보행용 MBT신발과 일반 신발 보행 시 에너지 소비량과 근 활성도의 비교 분석 Comparative Analysis Between MBT Shoes(Functional walking shoes) and General Sporting Shoes for the Muscle Activity and Energy Consumption원문보기
This study was to find out whether MBT shoes were more effective than general sporting shoes on the kinematic physiology. We comparatively analyzed energy consumption, heart rates, rating of perceived exertion, lactic acid density in blood and muscle activity with EMG. The subjects were 10 regular s...
This study was to find out whether MBT shoes were more effective than general sporting shoes on the kinematic physiology. We comparatively analyzed energy consumption, heart rates, rating of perceived exertion, lactic acid density in blood and muscle activity with EMG. The subjects were 10 regular students of K Univ.(5 male and 5 female). They wore the general sporting shoes for stage 1(group 1), the MBT walking shoes for stage 2(group2) under the same conditions. There was one week interval between stages. 1. There was no significant difference in the energy consumption and the heart rates between two groups. Group 1 showed a higher energy consumption and heart rates than Group 2 under the speed of 4.0 mph. On the other hand, Group 2 showed higher ones over the speed of 4.0 mph. 2. There was no significant difference in the rating of perceived exertion and lactic acid density in blood between two groups. But Group 2 showed a lower fatigue strength than Group 1. 3. Group 2 showed a higher muscle activity with EMG than group 1, especially at the speed of 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 mph in quadratus lumborum muscle and at 4.0mph in tibialis anterior muscle. In conclusion, we are less tired in MBT shoes than in general sporting shoes. Also, we can dorsiflex better in the ankle joint, straighten the lumbar region well and walk erect in MBT shoes. Specially, when it walks slowly, it is favorable in an erection walk and when it walks quickly, we have advantage of obesity management.
This study was to find out whether MBT shoes were more effective than general sporting shoes on the kinematic physiology. We comparatively analyzed energy consumption, heart rates, rating of perceived exertion, lactic acid density in blood and muscle activity with EMG. The subjects were 10 regular students of K Univ.(5 male and 5 female). They wore the general sporting shoes for stage 1(group 1), the MBT walking shoes for stage 2(group2) under the same conditions. There was one week interval between stages. 1. There was no significant difference in the energy consumption and the heart rates between two groups. Group 1 showed a higher energy consumption and heart rates than Group 2 under the speed of 4.0 mph. On the other hand, Group 2 showed higher ones over the speed of 4.0 mph. 2. There was no significant difference in the rating of perceived exertion and lactic acid density in blood between two groups. But Group 2 showed a lower fatigue strength than Group 1. 3. Group 2 showed a higher muscle activity with EMG than group 1, especially at the speed of 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 mph in quadratus lumborum muscle and at 4.0mph in tibialis anterior muscle. In conclusion, we are less tired in MBT shoes than in general sporting shoes. Also, we can dorsiflex better in the ankle joint, straighten the lumbar region well and walk erect in MBT shoes. Specially, when it walks slowly, it is favorable in an erection walk and when it walks quickly, we have advantage of obesity management.
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문제 정의
본 연구는 20대의 정상 성인 남여 각각 5명씩을 대상으로 트레드밀에서 보행용 신발과 일반 신발을 신고 걸었을 때 보행용 신발이 일반 신발에 비해 보행하는데 운동생리학적으로 얼마나 효율적인지 알아보기 위하여 에너지소비량, 심박수, 운동 자각도, 젖산농도, 근 활성도를 비교 분석한 결과 다음과 같은 결론을 내렸다.
본 연구는 보행용 신발과 일반 신발을 착용하고 걷기 운동을 실시하였을 때, 에너지 소비량과, 심박수, 운동자각도, 젖산 농도 및 근 활성도를 비교 분석함으로써, 그 효능을 확인하고자 한다.
본 연구는 보행용 신발이 일반 신발에 비해 보행하는데 있어서 운동생리학적으로 얼마나 효율적인지 알아보기 위하여, 에너지소비량, 심박수, 운동자각도, 젖산 및 근 활성도를 측정하여 비교 분석하였다.
본 연구는 일반 대학생을 대상으로 여러 속도에서 보행용 신발과 일반 신발을 신고 걷기 시 발생된 운동 생리학적인 변화를 비교 분석하기 위한 것으로 다음과 같은 결과를 얻었다.
제안 방법
Q-4500을 이용하여 자동으로 측정된 값 중, 심박수는 매 운동 단계의 마지막 1분 측정치를 평균으로 하여 기록하였고, 에너지 소비량은 속도를 높일 때마다 6분간의 에너지 소비량과 총 에너지 소비량을 기록하였다.
