얼마나 해야 하는가 — 재활 용량-반응 입문

재활 치료를 얼마나 하면 충분한지는 아직 숫자 하나로 답할 수 없습니다. 「얼마나」를 재는 잣대가 하나가 아니고, 실제 치료실에서 얼마나 하는지를 세어 본 자료도 많지 않기 때문입니다. 이 글은 그 두 가지를 차례로 봅니다.

첫걸음 「신경가소성 — 끊긴 길 곁에 새 길을 내는 뇌」는 용량을 이렇게 정의했습니다. 재활에서 용량은 연습을 얼마나 많이 하느냐로, 흔히 연습한 시간이나 반복한 횟수로 재고 얼마나 자주·세게 했는지를 함께 보기도 합니다. 그 편은 연습의 양이 중요하지만, 양만 늘린다고 효과가 끝없이 커지지는 않는다는 데까지 갔습니다. 용량-반응은 용량을 바꿨을 때 효과가 어떻게 달라지는지의 관계입니다. 이 글은 그 관계를 따지기 전에 먼저 풀어야 할 문제, 곧 용량을 무엇으로 재느냐에서 시작합니다.

시리즈 안에서 이 글의 자리는 이렇습니다. 앞 편 「치료는 왜 그렇게 설계되는가 — 운동학습 원리 입문」은 연습을 어떻게 배열하고 어떤 피드백을 돌려주는지, 곧 「어떻게」를 다뤘습니다. 이 편은 「얼마나」입니다. 그런데 출발점에서부터 걸림돌이 있습니다. 「용량」이라는 한 단어 안에 적어도 세 가지가 뭉쳐 있습니다.

왜 알아야 하나 — 한 단어에 세 축이 들어 있다

용량을 이루는 세 축은 시간, 강도, 스케줄입니다. 시간(time)은 연습을 얼마나 오래 했는가입니다. 강도(intensity)는 단위 시간 안에 얼마나 많이 했는가로, 반복 수나 분당 반복 수로 잽니다. 스케줄(scheduling)은 연습을 어떻게 나누어 배치했는가로, 하루 몇 번, 며칠에 걸쳐 했는지를 말합니다. 같은 시간을 연습해도 한 번에 몰아서 했는지 여러 번 나눠 했는지, 그 안에서 몇 번 움직였는지에 따라 다른 용량입니다.

축이 다르면 효과의 방향까지 다를 수 있습니다. 「회복은 언제 일어나는가 — 시간이 한 일과 치료가 한 일」에서 본 AVERT가 그 예입니다. AVERT는 뇌졸중 직후 아주 이른 시기에 환자를 침대 밖으로 일으켜 움직이게 한 시험입니다. 그 자료에서 하루에 침대 밖으로 나온 세션의 빈도가 많을수록 좋은 결과와 함께 갔고, 하루에 움직인 분량이 많을수록 나쁜 결과와 함께 갔습니다. 빈도는 스케줄 축이고, 분량은 시간 축입니다. 같은 「용량」이라는 말 아래에서 방향이 반대였습니다.

연구자들도 이 문제를 지적합니다. 뇌졸중 회복 임상시험의 질은 높아졌지만, 치료들은 시간에 따라 회복이 그려 가는 경로, 곧 회복 궤적을 뚜렷하게 바꾸지 못했습니다. 연구자들은 그 실패가 용량의 복잡성과 그 명세화를 고려하지 않은 데서 왔을 수 있다고 봅니다 (PMID 31781018). 용량의 명세화(dose articulation)는 연구에서 용량을 축마다 구체적으로 정하고, 체계적으로 바꿔 보며, 그 값을 적어 두는 일입니다.

실제로 명세화는 잘 되지 않습니다. 범위 검토(scoping review)는 한 분야에서 어떤 연구가 어떤 방식으로 이뤄졌는지를 지도 그리듯 훑어 정리하는 고찰입니다. 뇌졸중 뒤 움직임 회복을 위한 운동 치료에서 용량을 조절해 본 연구를 이렇게 훑은 범위 검토에는 41편이 들어갔습니다 (PMID 33429089).

