[논문]하지 분절 각도에 따른 수의 등척성 수축(MVIC)시 근전도 비교

김정자; 이민형; 김연정; 채원식; 한윤수; 권선옥

doi:10.5103/kjsb.2005.15.1.197

하지 분절 각도에 따른 수의 등척성 수축(MVIC)시 근전도 비교
Comparison of the maximum EMG levels recorded in maximum effort isometric contractions at five different knee flexion angles 원문보기

한국운동역학회지 = Korean journal of sport biomechanics, v.15 no.1, 2005년, pp.197 - 206

김정자 (경북대학교) , 이민형 (경북대학교) , 김연정 (경북대학교) , 채원식 (경북대학교) , 한윤수 (경북대학교) , 권선옥 (영산 중학교)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to quantify the maximum EMG levels and determine if there are differences in these EMG levels with respect to different knee flexion angles. Eight university students with no known musculoskeletal disorders were recruited as the participants. The maximum voluntary isometric knee extensions and flexions were taken from each participant sat on the isokinetic exercise machine (Cybex 340) at five different knee flexion angles ($10^{\circ}$, $30^{\circ}$, $50^{\circ}$, $70^{\circ}$, $90^{\circ}$) After surface electrodes were attached to rectus femoris, vastus medialis, vastus laterlis, biceps femoris, and semitendinosus, maximum EMG levels at five different knee flexion angles were measured. The results showed that there was no significant difference in maximum EMG levels among five different knee flexion angles. Although there was no significant difference in EMG levels and were some variations among different knee flexion angles, the EMG signals of quadriceps in extension and biceps femoris in flexion were the greatest at $30^{\circ}$. It seems that different joint angles or relative locations of body segments might affect the magnitude of EMG levels. Because the maximum EMG levels could change with a different knee flexion angle, an attempt should be made to more accurately measure these values. If then, %MVIC measure provides more reliable data and is most appropriate for EMG normalization.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 특정 각도의 신전, 굴곡 운동 시 하지 근육의 최대 근전도값을 즉정하여 무릎 관절이 어느 각도에서 최대의 근전도값이 발생되는지를 밝혀냄으로써 근전도 표준화를 위해 요구되어지는 최대의 MVIC 값을 찾기 위한 이상적인 기준 무릎관절 각도를 제시할 수 있을 것이다.
본 연구의 목적은 하지의 무릎 각도를 10º, 30º, 50º, 70º, 90º로 유지한 상태에서 등척성 운동을 실시하여 각 각도에 따른 하지 근육의 MVIC값을 즉정하며, 무릎 각도에 따른 MVIC값의 차이를 밝히는데 있다.

