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문제 정의
- 큰볼기근에서는 두 방법간 근 활성도 차이가 없었다. 따라서 본 연구에서는 자세에 따라 달라지는 근육의 활성을 배제하기 위해 기립자세(standing)에서 실험을 실행하였다.
- 임상에서 환자의 일상생활동작에 자주 사용되는 상지의 움직임과 관련하여 기저면의 넓이 변화를 환자의 치료나 운동 측면에서 이용해 보고자 본 연구에서는 상지의 기능적인 움직임 수행동안 기저면의 넓이가 체간과 하지 근육 활성에 미치는 영향을 알아보려고 하였다.
제안 방법
- 연구 대상은 각각의 측정시 오류를 최소화하기 위해 발위 위치를 표준화해야 하므로(Olerud와 Berg, 1984; Woodall과 Welsh, 1990) 안쪽복사(medial malleoli) 사이의 거리가 각각 10 ㎝, 32 ㎝, 45 ㎝의 넓이에서 발뒤꿈치점과 두 번째 발가락 끝점을 연결한 발중심선이 평행하게 서도록 하였다(이영숙, 1996). 10 RM(repetition maximum)의 바벨을 10회 들도록 하여 체간과 하지의 근육 활성도를 측정하였고, 대상에게 적용된 기저면의 넓이는 무작위(randomization) 순서로 정하였다. 연구 대상은 10 RM의 무게를 실험자의 구령에 따라 1초당 한번 들고 1초당 한번 내려 10회를 실시하였으며, 처음 2회와 끝의 2회를 제외한 6회의 평균값을 분석하였다.
- 각각의 운동 시 수집된 근전도 신호는 잡음을 최소화하기 위하여 대역 여과 필터(60 ㎐), 대역 통과 필터(low; 10 ㎐, high; 450 ㎐) 처리한 후 RMS 처리 하였다. 근전도 값은 최대값을 사용하였다.
- 본 연구는 상지의 운동뿐만 아니라 다른 변수 즉 기저면의 넓이 차이를 이용하였다. 기립 상태에서 기저면의 넓이를 10 ㎝, 32㎝, 45 ㎝로 하였을 때 바벨을 들어 올리는 운동을 하는 동안 체간과 하지의 근육 활성도를 비교하기 위해 실행하였다.
- 이전의 연구 (Horak 등, 1984; Layne 등, 1985; Lee 등, 1987)에서 상지 운동 시 체간과 하지의 근육이 활성 된다는 것을 알 수 있었으나, 이들은 단지 기립자세에서 상지의 운동만을 변수로 하여 연구하였다. 본 연구는 상지의 운동뿐만 아니라 다른 변수 즉 기저면의 넓이 차이를 이용하였다. 기립 상태에서 기저면의 넓이를 10 ㎝, 32㎝, 45 ㎝로 하였을 때 바벨을 들어 올리는 운동을 하는 동안 체간과 하지의 근육 활성도를 비교하기 위해 실행하였다.
- 또한, 상지의 운동속도에 따라서 근육 활성이 달라지는지에 대한 실험을 할 수도 있을 것이다. 본 연구에서 대상자에게 두 번째 발가락 중심과 발뒤꿈치를 연결한 선에 발을 맞추어 서도록 하였다. 이는 발의 비틀림(torsion)을 고려하지 않은 자세이기 때문에 대상자가 실험하는 동안 불편함을 호소하였다.
- 10 RM(repetition maximum)의 바벨을 10회 들도록 하여 체간과 하지의 근육 활성도를 측정하였고, 대상에게 적용된 기저면의 넓이는 무작위(randomization) 순서로 정하였다. 연구 대상은 10 RM의 무게를 실험자의 구령에 따라 1초당 한번 들고 1초당 한번 내려 10회를 실시하였으며, 처음 2회와 끝의 2회를 제외한 6회의 평균값을 분석하였다. 연속적인 측정으로 발생할 수 있는 근 피로를 최소화하기 위하여 각 자세 측정 후 5분간의 충분한 휴식을 주었다.
