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문제 정의
- 체간 근지구력은 자세 유지 시간을 척도로 측정한 연구들의 경우 동기 부여와 환자의 노력에 따라 근지구력의 차이가 크게 나타나기 때문에 제한점이 있다고 하였다(O'sullivan 등, 2006a). 따라서 본 연구에서는 근지구력에 대한 정확한 측정을 위해 중앙주파수 분석을 통한 근 피로도 양상을 근지구력의 척도로 비교하였다.
- 현재까지의 연구에서는 요통환자와 정상인을 통해 척추 만곡과 체간 근 활성화 및 체간 근지구력과 고유 수용성 감각에 대한 각각의 연구는 많이 이루어져 왔으나, 정상인과 요통 환자군으로 나누어 요통에 영향을 주는 요인들을 종합적으로 비교한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 만성 요통환자와 정상인에서 척추 만곡에 따른 체간에서의 근 활성화를 비교하고, 체간 근지구력과 요부의 고유수용성감각을 통해 요통의 연관성을 알아보고 요통의 객관적 평가와 치료를 위한 기초 자료가 될 것이다.
- 본 연구는 요통 환자와 정상인을 대상으로 척추에 안정성을 제공하는 특성들을 비교하기 위해 앉은 자세별 척추 만곡과 체간 근 활성화, 체간 근지구력, 고유수용성감각을 측정하였다.
- 따라서 척추의 안정성을 향상시키고 요통의 악화를 방지하기 위해서는 소근육군의 활성화가 증가될 수 있는 운동 방법을 계획하는 것이 필요하겠다. 본 연구에서는 정상인과 요통 환자군에서 체간 신전근의 근지구력을 비교하였다. 근전도를 이용하여 피로도를 알아보기 위해 중앙주파수 분석을 한 결과 요통 환자군과 정상인 모두 기울기가 감소하였으나 통계적으로 유의하지는 않았다.
제안 방법
- O'sullivan 등(2006b)에 따르면 흉추기립근, 요부다열근, 외복사근, 내복사근의 네개의 체간 근육이 앉은 자세에 유의한 영향을 미치고, 자세에 따라 다른 활성화 양상을 보인다고 하였기 때문에, 본 연구에서는 그 근육들의 자세에 따른 근 활성화를 측정 비교하였다.
- 척추 각도는 앉은 상태를 이완된 자세와 기립된 자세로 구분하여 각 자세별로 흉추와 요추 각도를 측정하였다. 각도 측정위치는 경추 7번, 흉추 12번, 천추 1번으로 흉추부는 경추 7번과 흉추 12번 사이의 각도를, 요추부는 흉추 12번과 천추 1번 사이의 각도를 측정하였다. 측정 위치는 마커로 표시하였고, 측정시 디지털 경사계의 고정부는 흉추 12번에 스트랩을 이용하여 고정시킨 후, 동작부는 경추 7번과 천추 1번의 마커의 중앙에 위치시켜 흉추부와 요추부의 각도를 측정하였다.
- 고유수용성감각은 일반적으로 시각 되먹임(visual feedback)에 따른 동작 수행(Descarreaux 등, 2005; Gill 등, 1998)을 이용하거나, 자세재현방법을 통한 오차를 이용하고 측정하고 있기 때문에(Maffey-Ward 등, 1996; Newcomer 등, 2000; 2001; O'sullivan 등, 2003), 본 연구에서는 Dualer IQTM 디지털 경사계를 이용하여 자세재현방법을 통한 오차를 측정하였다.
- 대상자가 취한 자세의 각도를 측정하여 자세 재현의 오차를 결정하고, 총 5회 실시하여 평균값을 구하였다(O'sullivan 등, 2003).
- 고유수용성감각은 일반적으로 시각 되먹임(visual feedback)에 따른 동작 수행(Descarreaux 등, 2005; Gill 등, 1998)을 이용하거나, 자세재현방법을 통한 오차를 이용하고 측정하고 있기 때문에(Maffey-Ward 등, 1996; Newcomer 등, 2000; 2001; O'sullivan 등, 2003), 본 연구에서는 Dualer IQTM 디지털 경사계를 이용하여 자세재현방법을 통한 오차를 측정하였다. 대상자는 시각을 차단하고 최소한의 의복을 착용한 상태에서 지지할 곳이 없는 의자에 앉아 고관절, 슬관절, 족관절이 90˚로 유지된 상태로 중립 자세를 취하고, 실험자에 의해 수동적으로 목표 각도까지 3회 굴곡하였다. 실험자는 대상자를 처음의 중립 자세를 취하게 하고 경사계에 측정된 목표 각도까지 굴곡하도록 지시한다.
