1. 연구의 필요성

2019년 세계 인구현황 보고서에서 65세 이상 세계 노인인구는 6억명(8.5%)에서 2050년까지 16억명(16.7%)으로 2배 이상 증가할 것으로 예측하고 있다[1]. 국내 65세 이상 노인인구는 이미 2018년 기준 전체인구의 14.3%이며, 2027년까지 인구대비 21%로 더 증가할 것으로 예상하고 있다[2]. 현재 슬관절염의 국제적 유병률은 세계 노인인구(6억명)의 45%이며, 슬관절염 환자의 80%는 약간의 활동제한을 가지고 있고, 20%는 주요 일상생활이 어려운 기능상태인 것으로 알려져 있다[3]. 슬관절염의 국내 유병률은 방사선학적 진단등급(Kellgren-Lawrence [K-L] Grade)이 2등급 이상인 65세 이상 노인인구가 37.8%이며, 80세 이상 노인인구는 68%로 높다[2]. 이는 노령화에 따른 관절연골기질의 생성속도보다 분해속도가 더 빠르기 때문이다[4]. 또한 슬관절염 노인의 33.6%는 신체활동 감소와 관련된 증상을 동반하는 것으로 나타났다[4]. 노화로 인한 기초 대사량과 활동량 감소로 인한 체중 증가는 슬관절의 부담 증가와 슬관절염 악화 등 기능상태 저하로 인한 보행장애와 신체활동을 감소시키는 주된 원인이다[5].

슬관절염의 기능상태 저하 및 보행장애로 인한 신체활동량의 감소와 체중과다는 질병 악화 및 삶의 질 저하와 함께 만성질환의 유병률도 높이는 것으로 나타났다[5, 6]. 예컨대 슬관절염의 질병 특성상 산화와 항산화 반응의 불균형과 염증반응을 가중하여 슬관절염 증상악화와 함께 신체활동량의 감소로 복부비만, 고혈압, 당뇨, 이상지질혈증이 복합적으로 나타나는 대사증후군과 같은 만성 대사성질환의 발병 위험을 증가시킨다[7]. 이로 인한 과체중 및 비만의 만성질환 유병률은 30~50%로 특히 복부내장지방의 증가는 심장질환으로 인한 사망률을 2배 증가시키고, 뇌졸중이나 심장질환 유병률은 3배, 당뇨 발병률은 3.5~5배까지 증가시킨다[8]. 슬관절염 노인 중 여자 44% 남자 27%가 슬관절염 연골손상의 주요 원인인 비만인 것으로 나타났다[9]. 슬관절염과 비만과의 관계에서 체중이 약 1 kg 증가할 때 무릎에 전달되는 하중은 2~3배로 증가하며, 체질량지수가 2 kg/m² 감소하면 슬관절염 발생 위험도가 50% 감소한다[5]. 따라서 슬관절염 비만노인은 관절의 부담 및 통증이 더욱 가중되고 이는 신체활동량 감소의 원인이 된다. 이로 인한 활동량 감소는 체중 증가로 연속될 수 있고 만성질환의 위험을 증가시켜 슬관절염 비만노인의 삶의 질 저하를 가져온다[6]. 그러므로 슬관절염 비만노인은 체중부하와 신체활동 감소로 인한 관절염 증상 악화와 비만관련 대사질환의 예방관리, 삶의 질 향상을 위해 생활습관이 중요하다[10].

