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문제 정의
- 동일한 패턴일지라도 그 자세와 지절의 위치에 따라 그 결과가 다르기 때문에 본 연구에서는 닫힌 사슬 운동 자세와 열린 사슬운동 자세에서의 근활성도 크기를 비교하여 방산의 효과에 대한 차이점을 비교하고자 하였다.
- 따라서, 본 연구는 고유수용성신경근촉진법의 방산 효과를 닫힌사슬 운동 자세에서 실시하였을 때와 열린사슬 운동 자세에서 실시하였을 때 대상자의 하지에 어떤 영향을 미치는 가를 알아봄으로써 정형외과 적 환자나 편마비 환자의 치료에 있어서 임상적 자료로 제공하고자 한다.
- 본 연구는 닫힌사슬 운동 자세와 열린사슬 운동 자세에서 편측 상지에 적용된 PNF방법이 하지의근 활성도에 어떤 영향을 미치는 가를 측정하기 위하여 근전도를 이용하여 각 근육별 최대 수의적 근수축(MVC)값을 산출하고 운동 후 각 근육에서 측정한 근 활성도 평균값(%MVC)을 측정하였다. 또한 본 연구는 닫힌사슬 운동 적용 군 5명과 열린사슬 운동 적용 군 5명에게 8주간 주 3회 30분씩 운동을 실시하여 근 활성도 크기의 차이를 알아보고자 연구 한 결과를 바탕으로 다음과 같이 논의 하고자 한다.
- 본 연구는 닫힌사슬 운동 자세와 열린사슬 운동 자세에서 편측 상지에 적용된 PNF방법이 하지의근 활성도에 어떤 영향을 미치는 가를 측정하기 위하여 근전도를 이용하여 각 근육별 최대 수의적 근수축(MVC)값을 산출하고 운동 후 각 근육에서 측정한 근 활성도 평균값(%MVC)을 측정하였다. 또한 본 연구는 닫힌사슬 운동 적용 군 5명과 열린사슬 운동 적용 군 5명에게 8주간 주 3회 30분씩 운동을 실시하여 근 활성도 크기의 차이를 알아보고자 연구 한 결과를 바탕으로 다음과 같이 논의 하고자 한다.
가설 설정
- 2) 상, 하지에 선천적인 기형이 없는 자.
제안 방법
- 근전도의 전극 배치는 양측 하지의 내측광근(vastus medialis) 전경골근(tibialis anterior), 대퇴이두근 (biceps femoris), 비복근(gastocnemius medialis)에 부착하였고(Glen Kasmann 2002) 근전도 신호 측정을 위한 장비는 Noraxon사의 Myosystem 1200, USA를 사용하였으며, 근전도 데이터 측정 시간은 5초∼15초, 잡음 제거를 위한 대역 여과 필터는 60Hz, 대역통과 필터는 10∼ 350Hz로 하였고, 근전도에서 측정된 근 활성도의 변화량을 표준화(normalization)하기 위한 최대 수의적 근수축(maximaum voluntary contraction, MVC)의 측정은 바로 누운 자세에서 근육에 전극을 연결하고 도수저항에 대항하여 최대 등척성 수축이 유발되는 동안에 근 활성도를 측정하였다.
- Adler 등(2000)과 김경환(2005)의 운동방법을 수정 보완 하여 재구성 하였으며, 8주간 주 3회 30분씩 운동하였다. 닫힌 사슬 운동 자세와 열린사슬 운동 자세에서 PNF의 상지 굴곡/외전/외회전 패턴을 각각 5회씩 실시하였으며, 패턴의 끝 범위에서 유지와 압박을 5초 적용하였고, 각 패턴 실시 후 1분의 휴식을 가졌으며, 닫힌사슬 운동자세 즉 바로 누운 자세에서 양쪽하지는 벽에 완전히 밀착된 자세와 열린 사슬 운동자세 즉 바로 누운 자세에서 양쪽하지는 바닥에 밀착시키지 않은 자세로 각각 상지패턴을 시작하기 전에 두 개의 대각선을 가로지르는 선의 중간위치에 대상자의 팔을 두도록 하며 견관절과 전완은 중립회전 상태에서 시작하고, 상지를 충분한 회전과 함께 동자을 시킨 후 손목과 손가락의 운동을 먼저 유발시킨다. 패턴의 시작 자세는 오른쪽 상지의 신전/내전/내회전 상태로 견갑골은 전방하강, 견관절은 신전/내전/내회전/, 주관절은 신전과 회내, 손목은 굴곡/회내/척골측 편위의 상태이며, “자드세요”라는 구령과 함께 패턴을 실시하며 오른쪽상지의 굴곡/외전/외회전 방향으로 저항을 주면서 운동을 일으켜 운동의 끝 범위에서는 견갑골은 후방거상, 견관절은 굴곡/외전/ 외회전 되며, 주관절은 신전과 외회전, 손목은 굴곡/회외/ 요골측 편위의 상태로 끝난다.