- 기립된 자세는 치료사의 지시에 따라 대상자가 스스로 기립된 자세를 수행하고 30초간 유지한다. 동작 수행동안 Telemyo 2400 G2 Telemetry EMG system2)를 통하여 근 활성화를 측정하였다. 표본 추출률(sampling rate)은 1000 ㎐ 로 설정하였고, 주파수 대역폭은 10～500 ㎐로 하였다.
- 본 연구는 요통 환자와 정상인을 대상으로 앉은 자세에 따른 척추 만곡과 체간 근 활성화를 평가하고 체간 근지구력과 고유수용성감각을 비교하였다. 요통 환자는 정상인에 비하여 앉은 자세에 따라 흉추부와 요추 부의 만곡에는 차이가 없었고, 기립된 앉은 자세에서 외복사근과 내복사근의 체간 근 활성화의 차이를 보였다.
- 본 연구에서는 척추 만곡, 체간 근 활성화, 체간 근 지구력, 고유수용성감각의 요소들을 측정하였다. 측정 순서는 앉은 자세에서 척추 만곡과 체간 근 활성화를 동시에 측정하고, 고유수용성감각을 측정한 후, 피로에 대한 영향을 최소화 하기 위해 10분간 휴식 후 체간 근지구력을 측정하였다.
- 자세에 따른 척추 만곡은 경추 7번과 흉추 12번이 이루는 각도를 흉추부 척추 만곡으로, 흉추 12번과 천추 1번이 이루는 각도를 요추부 척추 만곡으로 측정하였고, 척추 각도의 변화량은 흉추와 요추의 이완된 자세에서의 각도와 기립된 자세에서의 각도 사이의 차이를 계산하여 각각 흉추변화량과 요추변화량으로 확정하였다(O'sullivan 등, 2002; 2006b).
- 실험자의 지시에 따라 대상자는 상체를 수평에서 10˚ 이상 들고 1분간 유지한다. 주파수 분석은 1초 구간마다 중앙주파수를 측정하여 1분 동안의 중앙주파수 기울기를 구하였다(Coorevits 등, 2008).
- 디지털 경사계는 매 측정 전 영점을 조절하였다. 척추 각도는 앉은 상태를 이완된 자세와 기립된 자세로 구분하여 각 자세별로 흉추와 요추 각도를 측정하였다. 각도 측정위치는 경추 7번, 흉추 12번, 천추 1번으로 흉추부는 경추 7번과 흉추 12번 사이의 각도를, 요추부는 흉추 12번과 천추 1번 사이의 각도를 측정하였다.
- 체간의 심장 박동 전기 신호의 영향을 최소화하기 위하여 ECG 필터를 사용하였고 각 근육별 근전도 신호는 최대 자발적 수축(maximum voluntary contraction; MVC)을 이용한 %값으로 정규화(normalization)하였다(O'sullivan 등, 2002).
- 본 연구에서는 척추 만곡, 체간 근 활성화, 체간 근 지구력, 고유수용성감각의 요소들을 측정하였다. 측정 순서는 앉은 자세에서 척추 만곡과 체간 근 활성화를 동시에 측정하고, 고유수용성감각을 측정한 후, 피로에 대한 영향을 최소화 하기 위해 10분간 휴식 후 체간 근지구력을 측정하였다.
- 각도 측정위치는 경추 7번, 흉추 12번, 천추 1번으로 흉추부는 경추 7번과 흉추 12번 사이의 각도를, 요추부는 흉추 12번과 천추 1번 사이의 각도를 측정하였다. 측정 위치는 마커로 표시하였고, 측정시 디지털 경사계의 고정부는 흉추 12번에 스트랩을 이용하여 고정시킨 후, 동작부는 경추 7번과 천추 1번의 마커의 중앙에 위치시켜 흉추부와 요추부의 각도를 측정하였다. 척추 만곡 측정 방법은 신뢰도(ICC[1,1]=.
대상 데이터
- 대상자의 동기 부여나 개인의 노력 차이에 의한 제한점을 최소화하기 위해 1분 동안의 소렌슨 평가를 하면서 근전도 측정을 통해 분석하는 방법이 사용되었다(Sung, 2003; Süüden 등, 2008). 대상자는 근지구력의 피로도 주파수 분석을 위하여 요부다열근에 전극을 부착한 상태로 진행하였다. 대상자는 상체가 바깥으로 나오도록 테이블에 엎드린 상태로 하지를 고정한다.