슬관절염 대상자의 치료관리는 신체활동 증진과 적정 체중조절을 기반으로 생활습관 개선을 기본으로 하며, 필요 시 약물 및 수술요법을 권고한다[11]. 특히 신체활동 유지증진은 수술 후에도 슬관절염 증상개선 및 재발예방을 위해 필수적이다[11]. 또한 신체활동 유지증진과 삶의 질 향상을 위해 슬관절염 증상의 정도 및 기간, 비만도 및 동반질환, 이전의 활동량, 생활양식 및 사회경제적 상태 등도 고려하는 것이 필요하다[10]. 국제적으로 신체활동의 일반적 권고안은 중등도 강도의 주당 150분 이상 운동이지만[12], 관절염을 위한 신체활동 증진 프로그램은 미국과 한국의 근관절유관학회의 가이드라인에 근거하고 있다[13, 14]. 예컨대, 슬관절염 노인에게 권장하는 신체활동 증진 프로그램은 주 1회 30분 이상으로 관절의 유연성 및 가벼운 유산소 운동을 동시에 수행하도록 구성한다. 또한 지방의 감소와 근력의 증가를 위한 근력강화 운동은 관절과 근육의 유연성 운동이 진행된 운동시작 3주 후에 수행하는 것을 권장한다[14]. 또한 신체활동 증진을 생활습관화하고 대사지표(중성지방, 고밀도 지단백 콜레스테롤, 인슐린저항성 등) 개선을 위해 최소 필요한 기간을 12주로 보고하고 있다[7].

관절염을 포함한 만성질환자에서 신체활동 중재의 생리적, 사회·심리적 효과는 국제적 메타분석에서 전반적으로 효과가 큰 것으로 나타났다[15]. 특히 슬관절염 대상자의 규칙적인 신체활동은 관절염 증상개선과 비만·대사지표(체질량지수, 허리둘레, 내장지방의 면적 및 인슐린저항성, 대사인자 등)와 삶의 질 개선에 효과적으로 나타났다[15]. 그러나 이러한 신체활동 효과에도 불구하고 관절염 환자는 관절염 증상 악화로 인한 보행장애로 인해 실제 신체활동 수행은 20.9%로 관절염이 없는 일반 성인의 신체활동 수행률 41.5%에 비해 낮은 것으로 나타났다[16]. 따라서 일반적인 신체활동만을 적용하기보다는 이론기반의 신체활동 증진 프로그램을 적용하는 것이 더 효과적인 것으로 나타났다[14]. 그동안 적용한 이론들은 자기효능감, 사회적 지지 등을 포함하고 있으나 행위변화 단계의 이행을 유발하는 행위과정 변수들을 명확하게 조작화하여 구분하고 측정하는 것이 어렵기 때문에 행위변화 단계별 중재의 개발과 평가의 활용에 제한점이 있다[17].

최근 다양한 건강행위에 적용되고 있는 지식-동기-행위기술 모델(Information–Motivation–Behavior Skills [IMB] Model)은 대상자에게 질병을 이해할 수 있는 정보를 제공하며 치료 목표를 설정하도록 하고 선체활동 개선에 대상자가 스스로 참여할 수 있도록 설계 가능한 장점이 있다[17]. 즉, IMB 모델은 행위관련 요인들 간의 관계의 모호함을 명확한 관계로 제시하고 있기 때문에 기존 신체활동 증진을 위해 적용한 이론들의 제한점을 보완할 수 있다[17]. 예컨대 개인이 정보를 충분히 습득하면 행위변화에 대한 동기화가 되고 사회적 지지에 대한 지각인 사회적 동기의 인지를 통해 행위변화를 위한 기술 즉, 행위에 대한 자기효능감이 향상되어 행위변화 및 유지가 촉진되고 이는 건강결과의 개선으로 나타난다고 제시하기 때문이다[18]. 그 동안 IMB 모델은 만성질환의 당뇨 및 심질환자, Human Immunodeficiency Virus (HIV) 감염대상자의 자가관리, 약물이행과 청소년의 영양습관, 흡연의 중재전략 등에서 유용하였으며[19, 20, 21], 지역사회 골관절염 노인 대상으로 자가관리 중재 시 효과가 입증되었다[22]. 그러나 IMB 모델의 구성요인 중 자기효능감의 측정을 제대로 하지 않거나, 동기 요인의 측정에 일관성이 없었다[23]. 지금까지 IMB 모델은 당뇨, 심질환, HIV 감염대상자 및 청소년 대상자에게 적용 되었으나, 슬관절염 비만노인 대상자를 적용한 국내외 연구는 거의 없는 실정이다[23].