- 본 연구는 2008년 1월에 연구 설계를 시작하여 2008년 11월에서 12월에 걸쳐 예비실험을 진행하여 2009년 2월부터 2009년 4월까지 8주간 실험을 진행하였으며, 모든 실험자들은 실험 전 표면근전도 분석을 위하여 손 근력 검사를 이용한 각 근육의 최대 수의적 근 수축(MVC)측정을 통한 사전검사를 실시하고, 닫힌사슬 운동 자세와 열린사슬 운동 자세에서 각각 PNF 상지 굴곡/외전/외회전 패턴 방법 운동을 주 3회 30분씩 운동을 실시하였으며, 실험시작 전 측정, 실험 4주 후와 8주 후 모든 검사는 동일하게 실시하였다. 본 실험의 절차는 <그림 1>, <그림 2>와 같다.
- 본 연구에서 적용된 운동프로그램은 S. Adler 등(2000)과 김경환(2005)의 운동방법을 수정 보완 하여 재구성 하였으며, 8주간 주 3회 30분씩 운동하였다. 닫힌 사슬 운동 자세와 열린사슬 운동 자세에서 PNF의 상지 굴곡/외전/외회전 패턴을 각각 5회씩 실시하였으며, 패턴의 끝 범위에서 유지와 압박을 5초 적용하였고, 각 패턴 실시 후 1분의 휴식을 가졌으며, 닫힌사슬 운동자세 즉 바로 누운 자세에서 양쪽하지는 벽에 완전히 밀착된 자세와 열린 사슬 운동자세 즉 바로 누운 자세에서 양쪽하지는 바닥에 밀착시키지 않은 자세로 각각 상지패턴을 시작하기 전에 두 개의 대각선을 가로지르는 선의 중간위치에 대상자의 팔을 두도록 하며 견관절과 전완은 중립회전 상태에서 시작하고, 상지를 충분한 회전과 함께 동자을 시킨 후 손목과 손가락의 운동을 먼저 유발시킨다.
- 하지를 견고하게 고정하고 5초 동안 최대 등척성 수축이 유발되도록 하였다. 자료의수집과 처리를 위하여 각 근육에서 얻어진 값들을 총 면적량(Area㎶㎳≑RMS)의 값으로 처리한 다음, 각 개인에서 얻어진 근육별 최대 수의적 근수축값으로 정량화한 %MVIC(percentage of maximal voluntary isometric contraction)으로 기록하였다. 전극을 통해 전달된 근전도 신호는 Myosystem 1200을 이용하여 수집하였으며 개인 PC로 전송하여 데이터 처리 하였다.
- 전극을 통해 전달된 근전도 신호는 Myosystem 1200을 이용하여 수집하였으며 개인 PC로 전송하여 데이터 처리 하였다. 피험자 들이 PNF패턴 움직임에 익숙해 질수 있도록 실험 전 PNF에 숙달된 치료사가 패턴을 교육 하도록 하였다.
- 누운 자세에서 상. 하지를 견고하게 고정하고 5초 동안 최대 등척성 수축이 유발되도록 하였다. 자료의수집과 처리를 위하여 각 근육에서 얻어진 값들을 총 면적량(Area㎶㎳≑RMS)의 값으로 처리한 다음, 각 개인에서 얻어진 근육별 최대 수의적 근수축값으로 정량화한 %MVIC(percentage of maximal voluntary isometric contraction)으로 기록하였다.
