VR환경을 이용한 상지 재활 치료에서 뉴로피드백의 종류에 따른 뇌파의 변화와 효과

Abstract

This study combined mirror therapy and virtual reality, a treatment method wherein post-stroke patients experience visual illusion by looking at the movement of paralyzed limbs reflected in the mirror and improve paralyzed parts. A game that incorporated neurofeedback into a virtual hand is provided as upper-limb rehabilitation training to explore the change in the brain depending on the existence and types of neurofeedback. A total of 21 healthy adults (age 24.77±4.22, 16 men and 6 women) participated in the study, and participants were required to experience virtual reality mirror therapy for 10 minutes on condition of neurofeedback or no neurofeedback. The experiment was carried out by dividing the participants into a group provided with concentration and another group provided with a degree of illusion among the conditions with neurofeedback. During their experience of mirror therapy with virtual reality, it was ensured that the movement of their right hands was reflected to their virtual left hands; depending on the group, the degree of concentration or illusion of the neurofeedback system changed the transparency of the virtual left hand to adjust the degree of immersion in the mirror therapy. At the same time, their electroencephalography was recorded, the size of their illusion was measured, and they were required to fill out the questionnaire. The group with neurofeedback in the mirror therapy with virtual reality had lower mu suppression of C4 compared to the group without neurofeedback. In other words, virtual movements may be deemed to have caused more illusions when neurofeedback is given. There was no statistical difference with the case wherein the degree of illusion or concentration was added to neurofeedback, with an average difference found. Therefore, mirror therapy, a rehabilitation training incorporating neurofeedback, helps patients be better absorbed in the experiment, and it is expected to be effective in brain activation.

본 연구는 뇌졸중 환자가 거울에 비친 비 마비 측 사지의 움직임을 보고 시각적 착각을 일으켜 마비 측 기능을 향상 하는 치료 방법인 거울 치료를 가상현실에 구현하였으며, 가상 손에 뉴로 피드백을 접목한 게임을 상지 재활 치료 훈련으로 실시하여 뉴로 피드백의 유무와 종류에 따른 뇌의 변화를 알아보았다. 21명의 건강한 성인(평균 24.77세, 표준편자 4.22, 남성16명 여성6명)이 연구에 참여했으며, 참가자들은 뉴로 피드백이 있는 조건 또는 없는 조건에 따라 가상현실 거울치료를 10분간 경험하도록 하였다. 뉴로 피드백이 있는 조건 중 집중력을 주는 그룹과 착각 정도를 주는 그룹으로 나누어 실험을 진행 하였다. 가상현실 거울치료를 경험하는 동안 실제 오른손의 움직임이 가상의 왼손에 반영되도록 하였고, 그룹에 따라 뉴로 피드백 시스템의 집중도 또는 착각정도를 가상 왼손의 투명도가 바뀌도록 하여 거울 치료 몰입도를 조절 하였다. 동시에 뇌전도를 기록하고, 착각 크기를 측정했으며, 참가자들은 설문지에 대한 답변을 작성하였다. 가상현실 거울치료 에서 뉴로 피드백으로 주었던 그룹에서 C4의 mu suppression이 주지 않았던 그룹에 비해 낮았다. 즉, 가상의 움직임을 뉴로 피드백을 주었을 때 더 많은 착각을 유발 하였다고 볼 수 있다. 뉴로 피드백에서 착각 정도와 집중력을 주었을 때의 통계적 차이는 없었지만 평균적인 차이를 보였다. 따라서 뉴로 피드백을 접목한 재활 치료 훈련인 거울 치료는 환자가 실험에 더 몰입할 수 있도록 하며 뇌 활성화에 효과를 줄 수 있을 것이다.