이상에서 슬관절염 비만노인의 인지적, 기능적, 대사성 만성질환의 특성을 고려할 때, 지속적인 신체활동 이행증진을 위해서는 IMB모델의 구성요소인 지식, 동기, 행위적 요소를 적용한 프로그램을 구성하는 것이 중요함을 알 수 있다. 특히 신체활동 증진 프로그램의 효과검증은 대상자보고측정과 함께 객관적 생리 지표도 파악하여 중재효과의 크기와 근거를 명확하게 제시할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 IMB 모델 기반의 신체활동 증진을 위한 정보교육과 동기 강화를 중재전략으로 하여 슬관절염 비만노인을 위한 신체활동 증진프로그램을 개발하고 그 효과를 신체활동에 대한 자기효능감, 신체활동량, 슬관절 기능상태, 비만·대사지표와 삶의 질로 검증하였다.

2. 연구목적

본 연구는 슬관절염 비만노인을 위한 신체활동 증진 프로그램을 개발하고 효과를 검증하기 위함이며, 구체적 가설은 다음과 같다.

가설1. 신체활동 증진 프로그램에 참여한 실험군은 대조군보다 신체활동의 자기효능감이 높아질 것이다.

가설2. 신체활동 증진 프로그램에 참여한 실험군은 대조군보다 신체활동량이 증가할 것이다.

가설3. 신체활동 증진 프로그램에 참여한 실험군은 대조군보다 슬관절 기능상태 지표가 낮아질 것이다.

가설4. 신체활동 증진 프로그램에 참여한 실험군은 대조군보다 비만·대사지표(내장지방면적, 중성지방, 고밀도 지단백 콜레스테롤, 인슐린저항성)가 향상될 것이다.

가설5. 신체활동 증진 프로그램에 참여한 실험군은 대조군보다 건강관련 삶의 질이 높아질 것이다.

1. 연구설계

본 연구는 슬관절염 비만노인을 대상으로 신체활동 증진 프로그램의 효과검증을 위한 무작위 대조군 전후설계 연구이다.

2. 연구대상

본 연구의 대상자는 경기도 S시에 소재하는 A 대학교병원 관절염센터에 내원하는 환자를 근접 모집단으로 하여 표본의 동질성을 위해 다음의 선정기준에 따라 자발적인 연구 참여에 서면 동의한 자를 편의 추출하였다. (1) 슬관절염의 방사선학적 진단등급(K-L Grade)이 2~4등급인 자(K-L Grade 1등급은 임상적으로 의심스러운 슬관절염 및 방사선영상 상 미세한 골 증식을 보이는 상태[24]로 대학병 원 내원대상이 아님) (2) 만 65세 이상인 자 (3) 허리둘레(Waist circumference) 남자 90 cm 이상, 여자 85 cm 이상인 자[25] (4) 체성분분석기(Inbodys10®, Biospace, Seoul, Korea)로 측정하여 내장지방면적(Visceral Fat Area [VFA])이 남자 100 cm², 여자 70 cm² 이상인 자[26]이다. 제외기준은 (1) 정신질환 병력이 있거나, 정보이해 및 교육에 어려운 질환(치매, 시각장애, 청각장애 등을 포함)이 있는 자 (2) 신체활동에 영향을 주는 골절, 뇌졸중, 편마비, 사지마비, 심장질환으로 활동이 어려운 자이다.

대상자의 크기는 G*POWER 3.1.9.2 프로그램을 이용하여, 두 집단 t-test를 위해 골관절염 노인의 자가관리 중재에 대한 효과를 검증한 Kim과 Park [22]의 연구와 Cohen [27]의 공식에 근거한 효과의 크기(f) .25, 유의수준(α) .05, 검정력(1−β) .80일 때 최소 표본수는 62명이었으나, 탈락률 30%를 고려하여 총 80명으로 하였다.