• 모든 연구가 일차원적 접근이었습니다. 세 축 가운데 하나만 바꿔 봤다는 뜻입니다.
• 가장 자주 바꿔 본 축은 시간(53%)이었고, 다음이 강도(29%), 마지막이 스케줄(18%)이었습니다.
• 95%가 치료가 효과를 냈는지를 보여 주는 효능 결과를 보고했습니다. 그런데 용량을 보고한 연구는 65%, 안전성을 보고한 연구는 45%였습니다.
• 61%는 비뚤림 위험이 높았습니다. 비뚤림 위험은 첫걸음 「재활 — 불길이 잡혀 가는 집에서 살림 궁리를 시작하는 일」에서 본 편향 위험과 같은 말로, 연구 설계의 허점 때문에 결과가 한쪽으로 쏠렸을 위험입니다.

효과가 있었는지는 거의 모든 연구가 적었는데, 그 효과를 낸 용량은 셋 중 하나꼴로 적혀 있지 않았다는 뜻입니다. 그러면 논문을 읽는 사람은 효과가 있었다는 것은 알아도, 얼마나 했을 때 그랬는지는 알 수 없습니다. 앞 편에서 본 모습, 곧 연습의 조건이 잘 적히지 않는다는 발견과 닮았습니다. 효과는 보고되고, 그 효과를 낸 조건은 덜 보고됩니다.

큰 그림 — 용량을 좁혀 가는 초기 연구가 드물다

같은 검토는 이 연구들을 발견 파이프라인의 단계별로 나눴습니다 (PMID 33429089). 발견 파이프라인은 새 치료를 동물 실험에서 시작해 사람 시험으로 넓혀 가며, 단계마다 물음을 좁혀 가는 연구의 순서입니다. 용량 연구에서 전임상 단계는 사람에게 쓰기 전에 동물에서 용량을 준비하는 단계입니다. 1상은 적은 수의 사람에게서 시도할 용량의 범위를 정하고, 2A상은 후보 용량을 걸러 내며, 2B상은 그중 어느 용량을 쓸지 정합니다.

앞단이 얇습니다. 용량을 체계적으로 좁혀 들어가는 초기 연구는 전임상 3편과 1상 2편뿐이고, 그 위에서 2B상 27편이 돌아가고 있습니다. 저자들은 이 분야에 용량을 여러 축에서 체계적으로 따지는 질 높은 초기 단계 연구가 더 필요하다고 결론지었고, 그러려면 특히 1상의 시험 설계를 고쳐 써야 한다고 적었습니다 (PMID 33429089). 범위를 정하는 단계는 거의 건너뛰고, 어느 용량을 쓸지 정하는 단계에 연구가 몰려 있다는 뜻입니다.

⚠️ 이 주제에서 흔히 인용되는 「동물은 하루 수백 회, 임상은 수십 회」라는 대비는 이 글에 쓰지 않았습니다. 우리가 확보한 초록 가운데 설치류가 하루에 몇 번 반복했는지를 적은 것이 없었습니다. 확보한 것은 용량을 조절한 연구 자체가 앞단에서 얇다는 실측이고, 이 글은 그것만 적습니다.

세 축을 나눠 읽기 — 시간 안에도 두 가지가 있다

세 축 가운데 가장 자주 쓰이는 시간 축은 다시 둘로 나뉩니다. 치료 시간(time in therapy)은 환자가 치료 일정 안에 들어 있던 시간이고, 과제 수행 시간(time on task)은 그 가운데 실제로 연습 과제를 하며 움직인 시간입니다. 치료사가 설명하고, 자세를 잡아 주고, 다음 기구로 옮기는 사이에도 치료 시간은 흐릅니다. 아래 실측에서 이 둘의 차이가 크게 드러납니다.

다차원성은 세 축을 함께 조작하고 함께 보고하는 것입니다. 세 축이 함께 적혀 있어야 「이만큼 했더니 이만큼 달라졌다」는 용량-반응을 말할 수 있습니다. 앞에서 본 41편은 모두 한 축만 바꿨습니다 (PMID 33429089).

실제로 어떻게 나타나나 — 세어 본 사람들

용량을 좁혀 가는 연구가 얇다면, 지금 치료실에서 실제로 얼마나 하는지라도 알아야 합니다. 그것을 직접 세어 본 자료 셋이 있습니다.