대상 데이터
- 본 연구의 대상은 대구소재의 D대학에 재학 중인 20대 학생 중 연구 목적과 방법의 설명을 듣고 자발적으로 참여한 성인 10명을 대상으로 닫힌 사슬 운동군 5명, 열린 사슬 운동군 5명으로 무작위 배치하였으며, 연구 대상자의 구체적인 선정 기준은 다음과 같으며, 이들의 신체적 특성은 과 같다.
- 실험 대상자에게 실험 목적과 취지에 대한 설명을 하였으며 실험에 대한 동의를 얻었다. 실험대상 자는 반바지와 반팔 옷을 착용하였으며, 피부 저항을 최소화하기 위해 전극 부착 부위는 알코올로 깨끗이 닦고 면도를 한 후, 전용 젤을 사용하여 피부표면의 각질을 제거한 다음 근육의 최대 근 수축을 유발하여 근복(muscle belly)부위를 결정하여 펜을 이용하여 표식한 후 근전도의 전극은 직경(diameter) 3.8inch 기준 전극(reference electrode)인 Circular single Electrode를 사용하였으며 이 전극은 전극의 중심에 직경이 1inch인 Ag/AgCL snap electrode가 고정되어있는 자가 접착식 전극이었다. 그리고 접지전극은 발목의 외측 복사뼈에 부착하였다.
- 자료의수집과 처리를 위하여 각 근육에서 얻어진 값들을 총 면적량(Area㎶㎳≑RMS)의 값으로 처리한 다음, 각 개인에서 얻어진 근육별 최대 수의적 근수축값으로 정량화한 %MVIC(percentage of maximal voluntary isometric contraction)으로 기록하였다. 전극을 통해 전달된 근전도 신호는 Myosystem 1200을 이용하여 수집하였으며 개인 PC로 전송하여 데이터 처리 하였다. 피험자 들이 PNF패턴 움직임에 익숙해 질수 있도록 실험 전 PNF에 숙달된 치료사가 패턴을 교육 하도록 하였다.
데이터처리
- 대상자의 일반적 특성에 관한 자료는 기술통계를 실시하였으며, 본 연구의 결과는 도식화 또는 정량화한 후 SPSS/PC WIN 12.0 통계프로그램을 이용하여 각 항목별 평균 및 표준오차를 산출하고 닫힌 사슬 운동 군과 열린 사슬 운동 군 각각의 측정치를 이원 반복측정 분산분석(Two way repeated ANOVA)를 하여 근 활성도와 기간에 따른 차이점을 분석하였고, 각 분석에 따른 측정치의 차이점을 다중비교 Bonferoni검증을 이용하여 사후 비교 검증하였으며 유의 수준은 p<.05로 하였다.
성능/효과
- 결론적으로 편측 상지에 적용한 PNF방법은 모두 반대 측 하지 즉, 왼쪽하지의 근 활성도 크기를 유의하게 증가 시킨 것으로 나타났으며, 특히 닫힌 사슬 운동 자세에서 적용한 운동 군이 열린사슬 운동 작용군 보다 왼쪽 하지의 근 활성도의 크기가 증가 한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결과에서 PNF상지 패턴이 반대 측 하지의 근 활성도를 증가 시킨 것은 PNF의 방산 효과로 인한 것이며 이것은 상지에 가해진 저항을 이겨내기 위하여 하지 근육의 협력 근들이 동원되고 그 결과로 인하여 근 활성도의 크기가 증가 한 것으로 생각 할 수 있으며, 닫힌사슬 운동은 체절이 고정되어 있기 때문에 열린사슬 운동 보다 더 많은 근 활성도의 크기가 나타난 것이라고 할 수 있다.
- Kan hazaki등(1996)은 PNF 4가지 기본 하지 패턴을 시행하는 동안 대퇴부 근육들의 활동수준을 기술하였다. 그 결과 대퇴이두근이 가장 높았고, 외측 광근, 내측 광근, 대퇴이두근 순으로 근 활성도가 높았다. 이 연구에서 내측광근은 내전과 외회전의 요소를 포함하는 PNF패턴에서 관계되는 경향이 있었으며, 대퇴직근은 굴곡근 패턴들에서 가장 높은 근 활동을 보였다.
