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문제 정의
- 본 연구는 닫힌고리운동 형태인 기립 자세에서 무릎의 폄 마지막 범위에서 최대 등척성 수축(maximal isometric contraction) 시발의 위치에 따른 넙다리곧은근, 안쪽빗넓은근, 가쪽넓은근의 근전도 활성도(electromyography activity)를 알아봄으로써 임상에서 보다 효과적인 선택적 근력 강화법을 찾고자 실시하였다.
- 본 연구는 무릎을 편 기립 상태에서 발의 위치를 달리하고 무릎을 편 상태에서 넙다리네갈래근의 최대 등척성 수축을 실시하였을 때 근육간 근전도 활성도에 차이가 있는지를 알아보고자 하였다. 연구대상은 허리와 다리에 통증이 없고 이전에 손상 당한 경험이 없는 남자 중에 넙다리네갈래근 각이 정상 범위에 속하는 20명으로 하였다.
- 이 연구는 기립 상태에서 발의 위치를 중립, 중립상태에서 발바닥굽힘(20), 중립상태에서 발등굽힘(10), 모음(30), 벌림(40) 상태로 놓고 넙다리네갈래근의 최대 등척성 수축을 시켰을 때, 근전도 활성도를 비교하기 위하여 실시하였다. 발의 모음, 벌림 위치는 넙다리네갈래근에서 특정 근육을 목표로 해서 제시한 자세였고 중립자세는 재활치료에서 가장 흔히 사용되는 자세이기 때문이었다.
가설 설정
- 본 연구에서는 모음, 벌림, 중립, 발바닥굽힘, 발등굽힘 시 유의한 근전도 신호량의 차이가 있을 것이라는 가설이 지지되지 못했다. 벌림 위치에서 넙다리근들의 근전도 신호량이 전반적으로 증가했던 것을 설명할 수 있는 가능한 요인으로는 첫째, 제시된 이론에서 나타나는 역학적 기전보다 체중지지면의 증감으로 인한 안정성에 기여하는 요인이 더 크게 작용하였을 것이라는 것(Tyldesley와 Grieve, 1994), 둘째, 벌림위치에서는 엉덩관절 벌림근, 폄근, 바깥돌림근의 공동수축이 일어나 근위부의 안정화가 유발됨으로 넙다리 근육의 수축력이 증가하였을 것이라는 것(O'Sullivan, 1994; Rothwell, 1995; T yldesley와 Grieve, 1994), 셋째, 발의 모음위치나 중립, 발등굽힘, 발바닥굽힘 시는 양무릎에 의한 힘이 분산되는 반면 발의 벌림 위치에서는 무릎폄근에 의한 힘의 합력이 후방지점에서 일치되므로 수축력이 강하게 작용하였을 것이라는 것이다(LeVeau, 1992).
제안 방법
- 측정되는 근육의 긴장(tension)이 초기 시작된 후 5초 동안 기록된 근전도 신호 중 초기와 마지막 1초 값을 제외한 중간 3초 동안의 근전도 신호만을 자료 값으로 이용하였다(Hung과 Gross, 1999). 각 발위치에서 3회 측정한 맨손근력검사 자세의 MVC 근전도 신호량으로 나누어 표준화하였다.
- 발등굽힘과 발바닥굽힘은 각각 10와 20 의 쐐기를 이용하여 측정자세를 유지하였다. 각도의 정확성을 유지하기 위해서 쐐기의 뒷축을 발판의 뒷축에 일치시키고 대상자를 각각의 측정자세에서 안정된 상태로 균형을 잡고 서게 한 다음 넙다리네갈래근 최대 등척성 수축을 하도록 지시하였다. 연구 대상자는 발판 위에서 넙다리근 수축과 함께 자신의 중력중심 위치를 컴퓨터 화면을 통해 확인하도록 하였고, 무게중심 위치를 가능한 시작했던 지점에 일치하도록 하였다.
- 검사 전에 모든 대상자는 Cybex (FITRON Cycle-Ergometer Lumex Inc. New York, USA)를 이용해 3분 동안 90 RPM의 저항과 300 kgm/ min의 속도로 편안하며 피로를 느끼지 않을 정도의 저강도 준비운동(warm- up)을 실시하였다. 최대 근수축 동안 느낄 수 있는 불편함을 줄이고, 발의 위치에 따른 근육 신장으로 인해 발생될 수 있는 통증이나 불편함을 최소화하기 위하여 발목관절에서 중등도(moderate)의 강도로 10초 동안 자가 정적 신장운동(static self- stretching)을 안쪽번 짐근, 가쪽번짐근, 발바닥굽힘근, 발등굽힘근에 대해서 실시하였다(Zakaria 등, 1997).