① 외래 치료실에서 실제 반복 수

외래 치료실에서 직접 세어 보면, 걸음 수를 빼고는 반복 수가 많지 않습니다. 대상은 편마비 환자입니다. 편마비는 첫걸음 「뇌졸중이란 무엇인가 — 막힌 것과 터진 것, 그리고 시간」에서 본 대로, 몸의 한쪽 팔다리에 힘이 빠지거나 아예 움직이지 않는 상태입니다. 외래는 입원하지 않고 병원에 다니며 치료를 받는 것입니다. 「많이 연습할수록 좋다」는 임상의 믿음이 있다면, 지금 실제로 얼마나 연습하는지부터 알아야 한다는 것이 이 관찰의 출발점이었습니다. 외래 물리치료·작업치료 36개 세션을 지켜보며 활동의 종류와 반복 수를 셌습니다 (PMID 17419883).

결과를 읽기 전에 세 가지 움직임을 구분해 둡니다. 능동 운동은 환자가 스스로 힘을 써서 하는 움직임이고, 수동 운동은 치료사가 환자의 팔다리를 대신 움직여 주는 것입니다. 목적 있는 움직임(purposeful movement)은 컵을 잡아 옮기듯 실제 과제를 향한 움직임입니다. 상지는 팔과 손, 하지는 다리를 가리킵니다.

• 치료 시간은 세션당 평균 36분이었습니다.
• 상지를 다루는 세션의 세션당 평균 반복 수는 능동 운동 39회, 수동 운동 34회, 목적 있는 움직임 12회였습니다.
• 하지 세션은 능동 33회, 수동 6회, 목적 있는 움직임 8회였습니다.
• 보행 세션에서는 평균 292보를 걸었습니다.
• 앉은 자리에서 일어나 옮겨 앉는 이동(transfer) 세션은 11회였습니다.
• 대부분의 범주에서 반복 수의 변동이 상당히 컸습니다.

저자들은 걸음 수를 빼면 반복 수가 비교적 적다고 결론지었습니다. 목적 있는 팔 움직임이 능동·수동 운동보다 적었던 것은 저자들에게도 뜻밖이었습니다. 목적 있는 움직임을 연습하는 것이 기능을 끌어올리는 데 꼭 필요하다는 당시의 가르침과 맞지 않았기 때문입니다 (PMID 17419883).

이 숫자를 보고 나면 「용량을 늘리자」는 논의의 출발점이 달라집니다. 목적 있는 상지 움직임은 세션당 12회입니다.

② 통상 치료(usual care)의 용량 — 상지

통상 치료(usual care)는 연구용으로 정해 둔 프로토콜 없이, 병원에서 평소대로 제공하는 치료입니다. 체계적 검토는 정해진 방법으로 관련 연구를 빠짐없이 찾아 모아 정리하는 연구입니다. 뇌졸중 뒤 입원 환자가 평소대로 받는 팔 운동 치료의 용량은 아래와 같습니다. 2015년 1월부터 2023년 2월까지의 문헌을 검색해 4개국 8편을 모은 체계적 검토에서 나온 값이고, 대부분 입원 재활 병동의 자료입니다 (PMID 37151039).

• 치료 시간(time in therapy)은 하루 23~121분이었습니다.
• 과제 수행 시간(time on task)은 하루 8~44분이었습니다.
• 반복 수는 세션당 36~57회, 하루 15~282회였습니다.
• 과제 수행 시간이 가장 낮은 값은 중증 상지 손상군에서 나왔고, 하루 8분이었습니다. 이 층의 상한은 41.5분이었습니다.
• 통상 치료의 내용, 곧 어떤 치료를 했는지에 대한 보고는 모든 연구에서 최소한이었습니다.

저자들은 이 용량이 과거 보고(평균 하루 21분·세션당 23~32회)보다는 늘어난 것으로 보인다고 적었습니다. 중증 팔 손상 환자층에서 용량이 가장 낮은 것으로 보인다고도 했고, 용량의 여러 축과 치료 내용을 꾸준히 보고해야 한다고 결론지었습니다 (PMID 37151039). 첫걸음 「신경가소성」에서 본 입원 재활의 반복 횟수도 이 과거 보고와 같은 범위였습니다.

