Botulinum toxin A and electrical stimulation targeting finger flexor spasticity improved active hand function among chronic stroke patients

Abstract

이론적 배경 및 목적 : 이전 연구들의 결과, 보툴리눔 독소 A (botulinum toxin A) 주사는 뇌졸중 후 경직성 상지 마비에서 경직감소를 보였으나, 부가적 치료의 유무와 상관없이 환측 상지 기능 향상에 대한 효과는 명확히 규명되지 않았다. 이에 본 연구는 만성 뇌졸중 환자의 경직성 마비측 손 기능 향상을 위해, 손가락 굽힘근의 보툴리눔 독소 A 주사치료와 손가락 폄근에 손목-손 보조기를 이용하여 부가적으로 시행한 전기자극 치료의 유용성을 평가하고자 하였다.

연구방법: 본 연구에서는 애쉬워스 척도 평가시 손목과 손 굽힘근 경직이 1+이상인 만성 뇌졸중환자 20명을 대상으로 보툴리눔 독소 A를 주사 하였고, 2주 후부터 손목-손 보조기 착용 한 채 주 5회 4주간 30분씩, 손가락폄근과 긴엄지폄근에 전기 자극치료를 시행하였다. 치료결과를 측정하기 위한 평가방법으로는 일차적으로 상자와 나무토막 검사(Box and Block test), 상지 운동기능검사(Action research Arm Test, ARAT)를 사용하였고, 이차적으로는 손목과 손가락의 경직 정도는 애쉬워스 척도로, 근력은 도수 근력 검사(manual muscle test)로 평가 되었고, 그 밖에 능동관절가동범위 (Active Range of Motion, AROM) 및 능동 손가락 폄 척도 (Active finger extension, Active FE), 손끝과 손바닥 간의 최대 거리 측정(maximum distance from the fingertip to palm, Distance-FP), 20초 동안 손가락 굽힘과 폄의 반복 횟수 측정(Distance-FP number of repeated finger flexion/extension within 20 s, Repeat-FE), 능동 엄지 대립 운동 척도(grading of active thumb opposition, Thumb-opposition), 악력(grip strength)을 측정하였다. 대상 환자 평가는 모집 직후(T0), 주사 전(T1), 주사 후 2주(T2), 6주(T6)에 실시하였다.

결과: 능동적 손 기능 평가인 BB와 ARAT, QDASH에서는 보툴리눔 주사와 전기 자극 치료 효과를 확인 할 수 있는 T1과 T3 간의 손 기능의 향상을 확인 할 수 있었으나, 보툴리눔 주사만의 효과를 나타내는 T1과 T2간에서는 유의한 변화 없었다. 하지만 경직과 관절가동범위 등 수동적 손 기능 향상은 T1과 T2, T1과 T3 모두에서 확인 할 수 있었다. 세부집단 분석결과, 치료 전(T1), 손가락 폄근의 근력이 높고 손가락의 굽힘근의 경직이 작은 그룹에서 능동적 및 수동적 손기능의 향상이 높았다.

결론: 손가락 굽힘근의 보툴리눔 독소 A 치료와 손가락 폄근에 손목-손 보조기를 이용하여 시행한 부가적 전기자극 치료는 만성 뇌졸중 환자에서 손 기능의 능동적 및 수동적 향상에 효과가 있었다.

주제어: 근 경직, 보툴리눔 독소, 상지, 전기 자극, 재활; Background and purpose: Previous studies have demonstrated that botulinum toxin A (BTX-A) treatment is effective in spasticity, but BTX-A, with or without an adjuvant therapy, was showed improvement of active function in few patients with spastic upper limb paralysis. In this study, we investigated botulinum toxin type A (BTX-A) injections targeting finger flexor muscles and electrical stimulation (ES) therapy on finger extensor muscles with wrist hand brace to improve upper limb function in chronic spastic hemiparesis. Methods: we recruited 20 chronic stroke patients with moderate-severe hand impairment based on Modified Ashworth Scale (MAS) greater than or equal to 1+. All patients had undergone BTX-A therapy and ES training on extensor digitorum communis (EDC) and extensor pollicis longus (EPL) in 30 minute sessions, 5 days per week over 4 weeks after 2 weeks of injection. Primary outcomes were change of Box and Block test (BB) and Action Research Arm Test (ARAT) between T1 and T3, and Secondary outcome measures mainly consisted of assessment of affected upper limb impairment; MAS scores of the wrist and finger (MAS-W/F), Medical Research Council scale score of the wrist and finger flexor/extensor strength(MRC-WF/WE/FF/FE), active range of motion of wrist flexion/extension (AROM-WF/WE) and radial/ulnar deviation (AROM-RD/UD) by goniometric measurement, active finger extension (Active FE), maximum distance from the fingertip to palm (Distance-FP), number of repeated finger flexion/extension within 20 s (Repeat-FE), grading of active thumb opposition (Thumb-opposition), and grip strength. These outcomes were assessed at baseline (Week -1, T0), immediately before (Week 0, T1), after 2 (Week 2, T2) and 6 weeks of BTX-A injection (Week 6, T3). Results: The active hand function measurements (BB, ARAT and QDASH) improved significantly from T1 to T3, but did not exhibit significant change between T1 and T2. However, patients showed significant improvements of the passive hand function assessments (MAS and ROM) from T1 to T3 and from T1 to T2. In the subgroup analysis, the patients in the higher finger extensor strength and lower finger flexor spasticity group at T1 showed more active and passive function regain than in the lower strength and upper spasticity group. Conclusion: The use of BTX-A targeting finger flexor spasticity with concomitant ES and wrist hand brace on finger extensor muscles is effective and feasible in improving active hand function along with impairment (spasticity, range of motion) among chronic stroke patients.