- 연구 대상자는 정상인 남성 6명, 여성 3명으로 총 9명과, 요통 환자에서는 남성 6명, 여성 3명 총 9명으로, 평균 연령은 정상인 32.0세, 요통 환자 37.9세로 나타났다. 평균 신장은 정상인이 173.
데이터처리
- 대상자 그룹의 일반적 특성은 실수와 백분율, 평균과 표준편차를 구하였다. 자세별 척추 만곡의 변화는 각 그룹별 변화량을 윌콕슨 쌍대검정(Wilcoxon rank test)을 이용하여 분석하였다.
- 대상자 그룹의 일반적 특성은 실수와 백분율, 평균과 표준편차를 구하였다. 자세별 척추 만곡의 변화는 각 그룹별 변화량을 윌콕슨 쌍대검정(Wilcoxon rank test)을 이용하여 분석하였다. 자세별 체간 근 활성화의 비교와 그룹 사이의 체간 근지구력 및 요추부 고유수용성 감각의 비교는 만 휘트니 U검정(Mann-Whitney U test)을 이용하였다.
- 자세별 척추 만곡의 변화는 각 그룹별 변화량을 윌콕슨 쌍대검정(Wilcoxon rank test)을 이용하여 분석하였다. 자세별 체간 근 활성화의 비교와 그룹 사이의 체간 근지구력 및 요추부 고유수용성 감각의 비교는 만 휘트니 U검정(Mann-Whitney U test)을 이용하였다. 통계학적 검증을 위한 유의수준은α=.
이론/모형
- 근지구력 측정은 1분 동안의 수정된 소렌슨 평가(1-minute modified Sorenson test)를 통하여 측정하였다(O'sullivan 등, 1997; Sung, 2003).
- 대상자의 동기 부여나 개인의 노력 차이에 의한 제한점을 최소화하기 위해 1분 동안의 소렌슨 평가를 하면서 근전도 측정을 통해 분석하는 방법이 사용되었다(Sung, 2003; Süüden 등, 2008).
- 따라서 본 연구에서도 체간의 고유수용성감각의 측정은 자세재현방법을 통해 측정하였고, 외부 영향을 최소화하기 위하여 탈의한 상태에서 시각적인 자극을 차단하고 진행하였다(Maffey-Ward 등, 1996; Newcomer 등, 2000; 2001; O'sullivan 등, 2003).
- 척추 만곡 측정 방법은 신뢰도(ICC[1,1]=.93) 가 높고(Greig 등, 2008), 정확도(accuracy)가 ±1˚인 Dualer IQTM의 기본 측정 방법에 따라 수행하였다.
- 척추 만곡의 측정은 Dualer IQTM 디지털 경사계1)를 이용하여 측정하였다. 디지털 경사계는 매 측정 전 영점을 조절하였다.
성능/효과
- 개체 간 자세에 따른 근 활성화를 비교한 결과, 이완 자세에서 요부다열근은 정상인 12.72과 요통 환자 8.54, 흉부기립근은 정상인 19.54와 요통 환자 12.82, 외복사근은 정상인 7.91와 요통 환자 8.16, 내복사근은 정상인 15.08과 요통 환자 10.39를 기록하여 요통 환자와 정상인 간 유의한 차이가 없었다. 기립 자세에서 요부다열근은 정상인 28.
- 개체 간 자세에 따른 척추 만곡을 비교한 결과, 이완 자세에서 흉추 각도는 정상인 21.10˚와 요통 환자 22.30˚, 요추 각도는 정상인 13.60˚와 요통 환자 12.00˚를 기록하여 유의한 차이가 없었고, 기립 자세에서 흉추 각도는 정상인 9.00˚와 요통 환자 7.60˚, 요추 각도는 정상인 -4.00˚와 요통 환자 -5.30˚를 기록하여 유의한 차이가 없었다(그림 3, 4). 개체 간 척추 만곡의 변화량을 비교한 결과, 정상인의 경우 자세별 요추각도변화량 17.
- 개체 간 척추 만곡의 변화량을 비교한 결과, 정상인의 경우 자세별 요추각도변화량 17.60˚와 흉추각도변화량 12.10˚ 사이에 통계적으로 유의한 차이가 있었으며(p<.05), 요통 환자의 요추각도변화량 17.30˚와 흉추각도변화량 14.80˚ 사이에 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
- 개체 내 자세에 따른 척추 만곡을 비교한 결과, 정상인은 흉추 각도에서 이완 시 21.10˚와 기립 시 9.00˚, 요추 각도에서 이완 시 13.60˚와 기립 시 -4.00˚를 기록하여 유의한 차이를 보였고(p<.05), 요통 환자는 흉추 각도에서 이완 시 22.30˚와 기립 시 7.60˚, 요추 각도에서 이완 시 12.00˚와 기립 시 -5.30˚를 기록하여 유의한 차이를 보였다(p<.05).
