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문제 정의
- 그러나 중앙주파수의변화는 기록전극의 위치, 전극 사이의 거리와 같은 요소에 의해서도 영향을 받을 수있으며, 근육의 온도와 두께 등이 영향을미칠 수 있다(Roy, 1993). 따라서 이 연구에서는 이러한 변수를 최소화하기 위해 내측광근, 외측광근, 대퇴직근에 부착된 근전도전극에서 슬개골 중심에서 전극까지의 거리를 측정한 다음 실험을 실시하였다. 근 섬유 중 I형 섬유는 지구력이 크고 피로에 강한 특징이 있어 주로 등척성 수죽을 하는자세 유지근에 우세하게 분포되어 있으며, II형 섬유는 I형 섬유에 비해 수축 속도가빠르고 큰 운동신경섬유가 지배하고 있으며, 쉽게 피로해져서 짧은 시간동안 강한수축을 하는 근육 즉 순발력을 요하는 근육에 많이 분포해 있다.
- 적용 전 . 후 표면 근전도를 이용하여 운동단위 활동전위를 획득하여 중앙주파수의 변화를 분석하여 단 기간 신경근 전기자극 적용에 의한 근력과 지구력의 변화를 알아보고자 하였다.
- 적용하고, 적용 전 . 후로 표면 근전도를 이용하여 운동단위활동전위를 획득하여중앙주파수를 분석하여 신경근전기자극의적용양식에 따른 근 기능의 변화를 알아보고자 하였다.
제안 방법
- z CS200 Dynamoneter, USA)를 이용하여 전기자극시와 동일한 자세에서 측정하였다. 각 대상자의 최대 수 의적 등척성 수축력을 결정된 다음 Dynamometer를 이용하여 II군은 최대 수의적 등척성 수죽력의 60%에 이르는 전류강도를 설정하였으며, HI군은 최대 수의적 등척성 수죽력의 30%에 이르는 전류강도를 설정하여 각각 매회 15분, 주 5회씩 총 4주 동안 실시하였다.
- 골격근의 기능을 평가하기 위하여 근전도를 이용하여 운동단위 활동전위 등을 측정하여 분석한다. 근전도를 이용하여 근육의활동과 힘의 관계를 정량적으로 분석하기위해 여러 가지 수리적 매개변수들이 연구되어 왔는데, 그 결과 근전도 신호의 진폭이 힘의 크기와 상당한 선형적 관계를 갖고있는 것이 알려져 왔으나, 근전도 분석방법으로 표면 근전도를 이용하여 스펙트럼 분석방법 중 중앙주파수 값을 구하는 방법이신뢰성이 있고 일관성이 있어 가장 많이 이용되고 있다(김정룡과 정명철, 1999).
- 대상자들을 침대에 바로 누운 상태에서 우세 측 하지의 슬관절을 15。굴곡위를 취하게 하고 발목을 고정시킨 후, 대퇴사두근 에 최대 수의적 등척성 수죽을 10초 실시하 고 5초 휴식을 취하게 한 후 다시 10초 실 시하여 근전도 신호를 수집하였다. 등척성 수축은 대상자 자신이 할 수 있는 최대의 수의적 수축을 실시하게 하였다.
- 근력 증강군인 II군은 통전시간 10 sec, 단전시간 50 sec로 단속시간비가 1:5이고, 수축력은 최대 수의적 등척성 수축력의 60%, 반복수축 횟수는 15회로 실시하였다. 지구력 증강군인 이군은 통전시간 10 sec, 단전시간 20 sec로 단속시간비가 1:2이고, 수축력은 최대 수의적 등척성 수축력의 30%, 반복수축 횟수는 30회로 실시하였다.
- 근전도 신호를 기록하기 위해 직경이 3, 6 cm인 은-염화은 전극을 사용하여 내측광근, 대퇴직근, 외측광근의 근복에 기준전극과기록전극을 각각 부착하고 하퇴에 접지전극을 부착하였다. 전극 부착부위의 피부저항을 최소화시키기 위하여 면도를 하고 알코올로 깨끗이 닦은 후 말린 다음 전극을 부착하였다.
- 대상자를 아무런 처치를 하지 않은 대조 군（ I군）과 신경근전기자극 적용양식에 따 라 근력 증강군（II군）, 지구력 증강군（皿군） 에 각각 8명씩 무작위로 배치하였으며 일반 적인 특성은（Table 1）과 같다.
- 대상자의 우세 측 대퇴사두근을 대상으로 운동단위 활동전위를 실험 전, 실험 후에 측정하여 중앙주파수를 분석하였다.
- 대상자들을 침대에 바로 누운 상태에서 우세 측 하지의 슬관절을 15。굴곡위를 취하게 하고 발목을 고정시킨 후, 대퇴사두근 에 최대 수의적 등척성 수죽을 10초 실시하 고 5초 휴식을 취하게 한 후 다시 10초 실 시하여 근전도 신호를 수집하였다. 등척성 수축은 대상자 자신이 할 수 있는 최대의 수의적 수축을 실시하게 하였다.