- 닫힌사슬 운동 자세에 따른 근 활성도의 변화량에 차이가 있는가를 알아보기 위해 운동 적용 시의 %MVC를 구한 자료로 반복측정 이요인 분산분석 결과 닫힌 사슬 운동 자세와 열린사슬 운동자세 모두 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.(p<.
- 열린사슬 운동 자세에서의 왼쪽 하지 근활성도를 비교한 결과 닫힌사슬 운동보다 근 활성도의 크기는 감소하였으나 각 근육별 연관성은 비슷하였다. 닫힌사슬 운동 자세에서 오른쪽 하지의 개별근육 군의 서로 상호 비교를 했을 때 내측광근은 크게 증가하였으며, 내측광근과 전경골근의 연관성이 크게 나타난 반면, 대퇴이두근과 비복근 또한 전경골근과의 연관성이 나타났다. 열린사슬 운동 자세에서 오른쪽 하지의 근 활성도의 변인차이를 비교한 결과 내측광근은 비복근과 연관성이 높았으며, 대퇴이두근은 비복근과 연관성이 높았고, 전경골은 또한 비복근과 연관성이 높았으며, 내측광근과 대퇴이두근, 대퇴이두근과 전경골근은 유의성이 낮았다.
- 닫힌사슬 운동 자세에서 오른쪽 하지의 근 활성도 변인차이를 비교한 결과 내측광근의 근 활성도가 가장 크게 증가하였으며, 내측광근과 전경골근의 연관성이 크게 나타난 반면, 대퇴이두근과 비복근 또한 전경골근과의 연관성이 나타났다.
- 닫힌사슬 운동 적용 군과 열린사슬 운동 작용군 모두 양측 하지에서 유의한 차이를 나타냈으며, (p<.05) 각각의 운동 자세에서 각 개별근육군의 근활성도의 크기의 차이가 있는가를 알아보기 위해 다중비교 Bonferoni검정을 실시한 결과 닫힌사슬 운동 자세에서 동 자세크기의 성도가 가장 크게 증가 하였으며, 근육군의 근과 연관성이 있었다.
- 둘째, 닫힌 사슬 운동 작용군 열린 사슬 운동 작용군 각각 양측하지의 개별 근육군의 근 활성도 크기에 차이를 보였으며, 닫힌 사슬 운동 작용군 왼쪽하지 개별 근육의 근 활성도 크기의 차이가 가장 유의하게 증가하였으며, 열린사슬 운동 작용군 왼쪽하지는 모두 유의한 차이를 보였으며, 닫힌사슬 운동 자세에서 왼쪽 하지의 개별근육 군의 서로 상호 비교 했을 때 내측광근이 가장 크게 증가 하였고, 전경골근과 연관성이 있었으며 대퇴이두근은 비복 근과 연관성이 있었고 비복근은 전경골근과 연관성이 있었다. 열린사슬 운동 자세에서의 왼쪽 하지 근활성도를 비교한 결과 닫힌사슬 운동보다 근 활성도의 크기는 감소하였으나 각 근육별 연관성은 비슷하였다.
- 결론적으로 편측 상지에 적용한 PNF방법은 모두 반대 측 하지 즉, 왼쪽하지의 근 활성도 크기를 유의하게 증가 시킨 것으로 나타났으며, 특히 닫힌 사슬 운동 자세에서 적용한 운동 군이 열린사슬 운동 작용군 보다 왼쪽 하지의 근 활성도의 크기가 증가 한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결과에서 PNF상지 패턴이 반대 측 하지의 근 활성도를 증가 시킨 것은 PNF의 방산 효과로 인한 것이며 이것은 상지에 가해진 저항을 이겨내기 위하여 하지 근육의 협력 근들이 동원되고 그 결과로 인하여 근 활성도의 크기가 증가 한 것으로 생각 할 수 있으며, 닫힌사슬 운동은 체절이 고정되어 있기 때문에 열린사슬 운동 보다 더 많은 근 활성도의 크기가 나타난 것이라고 할 수 있다. 따라서 운동 프로그램을 수행하기 위하여 운동 자세에 따른 개별 근육의 근활성도 크기를 이용하여 선택적 치료를 적용 할 수 있을 것이라고 생각 된다.
