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문제 정의
- 본 연구에서는 팔 내리기 수행 시 시각적 바이오피드백 제공 유·무에 따른 상부승모근, 전거근의 근활성도를 비교하였다.
- 본 연구의 목적은 팔 내리기 시 견갑골 익상을 보이는 대상자들을 대상으로 시각적 바이오피드백 제공이 전거근, 상부승모근의 근활성도에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위하여 실시하였다.
- 본 연구에서는 비디오 카메라를 통해 실험대상자의 견갑골의 움직임에 대한 시각적 바이오피드백을 제공하였다. 실험 대상자는 팔 내리기를 하는 동안, 최대한 견갑골을 익상되지 않게 유지 하였을 때 이러한 시각적 바이오피드백이 전거근, 상부승모근의 근활성도에 어떠한 변화를 일으키는지 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 와 개인용 컴퓨터와 모니터를 사용하였다. 대상자의 전면에 개인용 컴퓨터의 모니터를 눈높이로 맞추었고 후면에서는 대상자의 상반신을 촬영할 수 있도록 디지털 비디오 카메라를 설치하였다.
- 이 장치들은 적절한 신체 정렬 유지, 선택적인 근육강화, 정상적인 움직임을 위한 운동에 효과적이라고 하였다(Dursun등, 2001; McConnell, 1996; Ng등, 2008). 본 연구에서는 비디오 카메라를 통해 실험대상자의 견갑골의 움직임에 대한 시각적 바이오피드백을 제공하였다. 실험 대상자는 팔 내리기를 하는 동안, 최대한 견갑골을 익상되지 않게 유지 하였을 때 이러한 시각적 바이오피드백이 전거근, 상부승모근의 근활성도에 어떠한 변화를 일으키는지 알아보고자 하였다.
- 바이오피드백은 근육 또는 움직임에 대해 실시간으로 정보를 제공함으로써 적절한 근 수축, 신체정렬 상태 유지 및 정상적인 움직임을 이끌어내는데 효과적인 방법으로 알려져 있다(Dursun등, 2001; Ingersoll과 Knight, 1991; Ng등, 2008; Yip 등, 2006). 본 연구에서는 비디오 카메라와 컴퓨터 모니터 스크린을 통하여 실험 대상자의 견갑골 위치에 대한 시각적 바이오피드백을 제공하였다. 견갑골에 대한 위치 정보는 실험 대상자로 하여금 전거근의 적절한 근 이완 타이밍 조절에 도움을 줄 것이다.
- 시각적 바이오피드백 유 · 무에 따른 상부승모근 및 전거근의 근활성도 비교.
- 시각적 바이오피드백 장치는 견관절 굴곡 자세에서 팔을 내릴 때 견갑골의 움직임에 대한 시각적 정보를 제공해주기 위하여 디지털 비디오 카메라3)와 개인용 컴퓨터와 모니터를 사용하였다. 대상자의 전면에 개인용 컴퓨터의 모니터를 눈높이로 맞추었고 후면에서는 대상자의 상반신을 촬영할 수 있도록 디지털 비디오 카메라를 설치하였다.
- 3회 반복 측정하고, 각 수행 사이에는 2분간 휴식을 취하였다. 시각적 바이오피드백을 제공하는 경우에만 컴퓨터 모니터를 통해 견갑골의 움직임에 대한 정보를 제공하였다. 팔을 내리는 동안 대상자 스스로 컴퓨터 화면을 통해 자신의 견갑골의 움직임을 보면서 최대한 견갑골 익상을 되지 않도록 유지하면서 팔을 내리게 하였다.
- 우측 전거근(SA), 상부승모근(UT)의 근전도 신호량 측정을 위해 표면근전도 기기인 Telemyo 2400 G21)을 이용하여 측정하였다. 전극은 수분 겔이 부착되어 있는 일반용 Ag/Agcl전극2)을 사용하였다.
- 표면근전도 신호의 개인차 및 개인 내 부위별 차이를 최소화하기 위해 정량화(normalization)하였다. 정량화를 위해 맨손근력검사 자세에서 최대 등척성수축(maximal voluntary isometric contraction; MVIC)시 각 근육의 근활성도를 3회 반복 측정하였고 5초 동안의 자료값을 RMS 처리한 후 처음과 마지막 1초를 제외한 중간 3초 동안의 평균 근전도 신호량을 100%MVIC로 사용하였다.
