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문제 정의
- 9‐10 그러나 근육동원의 동원패턴을 측정한 근전도 연구는 많지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 요추와 고관절 근육에서의 동원순서를 관찰해 요추골반패턴의 운동에 관여하는 고관절 신근과 요추 배근의 동원순서를 확인하여 임상적으로 활용할 수 있는 자료를 제공하고자 본 연구를 시도하였다.
- 이에 본 연구에서는 체간 굴곡과 신전 동안 요부와 고관절의 관여하는 근육의 동원 순서를 확인함으로써 요통 등 요추골반 리듬에 변화를 줄 수 있는 손상이나 질환의 평가 치료에 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 각 근육에서 최대 근수축이 가장 뚜렷이 보이는 근복을 찾은 다음, 근 섬유 방향을 따라 활성전극(activate electrode)과 기준 전극(reference electrode)을 수평으로 부착하고, 접지전극(ground electrode)은 이들 전극의 외측이나 내측에 각 근육마다 부착하며, 각 전극 중심 사이의 거리는 2cm 이내로 부착하였다.15 척추기립근의 경우 활성전극은 장골능과 수평한 3번째 요추 극돌기로부터 외측으로 2cm 떨어져 있는 근복에 부착하고, 대둔근은 천추의 아래 외측각(inferior lateral angle)으로부터 대전자를 연결한 선의 가운데 지점인 근복에 부착한다.
- 개시시간을 측정하기 위하여 대상자에게 전극을 부착한 상태에서 실험자의 구호에 따라 선 자세에서 체간을 전방으로 굴곡하도록 하고, 그 다음 원래 자세로 되돌아 오도록 지시하였다. 각각 모두 5번 수행하고, 측정 간에 피로를 방지하기 위하여 충분한 휴식시간을 제공하였다. 속도는 빠른 것과 느린 속도를 연습하게 한 후 그 중간 정도의 편안한 속도로 체간을 굴곡하게 하였다.
- 개시시간을 측정하기 위하여 대상자에게 전극을 부착한 상태에서 실험자의 구호에 따라 선 자세에서 체간을 전방으로 굴곡하도록 하고, 그 다음 원래 자세로 되돌아 오도록 지시하였다. 각각 모두 5번 수행하고, 측정 간에 피로를 방지하기 위하여 충분한 휴식시간을 제공하였다.
- 동원패턴을 확인하기 위한 개시시간의 측정은 근전도 자료를 수집하기 시작한 후 2초간을 기초선 기간으로 정하고, 2초 동안에 수집한 근전도 신호를 전파정류(full‐wave rectify) 과정을 거친 후, 기초선 기간 중 Lee16의 방법에 따라 500ms의 기초선을 설정하고 그것의 평균에 2SD를 초과하는 값을 역치로 설정하였으며 40ms 이상 지속하는 경우를 개시시간으로 측정하였다. 역치를 초과하는 지점은 Acqknowledge 3.
- Hodge와 Bui22는 컴퓨터에 기초한 알고리듬 계산 방식으로 근전도의 개시시간을 측정하는 방법이 정확하다고 개시시간을 측정하는 여러 방법을 비교하여 입증하였다. 본 연구에서는 Lee15의 방법에 따라 500ms의 기초선을 설정하고 그것의 평균에 2SD을 초과하는 값을 역치로 설정하였으며 40ms 이상 지속하는 경우를 개시시간으로 측정하였다.
- 체간 전방굴곡과 신전시 선택된 근육의 근전도 신호의 기록 및 신호처리를 위하여 표면 근전도 MP150WSW (BIOPAC System Inc. CA, USA)을 사용하였다. 표면근전도의 전극은 Ag/AgCl Meditrace electrode (KendallⓇ, Canada)를 사용하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 건강한 20대 성인 남녀 30명(남 15명, 여 15명)을 연구 대상으로 하며, 상지와 하지에 선천적인 기형이나 신경, 근골격근의 결함이 없고, 최근 6개월 동안 외과적 질환이 없는 자로 선정하였다. 또한 체간 전방굴곡의 전체 가동범위에 이상이 없는 자로 하였으며 실험을 실시하기 전 연구의 목적과 방법에 대해 모든 대상자에게 충분히 설명한 후 자발적인 동의를 얻었다.
- 본 연구에 참여한 대상자는 남, 여 각각 15명으로 총 30명이며 연령은 평균 23.13세, 키는 평균 167.07cm, 몸무게는 평균 58.67kg이였다(Table 1).
- CA, USA)을 사용하였다. 표면근전도의 전극은 Ag/AgCl Meditrace electrode (KendallⓇ, Canada)를 사용하였다. 수집된 표면근전도 아날로그 신호는 MP150 system으로 보내져 디지털 신호로 바뀐 다음, 개인용 컴퓨터에서 Acqknowledge 3.