- 연구 대상은 각각의 측정시 오류를 최소화하기 위해 발위 위치를 표준화해야 하므로(Olerud와 Berg, 1984; Woodall과 Welsh, 1990) 안쪽복사(medial malleoli) 사이의 거리가 각각 10 ㎝, 32 ㎝, 45 ㎝의 넓이에서 발뒤꿈치점과 두 번째 발가락 끝점을 연결한 발중심선이 평행하게 서도록 하였다(이영숙, 1996). 10 RM(repetition maximum)의 바벨을 10회 들도록 하여 체간과 하지의 근육 활성도를 측정하였고, 대상에게 적용된 기저면의 넓이는 무작위(randomization) 순서로 정하였다.
- 근육 활성도의 값을 표준화(normalization)하기 위해 연구 대상은 편안한 발 넓이로 서서 등배 근력 측정기(cabletensiometer)를 발휘 할 수 있는 힘의 최대로 잡아 당겼다. 이때의 근전도 값을 이용하여 근전도 신호량(%EMG)을 구하였다.
- 체간과 하지의 근육 활성도는 근전도기1)를 이용하여 측정하였고, 지름 1 ㎝이고 간격 2 ㎝인 이극표면전극(bipolar surface electrode)2)을 사용하였다.
- 은 우세 발(dominant foot)에 부착하였다. 표면전극 부착 부위의 피부 저항을 감소시키기 위해 털을 제거하고, 가는 사포로 3～4회 문질러 피부 각질층을 제거하였다. 전극에 소량의 전해질 젤을 발라 부착한 후 종이테이프로 고정하였다.
대상 데이터
- 근육 활성도의 값을 표준화(normalization)하기 위해 연구 대상은 편안한 발 넓이로 서서 등배 근력 측정기(cabletensiometer)를 발휘 할 수 있는 힘의 최대로 잡아 당겼다. 이때의 근전도 값을 이용하여 근전도 신호량(%EMG)을 구하였다.
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1. 연구대상
대상자는 최근 1년 동안 요통과 상지에 병변이 없고, 오른쪽 다리가 우세한 건강한 성인 남자 30명을 대상으로 하였다. 실험에 참가하기 전에 실험 과정에 대한 충분한 설명을 하였다.
- 실험에 참가한 대상은 허리와 상지에 통증이 없는 한서대학교에 재학 중인 건강한 남자 20명을 대상으로 하였다. 연구 대상자의 특성은 다음과 같다(표 1).
- 연구 대상자의 특성은 다음과 같다(표 1). 연구 대상의 평균 연령은 22.7세였으며, 평균 신장은 174.8 ㎝, 평균 체중 68.4 ㎏이었고 평균 10 RM은 8.13 ㎏이었다.
데이터처리
- 0을 이용하였다. 기전면의 넓이에 따른 체간과 하지의 근육 활성도를 비교하기 위하여 반복 측정된 이요인 분산분석을 사용하였고, 측정된 값들에 대한 사후검정은 본페로니 검증법(Bonferroni's correction)으로 분석하였다. 통계학적 유의성을 검정하기 위해서 유의수준 α는 .
성능/효과
- 본 연구에서 7개 근육의 근전도 신호량은 기저면의 넓이가 가장 넓은 45 ㎝에서 가장 작았고, 10 ㎝에서 가장 큰 활성도를 보였다. 7개의 근육에서 기저면의 넓이에 따라 근전도 신호량의 변화를 보였으나 앞정강근, 넙다리두갈래근, 큰볼기근, 위쪽배곧은근에서 근전도 신호량의 변화가 크게 나타났다. 기저면간의 근 활성도 차이는 10 ㎝와 32 ㎝ 사이에서 32 ㎝와 45 ㎝사이보다 크게 나타났다(그림 11).
- 김성중 등(2001)은 무릎을 편 기립 상태에서 발의 위치를 벌림, 모음, 중립, 발바닥굽힘, 발등굽힘 자세로 달리하고 넙다리네갈래근의 최대 등척성 수축을 시켰을 때 가쪽넓은근, 넙다리곧은근, 안쪽빗넓은근에서 얻은 근전도 신호량(%MVIC)을 비교하였다. 기립 상태에서 넙다리네갈래근의 최대 등척성 수축운동시 측정된 근육의 근전도 신호량은 안쪽 빗넓은근, 가쪽넓은근, 넙다리곧은근 모두 벌림 위치에서 많게 나타났다. 발의 모음 위치보다 벌림 위치의 기저면의 넓다고 가정할 때, 본 연구에서 기저면이 증가할 때 넙다리곧은근의 근전도 신호량이 감소하는 것과 달리 근전도 신호량이 증가하였다.