- 개체 내 자세의 변화에 따른 근 활성화의 차이를 비교한 결과, 정상인의 경우 요부다열근은 이완 시 12.72와 기립 시 28.34, 흉부기립근은 이완 시 19.54와 기립시 35.80, 외복사근은 이완 시 7.91와 기립 시 23.57, 내복사근은 이완 시 15.08과 기립 시 35.99로 이완에 비해기립 시 유의하게 증가하였고(p<.05), 요통 환자의 경우 요부다열근은 이완 시 8.54와 기립 시 28.86, 흉부기립근은 이완 시 12.82과 기립 시 32.20, 외복사근은 이완 시 8.16와 기립 시 25.36, 내복사근은 이완 시 10.39와 기립 시 23.87으로 이완에 비해 기립 시 유의하게 증가 하였다(p<.05).
- 본 연구에서는 정상인과 요통 환자군에서 체간 신전근의 근지구력을 비교하였다. 근전도를 이용하여 피로도를 알아보기 위해 중앙주파수 분석을 한 결과 요통 환자군과 정상인 모두 기울기가 감소하였으나 통계적으로 유의하지는 않았다. 현재까지 다양한 연구에서 요통과 근지구력 사이의 연관성을 밝히고 있으나(O'sullivan 등, 2005; Sung, 2003; Süüden 등, 2008), Hamberg-van Reenen 등(2007)은 12편의 논문을 통해 체간 근지구력과 요통 사이의 연관성을 재검토한 결과, 체간 근지구력과 요통 사이에는 관련성이 없다고 보고하였다.
- 기립 자세에서 요부다열근은 정상인 28.86와 요통 환자 35.80, 흉부기립근은 정상인 35.80과 요통 환자 32.20로 유의한 차이가 없었으나, 외복사근은 정상인 23.57와 요통 환자 25.36으로 요통 환자가 정상인에 비해 유의하게 큰 수치를 보였고, 내복사근은 정상인 35.99과 요통 환자 23.87으로 정상인이 요통 환자에 비해 유의하게 큰 수치를 보였다 (p<.05)(그림 5, 6).
- 또한 척추 만곡도 정상인은 이완된 자세에서 기립 시 요추각도 변화량이 흉추각도 변화량에 비해 유의하게 증가하였으나(p<.05) 요통 환자의 경우는 유의한 차이가 없었다.
- 요통 환자는 정상인에 비하여 앉은 자세에 따라 흉추부와 요추 부의 만곡에는 차이가 없었고, 기립된 앉은 자세에서 외복사근과 내복사근의 체간 근 활성화의 차이를 보였다. 또한 체간 근지구력은 요통 환자와 정상인간에 차이가 없었으나 요통 환자는 정상인에 비해 고유수용성 감각이 떨어짐을 보였다. 앞으로 요통 환자들의 치료를 위해서는 소근육군의 근육 강화와 고유수용성감각의 훈련 프로그램 개발을 계획하면 효과적일 것이다.
- O'sullivan 등(2006b)은 요추부를 흉추부보다 더 기립하여 앉을 경우, 소근육군의 활성화가 증가하고, 대근육군의 활성화는 감소한다고 하였다. 반면에 요통 환자군은 자세를 유지하기 위한 협조근의 사용시 흉추부를 통하여 대근육군을 이용한 근 수축을 하고 있음을 확인하였다. O'sullivan 등(2006b)은 흉추부 기립 앉은 자세는 대근육군에 의하여 안정성이 유지되기 때문에, 소근육군에 의해 안정성이 유지되는 요추부 기립 앉은 자세보다 요통의 위험성이 높다고 하였다.
- 본 연구에서 이완된 자세에서는 개체 간에 체간 근 활성화의 유의한 차이를 보이지 않았으나, 기립된 자세에서는 외복사근에서 요통 환자가 정상인에 비해 유의하게 증가하였고(p<.05), 내복사근에서는 요통환자가 정상인에 비해 유의하게 감소하였다(p<.05).
- 05) 요통 환자의 경우는 유의한 차이가 없었다. 본 연구에서 정상인이 요통환자에 비해 요추각도 변화량이 유의하게 증가한 것은 상대적으로 흉추부보다 요추부를 통하여 기립을 하는 것을 의미한다. O'sullivan 등(2006b)은 요추부를 흉추부보다 더 기립하여 앉을 경우, 소근육군의 활성화가 증가하고, 대근육군의 활성화는 감소한다고 하였다.