- 권유정(2008)은 열린사슬 운동과 닫힌사슬 운동을 실시하여 운동기간별 근 활성도 변화를 살펴 본결과 운동 기간에 따른 내측광근과 외측광근의 근활성도는 운동4주 후부터 두군 모두 유의하게 증가 하였고 외측 슬괵근과 내측슬괵근은 두군 모두 운동 2주 후부터 유의하게 증가하였는데 닫힌사슬 운동 군에서 더 증가 하는 것으로 나타났으나 전경 골근에서는 열린사슬 운동 군이 운동 2주 후부터 근 활성도가 더 유의하게 증가 하는 것을 볼 수 있었다. 또한 외측 비복근은 닫힌사슬 운동 군에서 운동 2주 후부터 유의하게 증가 하는 것을 볼 수 있었다. 이는 본 연구의 결과와 유사했다.
- 첫째, 닫힌사슬 운동 자세와 열린사슬 운동 자세에서 각각 양측 하지의 근육군의 활성도의 크기를 비교한 결과 닫힌사슬 운동 자세에서 왼쪽 하지의근 활성도 크기가 오른쪽 하지의 근 활성도 크기보다 유의하게 증가하였으며, 열린사슬 운동 자세에서왼쪽 하지의 근 활성도 크기가 오른쪽 하지의 근활성도 크기보다 유의하게 증가 하였다. 또한, 닫힌 사슬 운동자세의 왼쪽하지가 열린사슬 운동자세의왼쪽 하지보다는 근 활성도 크기가 유의하게 증가하였다. (p<0.
- Tracy등(2003)은 65∼80세 정상노인을 대상으로 등척성과 비등척성 근력강화를 16주 실시한 결과 비등척성 운동이 대퇴사두근의 힘의 변화를 작게 한다고 하였다. 본 연구에서는 비등척성 운동으로 열린사슬 운동과 닫힌사슬 운동을 8주간 실시하여 내측광근과 대퇴이두근, 전경골근, 비복근의 근활성도를 측정한 결과 두군 모두 유의하게 증가하는 것을 알 수 있었다.
- 본 연구의 결과에서는 전경골근의 근 활성도는 닫힌사슬 운동과 열린사슬 운동 군 모두에서 유의한 차이를 나타냈으나 열린사슬 운동에서 더 많은 차이를 보였다.
- 열린사슬 운동 자세에서 오른쪽 하지의 근 활성도 변인차이를 비교한 결과 내측광근은 비복근과 연관성이 높았으며, 대퇴이두근은 비복근과 연관성이 높았고, 전경골은 또한 비복근과 연관성이 높았 으며, 내측광근과 대퇴이두근, 대퇴이두근과 전경골근은 유의성이 낮았다. <그림 3>
- 닫힌사슬 운동 자세에서 오른쪽 하지의 개별근육 군의 서로 상호 비교를 했을 때 내측광근은 크게 증가하였으며, 내측광근과 전경골근의 연관성이 크게 나타난 반면, 대퇴이두근과 비복근 또한 전경골근과의 연관성이 나타났다. 열린사슬 운동 자세에서 오른쪽 하지의 근 활성도의 변인차이를 비교한 결과 내측광근은 비복근과 연관성이 높았으며, 대퇴이두근은 비복근과 연관성이 높았고, 전경골은 또한 비복근과 연관성이 높았으며, 내측광근과 대퇴이두근, 대퇴이두근과 전경골근은 유의성이 낮았다. (p<0.