- 대상자를 책상에 걸터앉게 하고 양손을 테이블 가장자리를 잡게 하였다. 검사자는 한손을 대퇴 원위부 아래에 두어 무릎을 펼 때 테이블에 가해지는 압력으로 생기는 통증을 줄이도록 하였다. 대상자는 대퇴부 회전없이 검사자의 지시와 함께 무릎을 최대 신전하도록 하였으며 이때 검사자는 대상자가 최대의 근수축을 실시하도록 동일한 구두 자극을 주었다.
- 대상자는 대퇴부 회전없이 검사자의 지시와 함께 무릎을 최대 신전하도록 하였으며 이때 검사자는 대상자가 최대의 근수축을 실시하도록 동일한 구두 자극을 주었다. 근전도 신호는 발위치 변화에 따른 MVC 근전도 신호량 측정시와 동일한 방법으로 처리하였으며 5초 동안의 자료값 중 초기와 마지막 1초를 제외한 3초 동안의 IEMG(Integrated electromyography)값을 근력검사 자세의 MVC 근전도 신호량(%MVC EMG)으로써, 검사자료의 표준화값(normalizing value)으로 선택하였다.
- 이 전극은 하나의 도자에 두 개의 활성전극(active electrode)과 하나의 접지전극(reference electrode)으로 구성되었다. 근전도 신호를 500 samples/ sec로 표집한 후, MP100SWS(BIOPACK Systems Inc. USA 1997)를 이용하여 아날로그에서 디지털 신호로 전환하였다. 아날로그 신호는 band pass filter(low ; 40 ㎐, high; 250 ㎐)를 거쳐 60 ㎐에서 notch filter로 처리한 후, full- wave rectify하고 Root Mean Square(RMS) 과정을 통해 smoothing한 다음 컴퓨터 파일로 저장하였다(그림 1).
- 근전도 자료 수집을 위해 표면전극(surface electrode: AE-131 circular surface EMG disposable Electrode Neur oDyne M edical Corp. MA. USA)을 사용하였다. 이 전극은 하나의 도자에 두 개의 활성전극(active electrode)과 하나의 접지전극(reference electrode)으로 구성되었다.
- 모든 검사기간 동안 팔은 대퇴부 큰돌기에 편안하게 놓도록 하였다. 근전도 활성도는 각 발위치에서 3회씩 실시한 값을 수집하였으며, 대상자가 최대 등척성 수축을 유지할 수 있도록 동일한 형태의 구두 독려(verbal encouragement)가 측정 동안 이루어졌다(T epperman 등, 1986; Hanten과 Schulthies, 1990). 측정되는 근육의 긴장(tension)이 초기 시작된 후 5초 동안 기록된 근전도 신호 중 초기와 마지막 1초 값을 제외한 중간 3초 동안의 근전도 신호만을 자료 값으로 이용하였다(Hung과 Gross, 1999).
- 본 실험에 참가하기 앞서 모든 대상자는 발목관절의 관절 가동범위, 체중, 넙다리네갈래근 각을 측정하였다. 넙다리네갈래근 각 측정 시 오류를 최소화하기 위해 발의 위치를 표준화해야 하므로(Olerud와 Berg, 1984; Woodall과 Welsh, 1990) 측정 시 발을 중립 상태로 위치하게 한 후, 각도기의 축을 무릎뼈 중심부(midpoint) 위에 위치하도록 하고, 위앞엉덩뼈가시에서 무릎뼈중심을 연결한 선과 무릎뼈 중심에서 정강뼈조면 사이를 연결한 선이 이루는 각도를 측정하였다. 측정에 정확성을 높이기 위해 각도기 끝에 위앞엉덩뼈가시와 무릎뼈를 잇는 끈을 달아 측정하였다(Paulos 등, 1980; T omsich 등, 1996).