트레드밀 걷기 운동은 가스분석기가 부착되어 있는 Q-4500(Quinton INC, USA)을 사용하였으며, Greiwe와 Kohrt(2000)의 방법을 수정한 protocol을 적용하여 두 실험 조건 간 동일한 속도와 경사도로 다음과 같은 점증적인 방법으로 실시하였다. 걷기 protocol은 트레드밀 위에서 경사도는 0%로 고정하고, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0mph(mile per hour)의 속도로 각 단계별로 매 6분 간격으로 증가하여 총 30분간 실시하였다(그림 2).
그룹간의 근육 활성도를 비교하기 위해서 근전도 Megawin 1.1(MegaElectronicse, Ltd, Filand)를 사용하여 측정하였다. 근 활성도 측정은 요방형근, 내측광근, 전경골근, 비복근에서 측정했으며 측정과 동시에 자료가 컴퓨터에 연결 저장되고 필요한 자료를 선택해서 볼 수 있는 software system을 사용하여 RMS(root mean square) 값으로 분석하였다.
근전도를 이용한 근 활성도의 측정은 요방형근, 내측광근, 전경골근, 비복근에서 실시하였다. 윤진환 등(2002), 고은혜(2004), 김택훈 등(2002)의 논문에서는 전경골근, 비복근, 가자미근, 대퇴사두근을 선택하여 보행 시 근 활성도, 근 피로도를 측정하였는데 본 논문에서는 보행용 신발이 직립보행에 효과가 있는지 알아보기 위하여 요방형근을 추가하였다.
0)을 이용하여 처리 하였다. 보행용 신발과 일반 신발을 신고 걷기 시 측정된 각 운동 강도별 두 그룹의 변수의 차이를 검증하기 위하여 독립 Ttest를 실시하였다. 통계적인 유의 수준은 α= .
운동자각도는 Borg(1962) 척도를 이용하여 측정하였다. 실험 전 피험자들에게 Borg 척도에 대하여 자세히 설명하고, 실험을 시작하여 운동속도를 올릴 때 마다 피험자에게 자신이 느끼는 운동 강도를 지적하도록 하였다.
보행용 신발은 그 형태가 기존의 신발과는 달리 바닥이 볼록해서 걸음걸이의 적응이 필요하다 생각되어 실험 전 2주간의 적응기간을 가졌다. 적응기가 끝난 모든 피험자들을 대상으로 동일한 실험 조건에서 보행용 신발과 일반 신발을 신고 걸을 때 나타나는 생리적 변인들을 1주 간격을 두고 총 2회 측정하였다. 피험자들은 실험시작 30분전에 실험실에 도착하여 편안히 앉아서 안정을 취한 후 실험을 실시하였다.
트레드밀 걷기 운동은 가스분석기가 부착되어 있는 Q-4500(Quinton INC, USA)을 사용하였으며, Greiwe와 Kohrt(2000)의 방법을 수정한 protocol을 적용하여 두 실험 조건 간 동일한 속도와 경사도로 다음과 같은 점증적인 방법으로 실시하였다. 걷기 protocol은 트레드밀 위에서 경사도는 0%로 고정하고, 2.
혈중 젖산 농도 측정기(Lactate ProTM, Japan)를 이용하여 안정 시, 걷기 시작 후 15분 후, 걷기 운동이 끝난 직 후에 3번 측정하였다.
대상 데이터
본 연구는 신체적으로 건강한 일반 대학생 남, 여 각 5명씩 10명을 피험자로 하였다. 피험자들의 신체적 특성은 (표 1)과 같다.
데이터처리
1(MegaElectronicse, Ltd, Filand)를 사용하여 측정하였다. 근 활성도 측정은 요방형근, 내측광근, 전경골근, 비복근에서 측정했으며 측정과 동시에 자료가 컴퓨터에 연결 저장되고 필요한 자료를 선택해서 볼 수 있는 software system을 사용하여 RMS(root mean square) 값으로 분석하였다.
이론/모형
운동자각도는 Borg(1962) 척도를 이용하여 측정하였다. 실험 전 피험자들에게 Borg 척도에 대하여 자세히 설명하고, 실험을 시작하여 운동속도를 올릴 때 마다 피험자에게 자신이 느끼는 운동 강도를 지적하도록 하였다.
성능/효과
1. 에너지 소비량과 심박수는 두 집단간 유의한 차이는 없었으나 4.0mph미만에서는 일반 신발그룹에서 더 높았고, 그 이후의 속도에서는 보행용 신발그룹에서 더 높았다.
2. 운동자각도와 젖산에서 두 집단간 유의한 차이는 없었으나 보행용 신발그룹에서 덜 피로한 경 향을 보였다.
3. 근 활성도는 보행용 신발그룹에서 더 높았으며, 특히 요방형근은 2.0, 2.5, 3.0, 3.5mph 구간과 전경골근은 속도 4.0mph 구간에서 두 집단간 유의한 차이가 있었다(p < 0.05).