- 기립 상태에서 넙다리네갈래근의 최대 등척성 수축운동시 측정된 근육의 근전도 신호량은 안쪽 빗넓은근, 가쪽넓은근, 넙다리곧은근 모두 벌림 위치에서 많게 나타났다. 발의 모음 위치보다 벌림 위치의 기저면의 넓다고 가정할 때, 본 연구에서 기저면이 증가할 때 넙다리곧은근의 근전도 신호량이 감소하는 것과 달리 근전도 신호량이 증가하였다. 넙다리근들의 근전도 신호량 증가는 체중지지면의 증감으로 인하여 안정성에 기여한다고 하였고(Tyldesley와 Grieve, 1994), 엉덩관절벌림근, 폄 근, 바깥돌림근의 동시수축이 일어나 근위부의 안정화가 유발됨으로 넙다리 근육의 수축력이 증가한다고 하였다(O'Sullivan, 1994; Rothwell, 1995; Tyldesley와 Grieve, 1994).
- 본 연구는 한서대학교에 재학 중인 건강한 성인 남자를 대상으로 근전도기를 사용하여 기저면의 넓이에 따른 체간과 하지의 근육 활성도에 미치는 영향을 알아보기 위해 실험한 결과 기저면과 근육간의 상호작용은 없었다(p=.483). 기저면의 넓이 간에는 유의한 차이를 보였고(p=.
- 본 연구에서 7개 근육의 근전도 신호량은 기저면의 넓이가 가장 넓은 45 ㎝에서 가장 작았고, 10 ㎝에서 가장 큰 활성도를 보였다. 7개의 근육에서 기저면의 넓이에 따라 근전도 신호량의 변화를 보였으나 앞정강근, 넙다리두갈래근, 큰볼기근, 위쪽배곧은근에서 근전도 신호량의 변화가 크게 나타났다.
- 215)(표 3). 사후 검정 결과 기저면에 따른 근육 활성도는 10 ㎝에서 가장 크게 나타났으며 32 ㎝, 45 ㎝ 순으로 나타났다(그림1).
- 두발서기와 걷기자세보다 한발서기나 세로나란히서기에서 수직힘이 크게 증가하였다. 수직힘, 내외측힘, 전후힘의 평가에서 두발서기가 가장 낮은 값을 보였고, 걷기자세, 세로나란히서기, 한발서기 등의 순서로 값이 증가하였다. 이전의 두 연구(Kollmitzer 등, 2002; Patricia 등, 1989)의 결과는 본 연구에서 기저면의 넓이가 넓어지면 하지와 체간 근육의 활성도가 작아지는 결과와 유사하였다.
- 체간, 골반, 하지의 움직임은 없었으며 두 넓이 모두에서 무게 중심과 압력 중심의 변화는 모든 방향에서 10 ㎝ 이하였다. 시상면에서는 두 자세 모두 크게 나타났으나, 관상면에서는 기립자세는 측면움직임이 거의 없었고, 걷기에서는 뚜렷하게 네 개의 단계로 크게 나타났다. 압력 중심의 이동은 걷기자세보다 서기자세에서 유의하게 작게 나타났다.
- 시상면에서는 두 자세 모두 크게 나타났으나, 관상면에서는 기립자세는 측면움직임이 거의 없었고, 걷기에서는 뚜렷하게 네 개의 단계로 크게 나타났다. 압력 중심의 이동은 걷기자세보다 서기자세에서 유의하게 작게 나타났다. 이 연구에서 좁은 기저면을 가진 서기자세가 들기 동안 걷기자세보다 균형을 유지하기 위해 좀 더 복잡한 움직임이 나타난다고 하였고, 기저면의 넓이가 넓어지면 움직임이 감소한다고 하였다.