- 척추의 안정성을 제공하는 요소들은 요통에 영향을 미치는 것이 확인되었지만, 종합적으로 요소들을 평가하여 요통과의 연관성을 밝힌 연구가 적고, 이차적인 만성화를 예방하기 위한 치료 방법의 제시가 부족하였다 (van Dieën 등, 1996). 본 연구에서는 요통 환자와 정상인을 비교한 결과 요통으로 인해 기립된 앉은 자세에서 외복사근의 활성화가 컸으며 내복사근의 활성화는 작게 나타나고, 고유수용성 감각은 떨어짐을 확인하였다. 그러나 요통의 예방, 치료의 방향이나 악화 요인 제거를 위한 자세, 훈련 대상 근육, 신경 요소 증진 프로그램 등을 선택하는데 도움이 될 수 있지만, 대상자의 수가 적기 때문에 결과만으로 요통의 발생 과정을 정확하게 밝혀내기는 어렵다.
- 본 연구에서는 이완된 자세와 기립된 자세에서 흉추부와 요추부의 각도는 개체 간에 유의한 차이가 없었다. Larivière 등(2000)은 척추 만곡의 평가에 있어 생체 역학적으로 7˚ 이내의 차이는 유의하게 평가하기 어렵다고 하였다.
- 본 연구에서도 고유수용성감각은 앉은 상태에서 자세 재현을 통한 오차각도를 측정하였고, 정상인은 2.0˚, 요통 환자는 3.9˚ 오차를 보여 개체 간에 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<.05).
- 본 연구는 요통 환자와 정상인을 대상으로 앉은 자세에 따른 척추 만곡과 체간 근 활성화를 평가하고 체간 근지구력과 고유수용성감각을 비교하였다. 요통 환자는 정상인에 비하여 앉은 자세에 따라 흉추부와 요추 부의 만곡에는 차이가 없었고, 기립된 앉은 자세에서 외복사근과 내복사근의 체간 근 활성화의 차이를 보였다. 또한 체간 근지구력은 요통 환자와 정상인간에 차이가 없었으나 요통 환자는 정상인에 비해 고유수용성 감각이 떨어짐을 보였다.
- 2 ㎏이었다. 요통 환자의 시각상사척도는 평균 4.2, 오스웨스트리 장애지수는 평균 18.3을 기록하였다(표 1).
후속연구
- 그러나 요통의 예방, 치료의 방향이나 악화 요인 제거를 위한 자세, 훈련 대상 근육, 신경 요소 증진 프로그램 등을 선택하는데 도움이 될 수 있지만, 대상자의 수가 적기 때문에 결과만으로 요통의 발생 과정을 정확하게 밝혀내기는 어렵다. 따라서 발생 과정과 원인의 정확한 파악을 위해서는 종합적인 요소와 함께 시간의 흐름을 고려한 추적 연구가 더 이루어져야 할 것이다. 또한 치료 계획을 세우는 과정에 있어 자세교정과 체간 근지구력이나 근육의 수축력 증가 또는 고유수용성감각의 회복과 같은 모든 요소들의 밀접한 관계를 토대로 한다면 보다 종합적인 치료 계획을 수립할 수 있을 것이다.
- 따라서 발생 과정과 원인의 정확한 파악을 위해서는 종합적인 요소와 함께 시간의 흐름을 고려한 추적 연구가 더 이루어져야 할 것이다. 또한 치료 계획을 세우는 과정에 있어 자세교정과 체간 근지구력이나 근육의 수축력 증가 또는 고유수용성감각의 회복과 같은 모든 요소들의 밀접한 관계를 토대로 한다면 보다 종합적인 치료 계획을 수립할 수 있을 것이다.
- 또한 체간 근지구력은 요통 환자와 정상인간에 차이가 없었으나 요통 환자는 정상인에 비해 고유수용성 감각이 떨어짐을 보였다. 앞으로 요통 환자들의 치료를 위해서는 소근육군의 근육 강화와 고유수용성감각의 훈련 프로그램 개발을 계획하면 효과적일 것이다.
- 이것은 요통 환자가 정상인에 비해 체간의 안정성에 영향을 주는 소근육군들의 비 활성화로 근 지구력의 감소를 유발한다고 보고되었다 (Bergmark, 1989; O'sullivan 등, 2005; Sung, 2003). 요통 환자의 경우 근지구력의 감소로 인하여 부하가 증가할 경우 손상의 정도나 통증의 발생에 차이를 가져올수 있기 때문에, 앞으로의 연구에서는 이러한 제한점들을 고려하여 연구해야할 것이다.
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