- 시각적 바이오피드백을 제공하는 경우에만 컴퓨터 모니터를 통해 견갑골의 움직임에 대한 정보를 제공하였다. 팔을 내리는 동안 대상자 스스로 컴퓨터 화면을 통해 자신의 견갑골의 움직임을 보면서 최대한 견갑골 익상을 되지 않도록 유지하면서 팔을 내리게 하였다. 표면근전도 신호의 개인차 및 개인 내 부위별 차이를 최소화하기 위해 정량화(normalization)하였다.
- 팔을 내리는 동안 대상자 스스로 컴퓨터 화면을 통해 자신의 견갑골의 움직임을 보면서 최대한 견갑골 익상을 되지 않도록 유지하면서 팔을 내리게 하였다. 표면근전도 신호의 개인차 및 개인 내 부위별 차이를 최소화하기 위해 정량화(normalization)하였다. 정량화를 위해 맨손근력검사 자세에서 최대 등척성수축(maximal voluntary isometric contraction; MVIC)시 각 근육의 근활성도를 3회 반복 측정하였고 5초 동안의 자료값을 RMS 처리한 후 처음과 마지막 1초를 제외한 중간 3초 동안의 평균 근전도 신호량을 100%MVIC로 사용하였다.
대상 데이터
- 전극간의 거리는 2 ㎝로 유지하여 근섬유 방향에 평행하게 부착하였다. 2개의 채널을 통해 디지털신호로 전환한 후 개인용 컴퓨터에서 Myoresearch 1.06 소프트웨어를 이용하여 자료를 수집 및 분석하였다. 표본 추출률(sampling rate)은 1000 ㎐로 설정하였고, 주파수 대역폭은 80～250 ㎐로 하였다.
- 실험 전에 본 연구의 목적과 방법에 대한 충분한 설명을 듣고 실험 참여에 자발적인 동의를 한 연세대학교 원주캠퍼스에 재학 중인 건강한 성인 남자 14명을 대상으로 실시하였다(표 1). 대상자의 선정 기준은 다음과 같다.
- 을 이용하여 측정하였다. 전극은 수분 겔이 부착되어 있는 일반용 Ag/Agcl전극2)을 사용하였다. 전극간의 거리는 2 ㎝로 유지하여 근섬유 방향에 평행하게 부착하였다.
데이터처리
- 시각적 바이오피드백 제공 유 · 무에 따른 상부승모근과 전거근의 근활성도 차이를 비교하기 위해 짝 비교 t-검정(paired t-test)을 실시하였다.
- 표본 추출률(sampling rate)은 1000 ㎐로 설정하였고, 주파수 대역폭은 80～250 ㎐로 하였다. 입력저항(input impedence)은 10 ㏁보다 크게 설정하였고, 각 근육별 근전도 신호는 제곱 평균 제곱근법(root mean square; RMS)으로 처리하여 아스키 파일 형태로 전환하여 분석하였다.
성능/효과
- 대상자를 의자에 똑바로 앉게 한 후, 다음과 같이 시작자세를 취했다. 시작자세는 1) 주관절 신전, 수근 관절은 중립위치에 둔다. 2) 견관절 굴곡 120˚에 위치한 목표지점의 막대에 손목이 닿게 견관절을 굴곡 한다.
- 대상자의 선정 기준은 다음과 같다. 1) 팔 올리기 시 견갑골 익상이 보이지 않는 자, 2) 팔 내리기 시 견갑골 익상을 보이는 자, 3) 현재 견관절에 통증이 없는 자, 4) 최근 6개월 이내에 전거근의 강화 운동을 하지 않은 자의 4가지 조건을 모두 충족하는 자로 하였다.
- 최대한 일정한 속도로 팔 내리기를 하도록 하였지만 이보다 더 정확한 방법으로 일정한 속도로 팔 내리기를 유지할 수 있는 통제 방법이 필요하다고 생각된다. 두 번째, 팔 내리기를 하는 동안, 실험자들에게 시각적 바이오피드백을 제공하더라도 견갑골 익상이 발생하였다. 따라서 일시적인 시각적 바이오피드백 적용만으로는 견갑골 익상을 완전하게 감소시킬 수 없었고 일반화에 제한점이 있다.