두 그룹간의 속도별 심박수의 측정결과는 (표 3)과 (그림 4)와 같으며 운동 중반기까지는 일반 신발그룹에서 높았으며 운동 후반기로 갈수록 보행용 신발그룹에서 높았으나 통계적 유의성은 없었다.
두 그룹간의 속도별 에너지 소비량의 측정결과는(표 2)와 (그림 3)과 같으며 일반 신발그룹이 3.5mph까지는 에너지소비량이 높다가 4.0mph에서 보행용 신발그룹이 약간 높음을 나타내고 있으나 통계적 유의성은 없었다.
두 그룹간의 속도별 근 활성도의 측정결과는 (표 6), (그림 7, 8, 9, 10)과 같다. 두 그룹간의 속도별 요방형근의 활성도는 보행용 신발그룹이 전 구간에서 높았으며 속도 2.0, 2.5, 3.0, 3.5mph구간에서 유의한 차이를 보였다(p < 0.05). 내측광근의 활성도는 보행용 신발그룹이 전 구간에서 높았으나 두 그룹간의 통계적 유의성은 없었다.
윤진환 등(2002), 고은혜(2004), 김택훈 등(2002)의 논문에서는 전경골근, 비복근, 가자미근, 대퇴사두근을 선택하여 보행 시 근 활성도, 근 피로도를 측정하였는데 본 논문에서는 보행용 신발이 직립보행에 효과가 있는지 알아보기 위하여 요방형근을 추가하였다. 본 실험 결과, 일반 신발그룹에 비해 보행용 신발그룹에서 요방형근의 근 활성도가 높았으며, 걷기 속도 2.0, 2.5, 3.0, 3.5mph구간에서 유의하였다. 요방형근은 체간신전에 쓰이는 근육이므로 보행용 신발을 신으면 허리를 곧게 펴서 걷게 해준 다는 것을 뒷받침한다.
본 실험에서 선택한 네 가지의 근육에서의 근 활성도 측정 시에 모두 보행용 신발그룹에서 근 활성도가 높게 나온 이유는, 이미 익숙해진 보행패턴이 보행용 신발을 신음으로 바뀌어서 이것에 대한 대상 작용으로 평소와 다르게 근 활성도가 높게 나타난 것으로 생각된다.
Swiss Masai AG에서 권장하는 걷기테크닉에는“goose step”의 변형 즉, 신체의 중력중심점(COG)에 가깝게 발뒤꿈치를 지면에 접촉하여 발의 외측 면으로 천천히 구르듯이 걷기, 짧아진 활보 등이 포함된다(Kalin et al,2004). 본 연구의 피 실험자들도 실험 전 보폭을 짧게 하고, 발의 외측으로 구르듯이 체중분배를 하며, 신발의 뒷부분 밑창에 있는 감지체를 확실히 감지하며 초기접촉을 확실히 하며 걷도록 교육받았는데, 2주간의 보행훈련기간이 비교적 짧아서 걸음걸이가 익숙하지 않았으며 걷기 시 활보를 짧게 하는 것보다는 초기접촉(initial contact)을 확실히 하는 것에 중점을 두며 걸었고, 가운데의 볼록한 신발구조 때문에 신발 밑창이 바닥에 끌리지 않게 하기 위하여 배측굴곡을 더 많이 하여 전경골근의 활성도가 더 높게 나온 것으로 생각된다.
05). 비복근의 활성도는 3.5mph로 속도를 올린 후 3분까지는 보행용 신발그룹이 높았으며 그 이후에는 일반 신발그룹에서 높았으나 두 그룹간의 통계적 유의성은 없었다.
신발의 종류에 따라 피험자들이 느끼는 운동 강도를 비교해 보기 위해 측정한 운동자각도와 두 그룹 간의 전신 피로도를 비교해 보기 위하여 측정한 혈중 젖산 농도의 측정결과에서도 일반 신발그룹에서 더 높게 나타났다. 운동자각도와 젖산농도에서 일반 신발에 비해 보행용 신발을 신고 걷기 시에 덜 힘든 것으로 결과가 나온 이유는 보행용 신발의 구조에서 기인하는 것으로 생각된다.
신발의 종류에 따른 에너지소비량은 유의한 차는 없었으나 낮은 속도로 걸을 때에는 계속 일반 신발그룹에서 에너지소비량이 높다가 마지막 4.0mph구간에서는 보행용 신발그룹에서 에너지소비량이 높았다. 그리고 운동자각도 역시 4.
이상의 결과를 통해 보행용 신발을 신고 걸을 때 일반 신발을 신고 걸을 때에 비교해서 덜 피로하며 발목 관절에서는 배측굴곡이 더 잘 되게 하고, 허리는 곧게 펴주어 직립보행이 가능하게 함을 알 수 있다. 특히 천천히 걸을 때에는 직립보행에 유리하며, 빠르게 걸을 때에는 에너지 소모가 많아 비만관리에 유리하다고 할 수 있다.
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