연구대상자의 참여 흐름도는 Figure 1과 같다. 선정기준에 적합한 250명 중 자발적인 연구 참여에 서면 동의한 대상자 80명을 무작위화 컴퓨터 프로그램을 이용하여 실험군과 대조군을 1:1 무작위화 하였다. 이 가운데 75명(실험군 40명, 대조군 35명)이 사전조사를 진행하였다. 실험군이 12주 프로그램에 참여한 후 71명(실험군 36명 대조군 35명)이 사후조사를 진행하였다. 프로그램의 연속성과 효과평가를 위해 4회 이상 결석을 탈락기준으로 적용한 중도탈락률은 10%(12회기 동안 총 4명)이었다.

Figure 1
Flow diagram of the process through the phase of a randomized trial.
IMB=Information-motivation-behavior skills; CBD=Common bile duct; ITT=Intention to Treat.

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3. 중재프로그램

3) 최종 신체활동 증진 프로그램

최종 개발된 프로그램은 IMB 모델 기반 중재전략을 활용한 총 12주 신체활동 증진 프로그램으로 Table 1과 같다. 관절염을 위한 신체활동 증진 프로그램은 미국과 한국의 근관절유관학회의 가이드라인[13, 14]에 근거하여 슬관절염 비만노인을 위한 유연성, 유산소 운동 및 근력 운동을 주 1회, 회기 당 60분씩 도입(10분), 전개(40분), 정리(10분) 운동으로 구성하였다[29]. 본 연구는 집단 중재로서 그룹당 12명~13명의 소그룹으로 운영하였다[30]. 1~2주 동안은 정확한 운동방법을 배우도록 하였다. 유산소 운동은 개발한 댄스동작 동영상을 함께 보면서 직접 시범을 보였고, 유연성 및 근력 운동의 동작은 포스터를 보며 직접 시범을 보여 지도하였다. 집에서도 최소 3회/주 스스로 시행할 수 있도록 각 운동의 동영상, 포스터 및 아령(0.5 kg 2개)을 배부하였으며 이를 전화로 모니터링하였다. 프로그램의 구성과 중재에서 프로그램 전반부에 전달된 슬관절염 정보는 7회기부터 12회기에 해당되는 프로그램 후반부에도 반복되도록 하였다.

Table 1
Physical Activity Promoting Program Based on IMB in Obese Older Adult with Knee Osteoarthritis

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그러나 후반부에는 전반부와 차별성이 있도록 상호작용이 있는 그림퀴즈 형태로 반복학습하여 슬관절염 지식과 관련된 정보를 구조화하도록 하였다. 또한 노인의 기억능력 감퇴로 인한 신체활동 동작과 순서의 어려움을 최소화하기 위해 대형 크기의 운동 포스터를 제공하였다.

각 회기 도입부분(10분)에 건강박수를 구령에 맞추어 시작하여 집중력을 높이도록 구성하였다. 2회기부터 마지막 회기까지 신체활동에 대한 약속일지를 작성하여 성취경험을 증진시키고, ‘이행’에 어려웠던 점과 경험을 나누었다. 연구자는 각 대상자의 약속일지를 토대로 매주 전화코칭을 진행하였다. 전개부분(40분)은 매주 PPT를 이용한 정보교육을 반복하였으며 모든 신체활동 시작 전 동작을 부드럽고 천천히 하며 관절을 꺾거나 굽어진 관절을 펴려고 하지 않도록 소리내어 읽기를 같이 하였다. 유연성 운동과 근력 운동은 대한근관절건강학회의 “스스로 관절관리: 관절튼튼 운동과 근력강화 운동” 포스터를 이용하여 구령에 맞추어 진행하였다. 근력 운동의 상지근육은 아령을 이용하였고, 하지는 고정식 의자를 이용하여 하지근육에 체중부하를 통한 저항 운동을 하였다. 유산소 운동은 10분으로 ‘관절염 댄스’를 음악에 맞추어 2~3회 반복하였다. 유산소 운동인 2가지 관절염 댄스는 프로그램 전반부에 4가지 동작으로 하였고, 7회기인 후반부부터 다른 음악에 맞추어 5가지 관절운동 동작을 반복하도록 구성하였다. 정리부분(10분)은 모든 신체활동을 정리하는 과정으로 교육내용 또는 신체활동 동작 중 어려웠던 부분을 자율적으로 질의 응답하였다. 신체활동 동작 시 주의사항을 다시 반복하고 다음 회차의 진행내용을 요약소개 후 마무리하였다.