- 따라서 이 연구에서는 정상인을 대상으로임상에서 가장 보편적으로 적용하고 있는단속시간비, 수축력, 수축 횟수 등을 설정하여 근력증강 신경근전기자극 양식과 지구력증강 신경근전기자극 양식으로 구분하여 4 주간 적용하고, 적용 전 . 후로 표면 근전도를 이용하여 운동단위활동전위를 획득하여중앙주파수를 분석하여 신경근전기자극의적용양식에 따른 근 기능의 변화를 알아보고자 하였다.
- 연구대상자는 20대 성인 남자 24명으로 건강한 신체적 조건을 가지고 있으며 신경 계나 근 골격계의 병리적 소견이 없고 전문 적인 운동선수가 아니었으며, 정기적으로 근력강화운동에 참여하지 않은 사람을 선정 하였다. 모든 대상자들은 연구 내용에 대해 충분한 설명을 한 후 자발적으로 동의한 경 우 동의서를 작성하고 참여하도록 하였다.
- 본 연구는 정상성인 24명을 대상으로 신경근전기자극 양식에 따른 근 수축력의 변화를 알아보고자 대조군( I 군), 근력 증강군 (H군), 지구력 증강군(RI군)으로 구분하고신경근전기자극을 주 5회씩 총 4주 동안 적용하여 실험 전과 실험 후에 표면 근전도를이용하여 내측광근, 대퇴직근, 외측광근에서중앙주파수를 측정하여 다음과 같은 결과를얻었다.
- , MP 100 System, USA) 의 EMG 100B 증폭기를 사용하였으며, 3개의 채널에서 근전도 신호를 수집하였다. 수집한 신호를 MP 100 Acpknowledge software (Biopac Systems INc., MP 100 Workstation Ver. 372, USA)< 이용하여 FFT(fast fourier transformation)한 후 중앙주파수를 얻었다.
- 신경 근전기 자극은 Endomed 982(Enraf- Nonius, Netherlands)를 사용하였으며, 파형은 러시안전류 2, 500 Hz, 맥동기간(pulse width) 은 200 ㎲, 맥동빈도(pulse rate) 는 35 pps, 경사증가 및 감소시간은 각각 1초로 설정하였다. 근력 증강군인 II군은 통전시간 10 sec, 단전시간 50 sec로 단속시간비가 1:5이고, 수축력은 최대 수의적 등척성 수축력의 60%, 반복수축 횟수는 15회로 실시하였다.
- 이 연구에서는 정상인의 대퇴사두근에 단속 시간 비, 수축력, 수축 횟수 둥에 따라 근력증강 신경근전기자극 적용양식과 지구력증강 신경근전기자극 적용양식을 4주간 적용하고, 적용 전 . 후 표면 근전도를 이용하여 운동단위 활동전위를 획득하여 중앙주파수의 변화를 분석하여 단 기간 신경근 전기자극 적용에 의한 근력과 지구력의 변화를 알아보고자 하였다.
- 전극 배치는 양극 배치 (bipolar placement) 를 이용하여 내측광근의 운동점과 대퇴 신경 운동점에 직사각형 패드전극(9.5x8.5 cm)을벨트로 부착하였다. 대조군은 아무런 처치를 하지 않았다.
- 전기자극에 의한 수축유발 시 강도를 결정하기 위하여 먼저 각 대상자의 대퇴사두근 최대 수의적 등척성 수축력을 Dynamometer (JLW instruments Inc.z CS200 Dynamoneter, USA)를 이용하여 전기자극시와 동일한 자세에서 측정하였다. 각 대상자의 최대 수 의적 등척성 수축력을 결정된 다음 Dynamometer를 이용하여 II군은 최대 수의적 등척성 수죽력의 60%에 이르는 전류강도를 설정하였으며, HI군은 최대 수의적 등척성 수죽력의 30%에 이르는 전류강도를 설정하여 각각 매회 15분, 주 5회씩 총 4주 동안 실시하였다.
- 근력 증강군인 II군은 통전시간 10 sec, 단전시간 50 sec로 단속시간비가 1:5이고, 수축력은 최대 수의적 등척성 수축력의 60%, 반복수축 횟수는 15회로 실시하였다. 지구력 증강군인 이군은 통전시간 10 sec, 단전시간 20 sec로 단속시간비가 1:2이고, 수축력은 최대 수의적 등척성 수축력의 30%, 반복수축 횟수는 30회로 실시하였다.
대상 데이터
- 근전도 신호를 수집하기 위하여 Polygray (Boipac Systems Inc., MP 100 System, USA) 의 EMG 100B 증폭기를 사용하였으며, 3개의 채널에서 근전도 신호를 수집하였다. 수집한 신호를 MP 100 Acpknowledge software (Biopac Systems INc.