- 기준이 되는 발의 중립은 체중지지선이 엉덩뼈의 위앞엉덩뼈가시와 종아리뼈(tibia)를 지나고 첫 번째 발가락 사이를 지나도록 하였다(Olerud 와Berg, 1984). 대상자는 각각의 자세를 유지하도록하였으며 발의 모음, 벌림은 평지에서 측정을 하였으며 중립, 발등굽힘, 발바닥굽힘은 체중지지면에서 중력중심점 이동 측정을 위해 Balance Scan T est와 동시에 실시하였다. 동일한 자세로 균형을 유지하기 위해 최대 등척성 수축 시 대상자가 모니터를 보면서 스스로 균형을 유지하도록 하였다.
- 검사자는 한손을 대퇴 원위부 아래에 두어 무릎을 펼 때 테이블에 가해지는 압력으로 생기는 통증을 줄이도록 하였다. 대상자는 대퇴부 회전없이 검사자의 지시와 함께 무릎을 최대 신전하도록 하였으며 이때 검사자는 대상자가 최대의 근수축을 실시하도록 동일한 구두 자극을 주었다. 근전도 신호는 발위치 변화에 따른 MVC 근전도 신호량 측정시와 동일한 방법으로 처리하였으며 5초 동안의 자료값 중 초기와 마지막 1초를 제외한 3초 동안의 IEMG(Integrated electromyography)값을 근력검사 자세의 MVC 근전도 신호량(%MVC EMG)으로써, 검사자료의 표준화값(normalizing value)으로 선택하였다.
- 대상자를 책상에 걸터앉게 하고 양손을 테이블 가장자리를 잡게 하였다. 검사자는 한손을 대퇴 원위부 아래에 두어 무릎을 펼 때 테이블에 가해지는 압력으로 생기는 통증을 줄이도록 하였다.
- 대상자는 각각의 자세를 유지하도록하였으며 발의 모음, 벌림은 평지에서 측정을 하였으며 중립, 발등굽힘, 발바닥굽힘은 체중지지면에서 중력중심점 이동 측정을 위해 Balance Scan T est와 동시에 실시하였다. 동일한 자세로 균형을 유지하기 위해 최대 등척성 수축 시 대상자가 모니터를 보면서 스스로 균형을 유지하도록 하였다. 무릎관절을 편 자세에서 최대 등척성 넙다리네갈래근을 수축하도록 하였고, 이때 검사 보조자는 엉덩관절과 발목의 정렬이 일치되는지 점검하였다.
- 모든 대상자에서 순서 효과(order effect) 중 실험 결과에 영향을 미칠 수 있는 피로 효과를 배제시키기 위하여 발위치에 대한 우선 순위를 무작위로 정하였다. 측정은 맨발 상태에서 실시하였다.
- 모든 대상자의 우세쪽 다리에 도자를 붙일 위치를 정하고 면도를 한 후 알콜로 닦았다. 세 개의 도자 중 하나는 안쪽빗넓은근의 근육힘살(muscle belly) 중에서 가장 돌출된 부분에 부착하였다(Hung과 Gross, 1999; Karst와 Jewett, 1993; Laprade 등, 1998; Ninos 등, 1997; Signorile 등, 1995).
- 동일한 자세로 균형을 유지하기 위해 최대 등척성 수축 시 대상자가 모니터를 보면서 스스로 균형을 유지하도록 하였다. 무릎관절을 편 자세에서 최대 등척성 넙다리네갈래근을 수축하도록 하였고, 이때 검사 보조자는 엉덩관절과 발목의 정렬이 일치되는지 점검하였다. 쐐기를 이용한 발등굽힘, 발바닥굽힘 측정 시 Balance Scan T est의 모니터를 통해 대상자가 균형을 유지하는지를 관찰하였다.
- 발위치 변화에 따른 측정은 5가지 중립, 모음(30 ), 벌림(40 ), 발등굽힘(10 ), 발바닥굽힘(20 ) 자세에서 실시하였다. 기준이 되는 발의 중립은 체중지지선이 엉덩뼈의 위앞엉덩뼈가시와 종아리뼈(tibia)를 지나고 첫 번째 발가락 사이를 지나도록 하였다(Olerud 와Berg, 1984).