- 둘째, 닫힌 사슬 운동 작용군 열린 사슬 운동 작용군 각각 양측하지의 개별 근육군의 근 활성도 크기에 차이를 보였으며, 닫힌 사슬 운동 작용군 왼쪽하지 개별 근육의 근 활성도 크기의 차이가 가장 유의하게 증가하였으며, 열린사슬 운동 작용군 왼쪽하지는 모두 유의한 차이를 보였으며, 닫힌사슬 운동 자세에서 왼쪽 하지의 개별근육 군의 서로 상호 비교 했을 때 내측광근이 가장 크게 증가 하였고, 전경골근과 연관성이 있었으며 대퇴이두근은 비복 근과 연관성이 있었고 비복근은 전경골근과 연관성이 있었다. 열린사슬 운동 자세에서의 왼쪽 하지 근활성도를 비교한 결과 닫힌사슬 운동보다 근 활성도의 크기는 감소하였으나 각 근육별 연관성은 비슷하였다. 닫힌사슬 운동 자세에서 오른쪽 하지의 개별근육 군의 서로 상호 비교를 했을 때 내측광근은 크게 증가하였으며, 내측광근과 전경골근의 연관성이 크게 나타난 반면, 대퇴이두근과 비복근 또한 전경골근과의 연관성이 나타났다.
- 에서각 개별은 활성도의 연관성이 있었으며, 활성도의 활성군의 근과 연관성이 있었다. 열린사슬 자세 운동에서크기왼쪽 하지 근 활성도를 비교한 결과 닫힌 사슬 운동보다 근 활성도의 크기가 감소하였으며 근육과 연관성의 활성도는 비슷하였다.
- 운동 자세에 따른 양측 하지 근 활성도의 비교 결과 닫힌사슬 운동 자세에서 오른쪽 하지는 17.33 ±1.19, 왼쪽 하지는 25.93±0.08 로 왼쪽 하지가 오른쪽 하지보다 근 활성도의 크기가 높았으며, 열린 사슬 운동 자세에서 오른쪽 하지는 18.90±0.99, 왼쪽 하지는 21.15±0.89로 열린사슬 운동 자세에서왼쪽하지의 근 활성도 크기가 오른쪽 하지보다 유의하게 증가하였다.
- 그 결과 대퇴이두근이 가장 높았고, 외측 광근, 내측 광근, 대퇴이두근 순으로 근 활성도가 높았다. 이 연구에서 내측광근은 내전과 외회전의 요소를 포함하는 PNF패턴에서 관계되는 경향이 있었으며, 대퇴직근은 굴곡근 패턴들에서 가장 높은 근 활동을 보였다. 이 연구 결과에서 내측 광근은 신전과 외회전 요소가 포함된 패턴에서 높은 활성도를 보인 것은 본연구의 하지 근 활성도에서 내측광근이 높은 근활성도를 보인 것과 유사하다.
- 첫째, 닫힌사슬 운동 자세와 열린사슬 운동 자세에서 각각 양측 하지의 근육군의 활성도의 크기를 비교한 결과 닫힌사슬 운동 자세에서 왼쪽 하지의근 활성도 크기가 오른쪽 하지의 근 활성도 크기보다 유의하게 증가하였으며, 열린사슬 운동 자세에서왼쪽 하지의 근 활성도 크기가 오른쪽 하지의 근활성도 크기보다 유의하게 증가 하였다. 또한, 닫힌 사슬 운동자세의 왼쪽하지가 열린사슬 운동자세의왼쪽 하지보다는 근 활성도 크기가 유의하게 증가하였다.
후속연구
- 따라서 본 연구 결과에서 PNF상지 패턴이 반대 측 하지의 근 활성도를 증가 시킨 것은 PNF의 방산 효과로 인한 것이며 이것은 상지에 가해진 저항을 이겨내기 위하여 하지 근육의 협력 근들이 동원되고 그 결과로 인하여 근 활성도의 크기가 증가 한 것으로 생각 할 수 있으며, 닫힌사슬 운동은 체절이 고정되어 있기 때문에 열린사슬 운동 보다 더 많은 근 활성도의 크기가 나타난 것이라고 할 수 있다. 따라서 운동 프로그램을 수행하기 위하여 운동 자세에 따른 개별 근육의 근활성도 크기를 이용하여 선택적 치료를 적용 할 수 있을 것이라고 생각 된다.
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