제안 방법

EMG 신호는 Telescan program (Laxtha Korea)으로 분석하였으며 일차적으로 얻어진 원자료는 10Hz의 고역 통과 필터와 350Hz의 저역 통과 필터를 사용하여 필터링 한 후 전파 정류하였으며 이후 얻어진 적분 근전도치를 50 ms 이동 평균법 (moving average)을 사용하여 최대 수의적 정적 수축 근전도치 (MVIC)를 구하였다. 각 각도별로 최대 정적 신전 및 굴곡 동작 시 하지근 활동에 유의한 차이가 있는지를 밝히기 위해 통계 프로그램 SPSS 10.
)에 표면 전극을 각각 부착하였으며 접지전극은 상전장골극에 부착하였다. 근전도 측정은 QEMG8 (Laxtha Korea, gain = 1,000, input impedance > 10122, CMRR > lOOdB, center-to-center distance= 4, 5cm)을 사용하였으며 이때 샘플링 주파수는 1024 Hz로 설정하였다. 실험 절차는 피험자를 Cybex에 앉히고 상채를 고정시킨 후 양손은 등속성 운동기구 양쪽 지지대를 잡게 한 상태에서 실시하였다.
대학생 8명을 대상으로 하여 무릎관절각 10°, 30°, 50º, 70°, 90º을 유지한 상태에서 최대 수 의적 정적 신전 및 굴곡 수축 운동을 수행하였다. 하지에 있는 대퇴직근(Rectus femoris: R.
근전도 측정은 QEMG8 (Laxtha Korea, gain = 1,000, input impedance > 10122, CMRR > lOOdB, center-to-center distance= 4, 5cm)을 사용하였으며 이때 샘플링 주파수는 1024 Hz로 설정하였다. 실험 절차는 피험자를 Cybex에 앉히고 상채를 고정시킨 후 양손은 등속성 운동기구 양쪽 지지대를 잡게 한 상태에서 실시하였다.
양질의 근전도 자료를 얻기 위해 알코올을 사용하여 피부 표면을 세척한 후 면도기를 사용하여 피부 외피층의 털을 제거하는 사전준비 작업을 각 피험자에 실시하고 고도일(1999)의 테이핑 & 근 이완 자극요법에 따라 피험자의 하지 오른쪽 다리의 대퇴직근(Rectus femoris: R.F.), 내측광근 (Vastus medialis: V.L.), 외측광근(Vastus laterlis: V.M.), 대퇴이두근(Biceps femoris: B.F.)-장두, 반건양근(Semitendinosus: S.T.)에 표면 전극을 각각 부착하였으며 접지전극은 상전장골극에 부착하였다. 근전도 측정은 QEMG8 (Laxtha Korea, gain = 1,000, input impedance > 10122, CMRR > lOOdB, center-to-center distance= 4, 5cm)을 사용하였으며 이때 샘플링 주파수는 1024 Hz로 설정하였다.
<그림 1>처럼 등속성 운동기구 (Cybex)에 앉은 피험자에게 표면전극을 부착하여 근전도 측정기구에 연결시켜 특정 무릎관절 각도에서 하지의 정적 신전과 굴곡 수축 동작을 실시하였다.
측정 순서는 대퇴 종축과 하퇴 종축이 이루는 각도(그림 2)를 각각 10°, 30°, 50°, 70°, 90º로 굴곡 시킨 상태에서 최대한의 힘을 발휘하여 정적 굴곡과 신전 동작을 각각 3초간 실시하여 자료를 수집하였다. 실험 시 무릎의 각도는 피험자 마다 다르게 무작위 순으로 정하였다.
신전 및 굴곡 수축 운동을 수행하였다. 하지에 있는 대퇴직근(Rectus femoris: R.F.), 외측광근 (Vastus medialis: V.L.), 내측광근(Vastus laterlis: V.M.), 대퇴이두근(Biceps femoris: B.F.), 반건양근 (Semitendinosus: S.T.)에 표면전극을 부착하고 MVIC를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

대상 데이터

본 연구는 하지 근육에 병력이 없는 활동적인 남녀 대학생 8명(20.5±1.4 yrs, 68.9±8.6 kg, 173.4±8.6 cm)을 대상으로 하였다.
측정된 EMG 데이터는 신전과 굴곡 구간 설정을 위해 동작 분석 software(Kwon3D)를 이용하여 최대 신전 지점과 굴곡 지점을 찾고 EMG 기기에 나타는 동조신호와 영상분석에서 나타난 동조 신호의 시간차를 이용해 정확한 지점을 채집하였다.

데이터처리

근전도치 (MVIC)를 구하였다. 각 각도별로 최대 정적 신전 및 굴곡 동작 시 하지근 활동에 유의한 차이가 있는지를 밝히기 위해 통계 프로그램 SPSS 10.0을 이용해 유의수준 P < .05에서 일원 분산 분석을 실시하였으며 통계적 유의성이 검증될 시 Tukey 방식을 통해 사후검증을 실시하였다.