- 발위치를 벌림, 모음, 중립, 발바닥굽힘, 발등굽힘 자세에서 넙다리네갈래근의 최대 등척성 수축을 시켰을 때 가쪽넓은근, 넙다리곧 은근, 안쪽빗넓은근에서 얻은 근전도 신호량(%MVC EMG)을 이용하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
- 본 실험에 참가하기 앞서 모든 대상자는 발목관절의 관절 가동범위, 체중, 넙다리네갈래근 각을 측정하였다. 넙다리네갈래근 각 측정 시 오류를 최소화하기 위해 발의 위치를 표준화해야 하므로(Olerud와 Berg, 1984; Woodall과 Welsh, 1990) 측정 시 발을 중립 상태로 위치하게 한 후, 각도기의 축을 무릎뼈 중심부(midpoint) 위에 위치하도록 하고, 위앞엉덩뼈가시에서 무릎뼈중심을 연결한 선과 무릎뼈 중심에서 정강뼈조면 사이를 연결한 선이 이루는 각도를 측정하였다.
- 본 연구에서도 그러한 점을 감안하여 발위치와 넙다리근에 따른 근전도값을 비교하였기 때문에 RMS 과정과 표준화를 통해 자료 값에 영향을 미칠 수 있는 변수들을 최대한 동일하게 함으로써 결과 해석에 발생할 수 있는 오류를 줄이도록 하였다.
- 무릎관절을 편 자세에서 최대 등척성 넙다리네갈래근을 수축하도록 하였고, 이때 검사 보조자는 엉덩관절과 발목의 정렬이 일치되는지 점검하였다. 쐐기를 이용한 발등굽힘, 발바닥굽힘 측정 시 Balance Scan T est의 모니터를 통해 대상자가 균형을 유지하는지를 관찰하였다.
- 각도의 정확성을 유지하기 위해서 쐐기의 뒷축을 발판의 뒷축에 일치시키고 대상자를 각각의 측정자세에서 안정된 상태로 균형을 잡고 서게 한 다음 넙다리네갈래근 최대 등척성 수축을 하도록 지시하였다. 연구 대상자는 발판 위에서 넙다리근 수축과 함께 자신의 중력중심 위치를 컴퓨터 화면을 통해 확인하도록 하였고, 무게중심 위치를 가능한 시작했던 지점에 일치하도록 하였다. 중력중심은 5초간 최대 등척성 수축 시 모니터에 나타난 중앙중심점으로부터 대상자가 자세유지 시 나타나는 중력중심점까지의 평균거리를 측정자세의 중력중심점으로 계산하였다.
- 임상에서 근전도 시행 시 이러한 모든 변수를 통제한다는 것은 거의 불가능하다. 이러한 여러 내적, 외적 변수에 의한 실험결과의 오염정도를 최대로 줄이기 위해 근수축 시 얻어진 근전도 자료를 여러 과정을 거쳐 최적화하였고 RMS값을 구하여 그 신호량을 분석하였다. 이 값은 수축하는 동안 활동하는 운동단위의 수를 대표하고 특히 등척성 근수축 시, 근전도 활성도와 힘은 선형적 관계를 갖게 되므로 근육에 의한 힘을 나타내는데 흔히 사용된다(Basmajian등, 1985; De Luca, 1997; Signorile 등, 1995; Soderberg와 Knutson, 2000; Soderberg와 Cook, 1984).
- 연구 대상자는 발판 위에서 넙다리근 수축과 함께 자신의 중력중심 위치를 컴퓨터 화면을 통해 확인하도록 하였고, 무게중심 위치를 가능한 시작했던 지점에 일치하도록 하였다. 중력중심은 5초간 최대 등척성 수축 시 모니터에 나타난 중앙중심점으로부터 대상자가 자세유지 시 나타나는 중력중심점까지의 평균거리를 측정자세의 중력중심점으로 계산하였다.
- 넙다리네갈래근 각 측정 시 오류를 최소화하기 위해 발의 위치를 표준화해야 하므로(Olerud와 Berg, 1984; Woodall과 Welsh, 1990) 측정 시 발을 중립 상태로 위치하게 한 후, 각도기의 축을 무릎뼈 중심부(midpoint) 위에 위치하도록 하고, 위앞엉덩뼈가시에서 무릎뼈중심을 연결한 선과 무릎뼈 중심에서 정강뼈조면 사이를 연결한 선이 이루는 각도를 측정하였다. 측정에 정확성을 높이기 위해 각도기 끝에 위앞엉덩뼈가시와 무릎뼈를 잇는 끈을 달아 측정하였다(Paulos 등, 1980; T omsich 등, 1996).
- 모든 대상자에서 순서 효과(order effect) 중 실험 결과에 영향을 미칠 수 있는 피로 효과를 배제시키기 위하여 발위치에 대한 우선 순위를 무작위로 정하였다. 측정은 맨발 상태에서 실시하였다.