데이터처리
- 속도는 빠른 것과 느린 속도를 연습하게 한 후 그 중간 정도의 편안한 속도로 체간을 굴곡하게 하였다. 5번 반복한 자료 값 중 최대, 최소값을 뺀 나머지 3개의 값의 평균을 산출하여 근 수축 개시시간의 대표값을 산출하였다.
- 본 연구에서는 건강한 20대 대상자 30명(남 15명, 여 15명)을 대상으로 4개 근육의 개시시간을 측정하였으며 수집된 자료들은 동원패턴을 파악하기 위하여 동원순서를 빈도로 나타내고 이를 x2검정으로 분석하고 유의수준 α=0.05로 설정하였다.
성능/효과
- 가장 빈도가 높은 순서를 조사한 결과 척추기립근은 3순위 동원이 53.3%로 가장 높고, 대둔근은 4순위가 36.7%로 가장 높고, 외측 슬괵근과 내측 슬괵근은 1순위로 각각 56.7%, 43.3%로 빈도가 가장 높았고 유의한 차이가 있었다(p<0.05)(Table 2).
- 가장 빈도가 높은 순으로 조사한 결과 척추기립근은 3순위 동원이 43.3%로 같이 가장 높고, 대둔근은 4순위로 36.7%로 가장 높고, 외측 슬괵근과 내측 슬괵근은 1순위로 각각 43.3%, 46.7%로 빈도가 가장 높았고 유의한 차이가 있었다(Table 4)(p<0.05).
- Thomas26는 체간 굴곡의 초기 운동패턴 분석에서 남자는 요추에서 여자는 고관절에서 많은 양의 운동이 일어난다고 하였으며 이를 근육의 강도(stiffness)의 관점에서 분석하였다. 본 연구의 결과는 남녀 모두 슬괵근이 가장 먼저 수축하여 고관절의 운동이 먼저 일어난 것으로 생각되며 척추기립근과 대둔근의 개시시간에는 순서에 차이가 있었지만이 연구의 결과로 남녀간의 운동패턴 차이를 입증할 수는 없었다. 근육의 동원 순서로 운동순서를 예측할 수는 있지만 전적으로 운동량의 많고 적음과 근육의 동원 순서는 일치하지 않을 수도 있을 것으로 사료된다.
- 슬괵근이 다른 근육보다 먼저 수축하는 것은 다른 연구결과와12,13 일치하지만 대둔근과 척추기립근의 동원 순서는 약간의 차이를 보였다. 본 연구의 결과로 볼 때 슬괵근이 여성에서는 더 우세한 것으로 사료된다. 남녀간의 차이는 체격조건의 차이 즉 골반의 형태 혹은 각 근육의 유연성 차이 또는 습관적 운동 패턴의 차이 때문인지는 명확하지가 않다.
- Leinonen 등12은 L1‐2사이에 전극을 부착하였고 본 연구에서는 L3 극돌기 옆에 부착하였다. 위의 결과 차이가 전극의 부착부위차이인지 아니면 개인의 체형이나 개인의 굴곡 패턴의 차이인지는 확실치가 않다. Thomas26는 체간 굴곡의 초기 운동패턴 분석에서 남자는 요추에서 여자는 고관절에서 많은 양의 운동이 일어난다고 하였으며 이를 근육의 강도(stiffness)의 관점에서 분석하였다.
- 는 선자세에서 고관절 신전에서 내측 슬괵근 척추기립근 대둔근 순으로 근 수축이 발생한다고 하여 신전의 패턴이 다름에도 불구하고 같은 근 동원 순서를 보였다. 위의 결과를 종합해 볼 때 개방성에서의 고관절 신전과 폐쇄성에서의 고관절 신전에서 차이가 없음을 알 수 있다.
- 남자와 여자의 경우 척추기립근과 대둔근의 동원순서에서 차이를 보이고 있다. 즉 여자는 척추기립근 대둔근 순으로 동원되는데 비하여 남자의 경우는 대둔근이 척추기립근보다 먼저 수축하는 경향을 보였다.
후속연구
- 남녀간에는 척추기립근과 대둔근 사이에서 동원순서에 차이가 있기 때문에 임상적으로 활용 시 이 차이를 고려하여야 하며, 이 차이가 어떤 요인에 의한 것인지는 앞으로 좀 더 연구되어야 할 것이다.
- 본 연구의 결과는 일상생활이나 산업장에서 몸을 숙이거나 물건을 들어 올리는 등의 동작에서 근육의 동원순서를 정상적으로 유지함으로써 정상적인 운동패턴을 유도 요부 손상을 미연에 방지 할 수 있고, 요통 등 요추 골반 리듬에 변화를 줄 수 있는 손상이나 질환의 경우에 평가나 치료에 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
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