- 연구대상자는 20대 성인 남자 24명으로 건강한 신체적 조건을 가지고 있으며 신경 계나 근 골격계의 병리적 소견이 없고 전문 적인 운동선수가 아니었으며, 정기적으로 근력강화운동에 참여하지 않은 사람을 선정 하였다. 모든 대상자들은 연구 내용에 대해 충분한 설명을 한 후 자발적으로 동의한 경 우 동의서를 작성하고 참여하도록 하였다.
데이터처리
- 실험에 의하여 얻어진 자료들은 SPSS 10.0 통계 프로그램을 이용하여 분석하였고, 중앙주파수는 반복측정 분산분석 (repeated measures ANOVA)을 실시하였다. 모든 통계학적 유의수준은 p<.
성능/효과
- 각 군의 측정시기에 따른 내측광근의 중앙주파수를 분산분석 한 결과 측정시기 (p<.001), 측정시기 및 군 간 교호작용 (pv.OOl)에서 유의한 차이가 있었다.
- 각 군의 측정시기에 따른 대퇴직근의 중 앙주파수를 분산분석 한 결과 측정시기 (p<.001), 측정시기 및 군 간 교호작용 (p<.001)에서 유의한 차이가 있었다.
- 각 군의 측정시기에 따른 외측광근의 중앙주파수를 분산분석 한 결과 군 간, 측정 시기 및 군 간 교호작용에서는 유의한 차이가 없었으며, 측정시기에서만 유의한 차이가 있었다(p<.001).
- 수의적 수축은 I형 섬유에서 II형 섬유 순으로 운동단위가 동원되지만, 전기자극은 반대로 II형 섬유에서 I 형 섬유 순으로 동원된다(Lake, 1992). 따라서 근력 증강군인 II군에서 중앙주파수가증가한 것으로 보아 단 기간 신경근전기자극이 II형 섬유의 분포를 증가시킨 것으로유추할 수 있으며, 지구력 증강군인 m군에서는 중앙주파수가 낮거나 비슷한 것으로보아 II형 섬유의 변화가 거의 없었던 것으로 생각된다.
- 따라서 정상신경지배근에 대한 단 기간의신경근전기자극은 근력 증강형 적용양식이지구력 증강형 적용양식보다 표면 근전도분석에서 중앙주파수가 증가되는 것으로 나타났으며, 특히 내측광근과 대퇴직근에서중앙주파수가 증가된 것으로 보아 단 기간신경근전기자극이 II형 섬유의 분포를 증가시키는 것으로 나타났다.
- 신경근전기자극의 적용양식에 따른 내측광근의 중앙주파수를 분석한 결과에서 I 군은 적용 전 134.62±4.90 Nm에서 적용 후 133.89±2.82 Nm로 거의 변화가 나타나지 않았으나, II군은 132.74±8.51 Nm 에서 142.93+8.04 Nm으로 변화가 가장 현저하게 나타났으며, m 군도 131.14±3.83 Nm 에서 137.00±5.40 Nm 으로 변화가 나타났다 (Figure 1).
- 신경근전기자극의 적용양식에 따른 외측광근의 중앙주파수를 분석한 결과에서 I군은 적용 전 140.04±6.09 Nm에서 적용 후 142.70±4.72 Nm로 변화가 나타났으며, II군은 137.68±3.91 Nm에서 144.94±4.48 Nm, ID 군도 1395L±7.40 Nm 에서 143.99±6.16 Nm으로 변화가 나타났다(Figure 3).
- 운동단위 활동전위 분석에서 대퇴사두근의 내측광근, 대퇴직근, 외측광근의 중앙주파수를 실험 전과 실험 후로 비교한 결과내측광근과 대퇴직근에서 측정시기와 측정시기 및 군 간의 교호작용에서 유의한 차이를 나타내었으며(p<.ooi), 특히 n 군에서측정시기에 따른 군 간의 변화가 큰 것으로나타났다. 근전도 분석에서 중앙주파수는활동전압 전도속도, 근육의 온도, 근피로, 근섬유 종류 등과 밀접한 관련이 있는데, 특히 II형 섬유와 중앙주파수가 매우 밀접한 관계를 가지고 있어 중앙주파수 분석을근 피로나 근 섬유형 분석에 사용하고 있다 (Jansen et al.
- 이상의 결과로 보아 신경근전기자극을 단기간 적용할 경우에는 지구력 증강 양식보다는 근력증강 양식에서 중앙주파수가 증가되는 것으로 나타났다.
- 신경근전기자극 전 . 후 표면 근전도 분석으로 중앙주파수 변화에서 내측광근과 대퇴직근이 측정시기 및 군 간의 교호작용에서유의한 차이가 있었으며(p<.001), 특히 II군에서 측정시기에 따른 군 간의 변화가 큰것으로 나타났다.
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