- 측정하는 동안 발이 발등굽힘과 발바닥굽힘 위치로 기립자세를 유지할 수 있도록 쐐기를 제작하여 사용하였다(그림 2). 발등굽힘은 경사도 10 , 발바닥굽힘은 경사도 20 로 하였다.
대상 데이터
- 대상자 선정은 무릎이나 넙다리 부근의 손상이 없고 넙다리네갈래근 각이 정상 범위인자로 선정하였는데, 이것은 이전의 손상이 대퇴부근 근 활성 형태에 변화를 주어 비정상적인 넙다리네갈래근 각이 되고, 이것으로 인해 실험에 영향을 끼칠 수 있으므로 넙다리네갈래근 각이 13±5 내의 범위에 있는 (Ninos 등, 1997) 남성으로 대상자를 선정하였다. 남자만 연구 대상자로 선정한 이유는 박은영 등(1999)의 연구에서 여성들은 높은 신발을 신는 생활습관으로 인해 하지 근육에 변화가 있다는 보고가 있어 연구대상에서 제외시켰다.
- 본 연구는 넙다리네갈래근 기능에 영향을 미칠 수 있는 과거 넙다리 손상이나 무릎 손상의 병력이 없는 정상 성인 남자 20명을 대상으로 하였다. 실험을 실시하기 전에 실험 전과정에 대하여 대상자에게 설명한 후, 자발적 동의를 얻었다.
- 실험에 참가한 대상자는 허리와 다리에 통증이 없고, 이전에 손상당한 경험이 없는 건강한 남자 20명을 대상으로 하였다. 연구 대상자의 특성은 다음과 같다(표 1).
- 본 연구는 무릎을 편 기립 상태에서 발의 위치를 달리하고 무릎을 편 상태에서 넙다리네갈래근의 최대 등척성 수축을 실시하였을 때 근육간 근전도 활성도에 차이가 있는지를 알아보고자 하였다. 연구대상은 허리와 다리에 통증이 없고 이전에 손상 당한 경험이 없는 남자 중에 넙다리네갈래근 각이 정상 범위에 속하는 20명으로 하였다.
데이터처리
- 각각의 근육이 발위치에서 나타나는 근전도 차이는 반복측정된 일요인 분산분석(one- way repeated ANOVA)으로 하였고, 각 발위치에서 근육의 근전도 활성도(%MVC EMG)에 대해 일요인 분산분석(one- way ANOVA)을 이용하였다. 발자세와 넙다리곧 은근, 안쪽빗넓은근, 가쪽넓은근의 근전도 결과 차이와 근육과 발의 위치 간에 상호작용이 있는지 알아보기 위하여 반복측정된 자료에 대한 이요인 분산분석(two- way repeated ANOVA)을 실시하였다.
- 근전도 측정에 대한 신뢰도를 구하기 위해 대상자 중 10명을 무작위로 추출해 각각의 발위치에서 3번의 시도가 얼마만큼의 측정자내 신뢰도가 있는지 급간내상관계수(Intratester Correlation Coefficients: ICCs[3,3])로 구하였으며(Hung과 Gross, 1999), 측정 자료가 정규분포하는지 알아보기 위하여 단일 표본 콜모고로프-스미르노프 검정(Kolmogorov - Smirnov test)을 실시하였다. 그 결과 정규분포하여 모수검정을 하였다.
- 근전도 측정에 대한 신뢰도를 구하기 위해 대상자 중 10명을 무작위로 추출해 각각의 발위치에서 3번의 시도가 얼마만큼의 측정자내 신뢰도가 있는지 급간내상관계수(Intratester Correlation Coefficients: ICCs[3,3])로 구하였으며(Hung과 Gross, 1999), 측정 자료가 정규분포하는지 알아보기 위하여 단일 표본 콜모고로프-스미르노프 검정(Kolmogorov - Smirnov test)을 실시하였다. 그 결과 정규분포하여 모수검정을 하였다.
- 각각의 근육이 발위치에서 나타나는 근전도 차이는 반복측정된 일요인 분산분석(one- way repeated ANOVA)으로 하였고, 각 발위치에서 근육의 근전도 활성도(%MVC EMG)에 대해 일요인 분산분석(one- way ANOVA)을 이용하였다. 발자세와 넙다리곧 은근, 안쪽빗넓은근, 가쪽넓은근의 근전도 결과 차이와 근육과 발의 위치 간에 상호작용이 있는지 알아보기 위하여 반복측정된 자료에 대한 이요인 분산분석(two- way repeated ANOVA)을 실시하였다. 유의한 차이를 보인 경우 추후검정은 본훼로니 수정법(Bonferoni's correction)을 이용하였고, 통계학적인 유의성을 검증하기 위한 유의수준 α는 .