4. 연구도구

본 연구의 자료수집에 사용한 도구는 원저자로부터 도구사용승인을 받았다.

5. 연구의 윤리적 고려

본 연구의 내용과 방법에 대하여 A 대학교병원 기관생명 윤리위원회의 승인을 받은 후 연구를 진행하였다(IRB No: AJRB-SBRSUR-18-021). 연구대상자의 윤리적 측면을 보호하기 위해 연구절차와 목적을 설명한 후 자발적 동의 후 연구가 진행되며 연구기간, 연구방법, 참여에 대한 이익 및 위험, 연구대상자의 보호, 익명성 보장, 답례 등에 관해 구체적으로 설명하고 대상자가 언제든지 연구 참여 중단을 결정할 수 있으며 이로 인한 어떠한 불이익도 발생하지 않음을 서면 설명문을 제공하여 설명하였다. 또한 혈액검사 시 대상자 일체의 정보에 대해서는 검사기관에 제공되지 않으며 일련번호만 명기하여 이관하고 연구에 사용된 검체는 다른 연구의 목적으로는 사용되지 않고 결과 측정 후 전량 폐기됨을 설명하였다.

6. 연구진행절차

본 연구는 2018년 4월 4일부터 2018년 7월 7일까지 진행되었으며 진행절차와 방법은 다음과 같다.

7. 자료분석방법

자료분석은 SPSS 23.0 프로그램을 사용하여 다음과 같이 분석하였다.

1) 실험군과 대조군의 일반적 특성은 실수와 백분율, 평균, 표준편차의 기술통계로 분석하며 일반적 특성 및 종속변수의 정규성 검정은 Shapiro-Wilk test를 이용하였다.

2) 실험군과 대조군의 일반적 특성 및 사전 종속변수에 대한 동질성 검증은 Chi-squared test, independent t-test, Mann-Whitney U test를 이용하여 분석 하였다.

3) 슬관절염 비만대상자의 신체활동 증진 프로그램의 효과에 대한 가설검증은 각 결과변수의 사전 점수를 통제하여 ANCOVA(analysis of covariance)로 분석하였다. 이는 군간 사전 동질성 검증에서 두 군이 동질하였지만, 사전 점수 차이로 인한 오차변량을 제외한 실제 실험처치 효과를 정확하게 분석하기 때문이다[40]. 효과크기는 partial h2로 제시하였다. 단, 정규성 검정결과 정규분포를 따르지 않은 신체활동량 변수에 대한 검정은 Mann-Whitney U test로 분석하였다.

4) 본 연구의 가설검증은 탈락자를 제외할 경우 결과의 효과가 과잉 추정될 수 있으므로 무작위화에 따른 치료의향분석(Intention to Treat [ITT] analysis)에 따라 모든 대상자의 사전, 사후 점수로 분석하였다. 사후 결측치(4명)는 결측치 추정방법(imputation method) 중 평균대체법(mean replacement)을 이용하였다[41].