여기서 두 가지가 눈에 띕니다. 첫째는 치료실에 있는 시간과 과제를 하는 시간의 격차입니다. 치료 시간은 하루 23~121분, 과제 수행 시간은 하루 8~44분으로 두 범위가 통째로 어긋납니다. 다만 이것은 8편에 걸친 두 범위를 따로 견준 것이고, 같은 연구 안에서 짝지어 보고된 값은 아닙니다. 둘째는 가장 중증인 사람이 가장 적게 한다는 점입니다. 치료실에 있는 시간과 실제로 과제를 하는 시간은 같은 것이 아닙니다.

③ 장소를 바꾸면 활동이 늘어나는가

재활 병동의 환자가 급성기 병동의 환자보다 몸을 많이 쓰는 시간이 더 길지는 않았습니다. 연구진은 재활 병동이 급성기 병동보다 신체 활동을 더 끌어올릴 것이라 가설을 세웠는데, 결과는 그 가설과 달랐습니다. 중등도-고강도 신체 활동은 활동 수준을 낮음에서 높음까지 나눴을 때 중간 이상에 드는, 몸을 비교적 많이 쓰는 활동입니다. 이 활동에 쓴 시간이 재활 병동에서 급성기 병원보다 높지 않았습니다(재활 24% 대 급성 23%, P=.74). 이 P값은 그 정도 차이가 우연만으로도 충분히 나올 수 있다는 뜻입니다.

달라진 것도 있었습니다. 재활 병동 환자는 침상에 누워 있는 시간이 더 적었고, 침상 밖에 앉아 있는 시간·병실 밖에 있는 시간·치료사와 함께한 시간은 더 많았습니다(모두 보정 P<.001) (PMID 26851969). 보정은 두 무리 사이의 다른 차이를 계산에서 맞췄다는 말이고, 이 P값들은 우연으로 보기 어려운 차이라는 뜻입니다. 관찰은 스웨덴 4개 병원의 재활 병동과 카롤린스카 급성 뇌졸중 유닛의 190명(재활 104, 급성 86)을 오전 8시부터 오후 5시까지 10분마다 1분씩 지켜보는 방식이었습니다.

저자들은 뇌졸중에서 입원 재활 환경이 급성기 병원보다 신체 활동을 더 끌어올리는 것으로 보이지 않는다고 결론지었습니다 (PMID 26851969). 재활 병동 쪽은 침대 밖에 있는 시간과 치료사를 만나는 시간이 더 많았지만, 몸을 많이 쓰는 시간은 더 많지 않았습니다.

흔한 오해

「용량을 늘린 시험들이 이미 답을 줬다.」

같은 종류의 운동 치료를 더 많이 하면 회복이 나아지는지를 따로 떼어 본 시험은 많지 않습니다. 실험군과 대조군의 치료가 용량만 다르고 나머지는 같은 무작위 시험을 찾았더니 7개 연구(9편)가 모였습니다 (PMID 20942915). 무작위 시험은 치료를 받을 사람을 제비뽑기처럼 무작위로 나눠 비교하는 시험이고, 이 검토는 그 결과를 모아 함께 계산하는 메타분석까지 했습니다.

• 7개 중 3개만 모든 설계 요소가 낮은 비뚤림 위험으로 평가됐습니다.
• 대조군이 받은 치료는 최대 20주에 걸쳐 평균 9~28시간, 실험군은 14~92시간이었습니다.
• 포함된 연구들은 치료 종류, 결과 지표, 측정 시점이 서로 달라 이질적이었습니다. 그래서 효과 크기는 대부분 연구 한 편에서 나온 값입니다.

결과는 이렇습니다. 연구 한 편씩의 효과 크기로는 치료가 끝난 시점에 고용량 쪽이 더 나은 경향이 보였고, 추적 시점에는 덜 뚜렷했습니다. 통합이 가능했던 지표 가운데 편안한 보행속도(0.3 [0.1, 0.5])와 추적 시점 Motricity Arm(10.7 [1.7, 19.8])은 양의 값이었습니다. 반면 ARAT는 0.1 [-5.7, 6.0]으로 0을 걸쳤고, 치료가 끝난 시점의 악력은 -10.1 [-19.1, -1.2]로 범위 전체가 음의 값이었습니다. 초록은 이 악력 결과를 따로 풀이하지 않았습니다. Motricity Arm은 팔의 근력을 점수로 매기는 척도이고, ARAT는 팔로 물건을 잡고 옮기는 과제로 팔 기능을 재는 검사입니다. 대괄호 안은 신뢰구간, 곧 참값이 있을 법한 범위입니다. 범위 전체가 양의 값이면 고용량 쪽이 나았다는 쪽을 가리키고, 범위가 음의 값과 양의 값에 걸쳐 있으면 차이가 없을 가능성을 배제하지 못합니다.