- USA 1997)를 이용하여 아날로그에서 디지털 신호로 전환하였다. 아날로그 신호는 band pass filter(low ; 40 ㎐, high; 250 ㎐)를 거쳐 60 ㎐에서 notch filter로 처리한 후, full- wave rectify하고 Root Mean Square(RMS) 과정을 통해 smoothing한 다음 컴퓨터 파일로 저장하였다(그림 1).
- 발자세와 넙다리곧 은근, 안쪽빗넓은근, 가쪽넓은근의 근전도 결과 차이와 근육과 발의 위치 간에 상호작용이 있는지 알아보기 위하여 반복측정된 자료에 대한 이요인 분산분석(two- way repeated ANOVA)을 실시하였다. 유의한 차이를 보인 경우 추후검정은 본훼로니 수정법(Bonferoni's correction)을 이용하였고, 통계학적인 유의성을 검증하기 위한 유의수준 α는 .05로 하였다.
이론/모형
- 가쪽넓은근, 넙다리곧은근, 안쪽빗넓은근의 활동전위를 표준화하기 위해 넙다리네갈래근의 최대 등척성 수축 시의 근전도 활성도를 Kendall 등(1993)에 의한 맨손근력검사(manual muscle test :MMT ) 자세에서 측정하였다(Gryzlo 등, 1994; Hanten과 Schulthies, 1990).
- 이 값은 수축하는 동안 활동하는 운동단위의 수를 대표하고 특히 등척성 근수축 시, 근전도 활성도와 힘은 선형적 관계를 갖게 되므로 근육에 의한 힘을 나타내는데 흔히 사용된다(Basmajian등, 1985; De Luca, 1997; Signorile 등, 1995; Soderberg와 Knutson, 2000; Soderberg와 Cook, 1984). 그러므로 근육에 의해 발생되는 힘을 정량화한 근전도 신호값으로 추정하여 연구에 이용하였다(De Luca, 1997; Soderberg와 Knutson, 2000; Soderberg와 Cook, 1984). 표준화는 근육에서 발생되는 생리적 신호를 최대로 통제하게 해주며 동일 근육내 여러 도자를 이용하거나, 여러 근육을 비교할 때, 그리고 수일에 걸쳐 실험을 하는 경우에는 반드시 필요하다(Basmajian과 De Luca, 1985; De Luca, 1997; Knutson 등, 1994; Lehman과 McGill, 1999; Soderberg와 Knutson, 2000).
- 중립, 발등굽힘, 발바닥굽힘 상태에서 중력 중심(center of gravity : COG)의 변화를 측정하기 위하여 Balance Scan (FARO Medical T echnologies Inc. USA 1991)을 사용하였다(그림 3). 발등굽힘과 발바닥굽힘은 각각 10와 20 의 쐐기를 이용하여 측정자세를 유지하였다.
성능/효과
- 각 근육에서 발위치에 따른 근전도 신호량 (%MVC EMG)은 가쪽넓은근과 넙다리곧은근에서 유의한 차이를 보였으나 안쪽빗넓은근에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 유의한 차이를 보인 가쪽넓은근과 넙다리곧은근 모두 발의 벌림 위치에서 가장 많은 근전도 신호량을 보였고 가쪽넓은근은 중립에서 넙다리곧은근은 모음위치에서 각각 가장 적은근전도 신호량을 보였다.
- 각각의 근육과 발위치에 대해 반복측정된 이요인 분산분석을 한 결과 근육과 발위치 두 요인 간의 상호작용은 통계적으로 유의하지 않았다(p .05). 근육간 근전도 신호량(%MVC EMG)은 유의한 차이를 보이지 못했으나(p .
- 05). 각각의 발위치에서 특정 근육의 근전도 신호량, 안쪽빗넓은근/가쪽넓은근의 근전도 신호량 비, 중력중심점 이동시 근전도 신호량은 유의한 차이를 보이지 않았다(p .05).