1. 대상자의 일반적 특성 및 연구변수의 사전 동질성 검증

전체 대상자(n=75)의 평균연령은 74.9세이며 84.0%가 여성이었다. 실험군(n=40)과 대조군(n=35)의 일반적 특성(성별, 연령, 교육수준, 건강관리 지지 등), 질병관련 특성(관절염 부위, 수술유무, 관절염 통증, 지각된 건강상태), IMB관련 변수(관절염 지식점수, 내적동기, 사회적 지지)와 비만관련 특성(체질량지수, 허리둘레, 근골격지표)은 프로그램 제공 전 모두 유의한 차이를 보이지 않아 두 군은 사전 동질하였다(Table 2). 또한 두 군간의 결과변수인 신체활동의 자기효능감, 신체활동량, 슬관절 기능상태 지표, 비만·대사지표(내장지방면적, 중성지방, 고밀도 지단백 콜레스테롤, 인슐린저항성), 건강관련 삶의 질에 유의한 차이가 없어 두 군은 동질하였다(Table 3).

Table 2
Homogeneity of General Characteristics between Two Groups (N=75)

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Table 3
Homogeneity of Outcome Variables between Two Groups (N=75)

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2. 슬관절염 비만노인을 위한 신체활동 증진 프로그램의 효과검증

슬관절염 비만노인을 위한 신체활동 증진 프로그램 제공 후 두 군간 효과는 결과변수의 사전 점수를 공변수로 통제한 상태에서 검증하였다. 정규분포 가정을 충족하지 않은 신체활동량은 두 군간 비모수 검증하였다. 가설검증의 결과는 다음과 같다(Table 4).

Table 4
Effects of a Physical Activity Promoting Program Based on IMB in Obese Older Adult with Knee Osteoarthritis (N=75)

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1) 가설1. ‘신체활동 증진 프로그램에 참여한 실험군은 대조군보다 신체활동의 자기효능감이 높아질 것이다’를 검증한 결과 실험군은 대조군보다 신체활동의 자기효능감이 통계적으로 유의하게 증가하였으므로(F=81.92, p<.001; ŋ_p²=.53), 가설 1은 지지되었다.

2) 가설2. ‘신체활동 증진 프로그램에 참여한 실험군은 대조군보다 신체활동량이 증가할 것이다’를 검증한 결과 실험군이 대조군에 비해 신체활동량이 증가하여(Z=−2.21, p=.044), 가설 2는 지지되었다.

3) 가설3. ‘신체활동 증진 프로그램에 참여한 실험군은 대조군보다 슬관절 기능상태 지표가 낮아질 것이다’를 검증한 결과 실험군의 슬관절 기능상태 지표가 대조군에 비해 낮아져(F=15.88, p<.001; ŋ_p²=.18), 가설 3은 지지되었다.

4) 가설4. ‘신체활동 증진 프로그램에 참여한 실험군은 대조군보다 비만·대사지표(내장지방면적, 중성지방, 고밀도 지단백 콜레스테롤, 인슐린저항성)가 향상될 것이다’를 검증한 결과 신체활동 증진프로그램에 참여한 실험군은 대조군보다 비만·대사지표에서 내장지방면적(F=7.57, p=.008; ŋ_p²=.10)과 고밀도 지단백 콜레스테롤 수치(F=9.51, p=.003; ŋ_p²=.12)가 통계적으로 유의하게 개선되어 가설이 지지되었다. 그러나 중성지방 수치와 인슐린저항성은 신체활동 증진 프로그램에 참여한 실험군이 개선되었으나 통계적으로 유의한 군간 차이는 없어(F=0.002, p=.965; F=0.34, p=.563), 가설이 기각되었다.

5) 가설5. ‘신체활동 증진 프로그램에 참여한 실험군은 대조군보다 건강관련 삶의 질이 높아질 것이다’를 검증한 결과 실험군은 대조군보다 건강관련 삶의 질 점수가 통계적으로 유의하게 증가하여 (F=14.89, p<.001; ŋ_p²=.17), 가설 5는 지지되었다.