저자들은 같은 종류의 운동 치료를 더 많이 하면 회복이 나아진다는 가설을 현재 근거가 「제한적이지만 일부」 지지한다고 결론지었습니다. 그리고 용량을 미리 정해 놓고 찾아가는 전향적 용량 탐색 연구가 필요하다고 적었습니다 (PMID 20942915).

이 결론이 조심스러운 까닭은 근거의 모양에 있습니다. 「용량을 늘리면 좋아지는가」에 대한 근거 기반은 연구 수도 적고 비교 대상도 제각각입니다. 대조군이 9시간인 시험과 28시간인 시험을 같은 표에 놓고 「고용량」을 같은 뜻으로 읽을 수는 없습니다.

「치료 시간을 늘리면 용량이 늘어난다.」

치료 시간과 과제 수행 시간은 따로 움직일 수 있습니다. 위 ②의 격차가 이 가정을 흔듭니다. 치료 시간의 상한 121분과 과제 수행 시간의 상한 44분 사이에는 과제를 하지 않는 시간이 끼어 있습니다. 치료 시간을 늘렸을 때 늘어나는 것이 실제 과제 수행 시간인지, 그 사이의 다른 시간인지를 따로 확인해야 한다는 뜻입니다. ③도 같은 쪽을 가리킵니다. 환경을 바꾸는 것만으로는 중등도-고강도 활동이 늘지 않았습니다. 다만 같은 자료에서 침상 밖에 앉아 있는 시간과 치료사와 함께한 시간은 재활 병동 쪽이 더 많았습니다.

더 깊이 가려면

• 논문을 읽을 때 — 「용량」이라고 적혀 있으면 어느 축인지부터 봅니다. 시간인지, 강도인지, 스케줄인지입니다. 그리고 대조군의 용량이 얼마인지를 봅니다. 그 값이 없으면 「고용량」은 상대적 표현일 뿐입니다.
• 시간을 볼 때 — 치료실에 있던 시간과 과제를 수행한 시간을 나눕니다. 통상 치료 상지 실측에서 그 둘의 범위는 하루 23~121분과 8~44분이었습니다(같은 연구 안에서 짝지어 보고된 값은 아닙니다).
• 치료하는 쪽에서 볼 때 — 세어 보는 것이 가장 빠릅니다. 외래 실측이 세션당 목적 있는 상지 움직임 12회였다는 사실은, 세어 보기 전에는 아무도 몰랐습니다.
• 다음 편 — 지금까지 원리(어떻게)와 용량(얼마나)을 봤다면, 남은 것은 이 둘이 하나의 치료 방식으로 묶인 사례입니다. 「할 수 있는데 쓰지 않는다 — 학습된 비사용과 CIMT 입문」이 그 자리입니다. 용량의 기초 정의와 「많을수록 좋다」의 한계는 첫걸음 「신경가소성 — 끊긴 길 곁에 새 길을 내는 뇌」에 있습니다.

근거 논문

• Counting repetitions: an observational study of outpatient therapy for people with hemiparesis post-stroke. PMID 17419883 (2007)
• Dose, Content, and Context of Usual Care in Stroke Upper Limb Motor Interventions: A Systematic Review. PMID 37151039 (2023)
• Poststroke Physical Activity Levels No Higher in Rehabilitation than in the Acute Hospital. PMID 26851969 (2016)
• Early-phase dose articulation trials are underutilized for post-stroke motor recovery: A systematic scoping review. PMID 33429089 (2022)
• Dose Articulation in Preclinical and Clinical Stroke Recovery: Refining a Discovery Research Pipeline and Presenting a Scoping Review Protocol. PMID 31781018 (2019)
• The effects of increased dose of exercise-based therapies to enhance motor recovery after stroke: a systematic review and meta-analysis. PMID 20942915 (2010)