성능/효과

근전도 비교, 분석에 이용할 기준을 정하기 위한 최대 근력 측정에서 하지 근육들의 각도에 따른 MVIC(Maximuin voluntary isometric contraction: 최대수의 등척성 수축)를 측정한 실험에서 신전구간에서 주로 사용된 근육인 대퇴직근, 외측광근, 내측광근은 비록 통계적 유의차는 없었지만 대퇴와 하퇴의 종축이 이루는 각도가 30º인 동작에서 가장 큰 값을 나타내었다. 이는 St.
본 실험의 결과에서 MVIC값의 크기가 대퇴 신전근의 경우에는 30º의 무릎관절각에서 가장 높은 값을 보였으며, 일반적인 근육활동 형태는 무릎관절각에 따라 매우 유사하게 나타났다. 그러나 대퇴 굴곡근의 경우 대퇴이두근은 30°의 무릎관절각에서, 반건양근은 90º의 무릎관절각에서 최대근전도치가 나타났다.

후속연구

Clair Gibson의 연구 결과와는 약간의 차이가 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서 30º의 무릎관절 각 외엔 70º의 무릎관절각에서도 하지근육의 근전도치가 높아지는 것으로 나타났으나, 무릎관절 각에 따른 근전도치에 유의한 차이가 나타나지 않았기 때문에 두 연구에 제시된 결과를 직접적으로 비교하는데 어려움이 있을 것으로 사료되어진다.
본 연구의 결과 MVIC값을 통한 근전도 표준화 방법 사용 시 최대의 활동 전위값을 발생시키는 특정 관절각도 혹은 분절의 상대적 위치를 밝혀내는 것이 근전도 정량화 연구에서 가장 우선적으로 이루어져야 할 것으로 사료되어진다. 특정한 근육에 있어 최대의 MVIC값을 발생시키는 분절의 상대적 위치를 찾을 수 있다면 이러한 동작을 통해 서로 다른 피험자 혹은 다른 근육간의 비교를 위한 근전도 표준화의 준거 동작으로 설정할 수 있을 것이다.
하지만 %MVIC 방법은 정적인 상태에서 측정된 값이기 때문에 동적인 운동 상황에서 적용될 시에는 빈번하게 100 %MVIC 이상의 값이 발생하게 되고, 이로 인해 피험자가 정적 수축 시 발현한 힘이 최대값이 될 수 있는가에 대한 문제가 발생하게 된다. 표준화를 위한 최대 정적 수죽 근전도값을 구하기 위해 정적 수죽 동작 시 피험자는 최대의 노력을 통해 최대의 근육 활동을 발생시켜야 하나 피험자의 신체적, 심리적인 상황에 따라 이러한 문제를 객관적으로 통제하기 어려운 점도 %MVIC 방법의 또 다른 제한점이 될 수 있을 것이다.

참고문헌 (9)

고도일 (1999). 알기 쉬운 키네시오 테이핑 요법. 서울: 도서출판 푸른솔.
Bobbert, M. F., & Harlaar, J. (1993). Evaluation of moment-angle curves in isokinetic knee extension. Medicine and science in sports and exercise, 25, 251-259.
Cram, J. R., Kasman, G. S., & Holtz, J. (1998). Introduction to surface electromyography. Gaithersburg, Maryland: Aspen Publishers, Inc.
Eloranta, V., & Komi, P. V. (1980). Function of the quadriceps femoris muscle under maximal concentric and eccentric contractions. Electromyography and Clinical Neurophysiology. 20, 159-54.

상세보기
Gregor, R. J., Broker, J. P., & Ryan, M. M. (1991). The biomechanics of cycling. Exercise and Sports Sciences Reviews. 19, 127-169.
Hunter, A. M., St Clair Gibson, A., Lambert, M., & Noakes, T. D. (2002). Electromyographic (EMG) normalization method for cycle fatigue protocols. Medicine and science in sports and exercise, 34(5), 857-861.

상세보기
Mirka, G. A. (1991). The quantification of EMG normalization error. Ergonomics, 34, 343-352.

상세보기
St Clair Gibson, A. (1997). Neurol and humoral control of actrophy. Unpublished Doctorial Dissertation, Cape Town. University of Cape Town,
U.S. Department of Health and Human Services (1993). Selected topics in surface electromyography for use in the occupational setting: Expert perspectives. (DHHS Publication NO. 91-100). Washington, DC: U.S. Government Printing Office.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증