- 연구 대상은 10 RM의 무게를 실험자의 구령에 따라 1초당 한번 들고 1초당 한번 내려 10회를 실시하였으며, 처음 2회와 끝의 2회를 제외한 6회의 평균값을 분석하였다. 연속적인 측정으로 발생할 수 있는 근 피로를 최소화하기 위하여 각 자세 측정 후 5분간의 충분한 휴식을 주었다. 모든 근육의 적극 부착과 대상에 대한 설명, 그리고 실험시 구령은 측정자간 오차를 최소화하기 위하여 동일한 실험자가 실시하였다.
- 사후 검정 결과 기저면에 따른 근육 활성도는 10 ㎝일 때 가장 큰 값을 보였고 45 ㎝일 때 가장 작은 값을 보였다. 이상의 결과로 볼 때 기저면의 넓이가 증가함에 따라 근육 활성도가 감소하는 것을 알 수 있었다.
- Floyd와 Silver(1995)에 다르면 척추 중립 자세에서 손에 의해 옮겨지는 무게는 척추세움근의 근전도상 파형을 크게 증가시키지 않는다고 하였다. 정적 부하를 한손에 줄때 부하를 가해준 측 등 근육 근전도 증가율과 반대측 등 근육 근전도의 증가율과는 통계학적으로 유의한 차이가 있었다. 즉 부하를 가해준 측에 있는 등 근육의 근전도는 부하를 가하기 전 기준선에 비해 오히려 감소하거나 적은 증가율을 보인 반면, 부하를 가해준 측과 반대측에 있는 등 근육의 근전도는 기준선에 비해 아주 높은 증가율을 보였다(김태영 등, 1997).
후속연구
- 본 연구를 통해 일을 하거나 서기자세에서 기저면을 넓게 하는 것이 안정성에 도움이 되며 이는 환자나 노인 등이 치료나 운동을 하는 동안 응용하여야 한다고 생각된다. 그러나 본 연구는 건강한 성인만을 대상으로 한 것으로 그다지 어렵지 않은 과제를 수행하였기 때문에 자료의 처리를 위해서 기저면의 넓이에 따른 상지 운동 시 근육 활성도의 최대값을 사용한 제한점이 있다. 향후 연구에서는 과제 수행 강도를 높여서 연구하거나, 임상에서 적용하기 위해서 일반인보다 근육의 활성이 작은 환자를 대상으로 한 실험이 필요하다.
- 이전의 연구(김성중 등, 2001; Signorile 등, 1995)와 같이 발의 자세는 하지 근육의 활성에 영향을 준다고 하였다. 따라서 기저면의 넓이와 관련하여 발끝 각도의 변화나 발의 자세 변화에 대한 향후 연구가 필요하다고 생각된다.
- 향후 연구에서는 과제 수행 강도를 높여서 연구하거나, 임상에서 적용하기 위해서 일반인보다 근육의 활성이 작은 환자를 대상으로 한 실험이 필요하다. 또한, 상지의 운동속도에 따라서 근육 활성이 달라지는지에 대한 실험을 할 수도 있을 것이다. 본 연구에서 대상자에게 두 번째 발가락 중심과 발뒤꿈치를 연결한 선에 발을 맞추어 서도록 하였다.
- 본 연구를 통해 일을 하거나 서기자세에서 기저면을 넓게 하는 것이 안정성에 도움이 되며 이는 환자나 노인 등이 치료나 운동을 하는 동안 응용하여야 한다고 생각된다. 그러나 본 연구는 건강한 성인만을 대상으로 한 것으로 그다지 어렵지 않은 과제를 수행하였기 때문에 자료의 처리를 위해서 기저면의 넓이에 따른 상지 운동 시 근육 활성도의 최대값을 사용한 제한점이 있다.
- 그러나 본 연구는 건강한 성인만을 대상으로 한 것으로 그다지 어렵지 않은 과제를 수행하였기 때문에 자료의 처리를 위해서 기저면의 넓이에 따른 상지 운동 시 근육 활성도의 최대값을 사용한 제한점이 있다. 향후 연구에서는 과제 수행 강도를 높여서 연구하거나, 임상에서 적용하기 위해서 일반인보다 근육의 활성이 작은 환자를 대상으로 한 실험이 필요하다. 또한, 상지의 운동속도에 따라서 근육 활성이 달라지는지에 대한 실험을 할 수도 있을 것이다.
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