- Signorile 등(1995)의 연구에서는 무릎을 175 에서 발을 모음 상태로 두고 등척성 운동을 시행했을 경우, 발을 벌림 상태로 두고 운동을 했을 때 보다 안쪽빗넓은근에서 근전도 신호량이 많았다고 보고하였다. 그러나 본 연구의 결과는 모음에서보다 벌림 위치에서 안쪽빗넓은근의 근전도 신호량이 증가한 것을 보여 제시된 이론을 지지할 수 없었다.
- 기립 상태에서 넙다리네갈래근의 최대 등척성 수축운동 시 측정된 근육의 근전도 신호량은 안쪽빗넓은근, 가쪽넓은근, 넙다리곧 은근 모두 벌림 위치에서 많게 나타났으며 가쪽넓은근, 넙다리곧은근은 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p .05). 각각의 발위치에서 특정 근육의 근전도 신호량, 안쪽빗넓은근/가쪽넓은근의 근전도 신호량 비, 중력중심점 이동시 근전도 신호량은 유의한 차이를 보이지 않았다(p .
- 05), 안쪽 빗넓은근에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 다중 비교 방법으로 본훼로니 수정법 (Bonferroni correction)을 이용한 결과 가쪽 넓은근에서는 벌림과 중립에서 유의한 차이를 보였고(p .05), 넙다리곧은근은 벌림과 모음에서 유의한 차이를 보였다(p .05),(표 4),(그림 5).
- 다중 비교법을 이용한 결과에서는 벌림(평균 76.16%MVC EMG)과 중립자세(평균 57.55%MVC EMG)에서 유의한 차이가 있었다(p .05).
- 각기 다른 5가지 발위치에서 각 근육의 근전도 신호량(%MVC EMG) 비교는 그림 7과 같다. 모든 발 위치에서 가쪽넓은근, 넙다리 곧은근, 안쪽빗넓은근의 근전도 신호량(%MVC EMG)은 모든 발위치에서 넙다리곧은근이 다른 근육보다 우세하게 나타남을 볼 수 있었으나, 모음 자세에서는 안쪽빗넓은근이 가장 우세하게 나타났다. 하지만 각 자세에서의 근육별 근전도 신호량을 알아보기 위한 일요인 분산분석 시 유의한 차이를 보이지 않았다(표 6).
- 발바닥굽힘, 중립 및 발등굽힘 시 Balance Scan T est를 이용한 상대적 중력중심점의 변화를 알아본 결과, 발등굽힘 시는 중립상태에서 전방으로 평균 11.13 ㎜ 이동하였고 발바닥굽힘 시에는 후방으로 15.19 ㎜ 중력중심점이 이동하였다(표 8).
- 각 발위치에서 근육의 근전도 신호량(%MVC EMG)의 비교에서 가쪽넓은근, 넙다리곧은근, 안쪽빗넓은근은 모든 위치에서 통계적으로 유의한 차이를 보이지 못했다. 벌림, 중립, 발바닥굽힘, 발등굽힘 자세에서는 넙다리곧은근의 근전도 신호량이 가장 많았으나 모음 위치에서는 안쪽빗넓은근의 근전도 신호량이 가장 많았음을 볼 수 있었다. 이것으로 모음 위치에서 안쪽빗넓은근이 우세하게 작용한다고 생각할 수 있으나 통계적으로 유의하지 않아 임상적 적용은 어렵다고 볼 수 있다.
- 본 연구에서의 안쪽빗넓은근/가 쪽넓은근의 근활성도 비도 이전의 연구(Cerny, 1995; Souza와 Gross, 1991)에서와 같이 운동 형태에 따른 유의한 차이를 보이지는 않았다. 벌림에서 가쪽넓은근에 상대적인 안쪽빗넓은근의 근전도 신호량이 평균 1.0이하인 것을 제외하고 모든 발위치에서 안쪽 빗넓은근이 가쪽넓은근에 비해 전반적으로 우세하게 작용하는 것으로 볼 수 있었다. 그러므로 무릎의 마지막 폄 부분에서 안쪽빗넓은근의 선택적 작용이 이루어진다는 것을 지지할 수 있었다.
- 본 연구를 통해 무릎재활에서 중요시 여겨지고 있는 안쪽빗넓은근의 선택적 강화를 위한 발위치는 밝히지 못했지만, 전반적인 넙다리근육의 근전도 활성도는 발의 벌림 위치에서 많다는 것을 알 수 있었다. 무릎 손상환자 중 넙다리 근력운동을 기립상태에서 시행하는 것이 더 좋은 환자는 발을 벌린 상태에서 근력 강화를 하는 것이 바람직하다고 사료된다.