- 둘째, 시각적 바이오피드백을 제공했을 때, 상부 승모근의 보상적인 근 활동 감소 때문이라고 판단된다. 팔 내리기를 수행하는 동안 상부 승모근 또한 전거근과 함께 원심성 수축을 통해 견갑골을 하방 회전 시키는 역할을 하게 된다.
- 본 연구 결과를 통해서, 팔 내리기 시에 견갑골 익상을 보이는 환자에게 시각적 바이오피드백 적용은 견갑골의 적절한 위치 유지와 견관절 안정화 근육의 균형적인 활동에 효과적이라 할 수 있다. 이러한 연구 결과는 상지를 내릴 때 견갑골 익상이 발생하여 견관절 충돌증후군이 유발되는 환자들에게 견갑골 운동 조절 능력을 증진시키는데 활용될 수 있을 것이다.
- 본 연구에서 시각적 바이오피드백 제공에 따른 근활성도 변화를 보았을 때, 상부 승모근의 근활성도는 감소하였고 전거근의 근활성도는 유의하게 증가하였다. 이러한 근활성도의 변화는 다음과 같은 이유 때문으로 판단된다.
- 시각적 바이오피드백을 제공하였을 때, 상부승모근 근활성도는 유의하게 감소하였고(p<.05), 전거근의 근활성도는 유의하게 증가하였다(p<.05).
- 본 연구에서는 팔 내리기 수행 시 시각적 바이오피드백 제공 유·무에 따른 상부승모근, 전거근의 근활성도를 비교하였다. 연구 결과 시각적 바이오피드백 제공은 견갑골의 적절한 위치 유지를 통해 전거근의 원심성 수축 조절 능력의 증대와 과도한 상부 승모근의 근활성도를 감소시킴으로서 견갑골 익상을 감소시키는데 효과적이었다. 따라서, 견갑골 움직임에 대한 시각적 정보는 적절한 신체 정렬 유지와 견갑골 익상을 감소시키는데 효과적인 운동 방법이라 생각된다.
후속연구
- 본 연구에서는 비디오 카메라와 컴퓨터 모니터 스크린을 통하여 실험 대상자의 견갑골 위치에 대한 시각적 바이오피드백을 제공하였다. 견갑골에 대한 위치 정보는 실험 대상자로 하여금 전거근의 적절한 근 이완 타이밍 조절에 도움을 줄 것이다.
- 본 연구의 제한점으로서는 첫 번째, 팔 내리기 시 움직임의 속도를 실험자가 초시계를 보면서 통제하였다. 최대한 일정한 속도로 팔 내리기를 하도록 하였지만 이보다 더 정확한 방법으로 일정한 속도로 팔 내리기를 유지할 수 있는 통제 방법이 필요하다고 생각된다.
- 이러한 연구 결과는 상지를 내릴 때 견갑골 익상이 발생하여 견관절 충돌증후군이 유발되는 환자들에게 견갑골 운동 조절 능력을 증진시키는데 활용될 수 있을 것이다. 앞으로 견관절 충돌증후군이 발생하는 환자를 대상으로 시각적 바이오피드백 훈련에 대한 효과를 알아보는 연구가 필요할 것이다.
- 본 연구 결과를 통해서, 팔 내리기 시에 견갑골 익상을 보이는 환자에게 시각적 바이오피드백 적용은 견갑골의 적절한 위치 유지와 견관절 안정화 근육의 균형적인 활동에 효과적이라 할 수 있다. 이러한 연구 결과는 상지를 내릴 때 견갑골 익상이 발생하여 견관절 충돌증후군이 유발되는 환자들에게 견갑골 운동 조절 능력을 증진시키는데 활용될 수 있을 것이다. 앞으로 견관절 충돌증후군이 발생하는 환자를 대상으로 시각적 바이오피드백 훈련에 대한 효과를 알아보는 연구가 필요할 것이다.
- 본 연구의 제한점으로서는 첫 번째, 팔 내리기 시 움직임의 속도를 실험자가 초시계를 보면서 통제하였다. 최대한 일정한 속도로 팔 내리기를 하도록 하였지만 이보다 더 정확한 방법으로 일정한 속도로 팔 내리기를 유지할 수 있는 통제 방법이 필요하다고 생각된다. 두 번째, 팔 내리기를 하는 동안, 실험자들에게 시각적 바이오피드백을 제공하더라도 견갑골 익상이 발생하였다.
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