- 하지만 안쪽빗넓은근/가쪽넓은근의 비는 연구자마다 시행 방법에 따라 약간의 차이가 있었다. 본 연구에서는 벌림에서 최소평균 .99에서 발바닥굽힘(중립) 시 최대 1.08까지 나타났으나, 발위치간에는 유의한 차이를 보이지 않았다. 이전의 다른 연구자들 중 Cerny(1995) 는 안쪽빗넓은근/ 가쪽넓은근의 근전도 활성도비가 1.
- 각 근육에서 발위치에 따른 근전도 신호량 (%MVC EMG)은 가쪽넓은근과 넙다리곧은근에서 유의한 차이를 보였으나 안쪽빗넓은근에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 유의한 차이를 보인 가쪽넓은근과 넙다리곧은근 모두 발의 벌림 위치에서 가장 많은 근전도 신호량을 보였고 가쪽넓은근은 중립에서 넙다리곧은근은 모음위치에서 각각 가장 적은근전도 신호량을 보였다. 안쪽빗넓은근의 근전도 신호량도 각 발위치에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았지만 다른 두 근육에서와 같이 벌림에서 가장 많은 활동전위를 나타냈다.
- 벌림 위치에서 넙다리근들의 근전도 신호량이 전반적으로 증가했던 것을 설명할 수 있는 가능한 요인으로는 첫째, 제시된 이론에서 나타나는 역학적 기전보다 체중지지면의 증감으로 인한 안정성에 기여하는 요인이 더 크게 작용하였을 것이라는 것(Tyldesley와 Grieve, 1994), 둘째, 벌림위치에서는 엉덩관절 벌림근, 폄근, 바깥돌림근의 공동수축이 일어나 근위부의 안정화가 유발됨으로 넙다리 근육의 수축력이 증가하였을 것이라는 것(O'Sullivan, 1994; Rothwell, 1995; T yldesley와 Grieve, 1994), 셋째, 발의 모음위치나 중립, 발등굽힘, 발바닥굽힘 시는 양무릎에 의한 힘이 분산되는 반면 발의 벌림 위치에서는 무릎폄근에 의한 힘의 합력이 후방지점에서 일치되므로 수축력이 강하게 작용하였을 것이라는 것이다(LeVeau, 1992). 이것으로 발의 벌림 위치가 전반적인 넙다리 근육의 근력강화에 효과적인 자세임을 알 수 있었다.
- 80 이상의 양호(good)한 신뢰도를 보였다(Portney와 Watkins, 1993). 특히, 벌림 상태에서는 r =.92이상의 높은 신뢰도를 보여 근피로, 학습효과, 도자의 부착상태 등에 의해 많은 영향을 받지 않았다는 것을 알 수 있었다(표 2).
후속연구
- 그럼에도 불구하고 지속적인 관련 연구들이 진행되고 있는 것은, 넙다리 근력 강화 운동이 무릎의 재활치료에서 아주 중요한 역할을 한다는 것이다. 본 연구의 결과가 효과적인 넙다리 근육 강화운동 방법으로 밝혀지기 위해서는 좀더 통제된 조건과 다양한 실험이 필요하다고 생각된다. 하지만 넙다리무릎뼈 통증 증후군, 앞십자인대 손상 등의 무릎에 문제가 있는 사람에게 발위치를 고려하지 않은 똑같은 자세의 근력 강화운동은 비효율적 일수도 있으므로 본 연구가 임상에서 넙다리 근력 강화가 필요한 환자들 또는 기립상태에서 운동을 하는 것이 더 좋은 무릎 손상 환자들의 치료에 도움이 될 것이다.
- 본 연구의 결과가 효과적인 넙다리 근육 강화운동 방법으로 밝혀지기 위해서는 좀더 통제된 조건과 다양한 실험이 필요하다고 생각된다. 하지만 넙다리무릎뼈 통증 증후군, 앞십자인대 손상 등의 무릎에 문제가 있는 사람에게 발위치를 고려하지 않은 똑같은 자세의 근력 강화운동은 비효율적 일수도 있으므로 본 연구가 임상에서 넙다리 근력 강화가 필요한 환자들 또는 기립상태에서 운동을 하는 것이 더 좋은 무릎 손상 환자들의 치료에 도움이 될 것이다.
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