본 연구는 다운증후군을 가진 아동($9{\sim}12$세) 9명을 대상으로 12주간의 근력, 평형성, 보행 동작 훈련이 보행과 관련된 운동학적 특성에 미치는 효과를 규명하는 것이다. 근력, 평형성, 보행의 변화를 관찰하기 위해서 훈련이 시작되어 12주가 경과한 시점에서 사전 검사와 동일한 방법으로 보행의 운동학적 변인을 측정하였다. 보행의 운동학적 특성은 3차원 영상분석법을 통하여 산출하였다. 12주간의 근력, 평형성, 보행훈련 후에 골반의 회전이 감소하였으며, 무릎과 엉덩 관절의 굴곡이 증가하였으며, 다리를 스윙할 때 엉덩관절의 외전이 감소하였다. 또한, 분당 보폭 수가 증가하였으며 보폭은 감소하였다. 결론적으로 다운증후군 아동들은 12주간의 근력, 평형성, 보행훈련 후에 보행의 운동학적 변인이 향상되었다.
본 연구는 다운증후군을 가진 아동($9{\sim}12$세) 9명을 대상으로 12주간의 근력, 평형성, 보행 동작 훈련이 보행과 관련된 운동학적 특성에 미치는 효과를 규명하는 것이다. 근력, 평형성, 보행의 변화를 관찰하기 위해서 훈련이 시작되어 12주가 경과한 시점에서 사전 검사와 동일한 방법으로 보행의 운동학적 변인을 측정하였다. 보행의 운동학적 특성은 3차원 영상분석법을 통하여 산출하였다. 12주간의 근력, 평형성, 보행훈련 후에 골반의 회전이 감소하였으며, 무릎과 엉덩 관절의 굴곡이 증가하였으며, 다리를 스윙할 때 엉덩관절의 외전이 감소하였다. 또한, 분당 보폭 수가 증가하였으며 보폭은 감소하였다. 결론적으로 다운증후군 아동들은 12주간의 근력, 평형성, 보행훈련 후에 보행의 운동학적 변인이 향상되었다.
The purpose of this study were to investigate the effects of muscle, balance and walking training on muscle, balance and gait kinematics in children with Down syndrome. Nine children ($9{\sim}12$ years old) with Down syndrome participated in this study. The participant with Down syndrome ...
The purpose of this study were to investigate the effects of muscle, balance and walking training on muscle, balance and gait kinematics in children with Down syndrome. Nine children ($9{\sim}12$ years old) with Down syndrome participated in this study. The participant with Down syndrome participated in muscle, balance and walking training for 12 weeks, three times a week Kinematic variables of gait were measured 3-dimentional motion capture system. The results indicated that the pelvis rotation decreased, the knee and hip flexion increased, decreased leg sway during the swing phase, the cadence increased, and the stride length decreased after the muscle, balance and walking training. In conclusion, Down syndrome's gait kinematic variables improved after the muscle, balance and walking training.
The purpose of this study were to investigate the effects of muscle, balance and walking training on muscle, balance and gait kinematics in children with Down syndrome. Nine children ($9{\sim}12$ years old) with Down syndrome participated in this study. The participant with Down syndrome participated in muscle, balance and walking training for 12 weeks, three times a week Kinematic variables of gait were measured 3-dimentional motion capture system. The results indicated that the pelvis rotation decreased, the knee and hip flexion increased, decreased leg sway during the swing phase, the cadence increased, and the stride length decreased after the muscle, balance and walking training. In conclusion, Down syndrome's gait kinematic variables improved after the muscle, balance and walking training.
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문제 정의
본 연구는 다운증후군을 가진 아동(9~12세) 9명을 대상으로 12주간의 근력, 평형성, 보행 동작 훈련이 보행과 관련된 운동학적 특성에 미치는 효과를 규명하는 것이다. 연구결과, 12주간의 근려 평형성, 보행훈련 후에 골반의 회전이 감소하였으며, 무릎과 엉덩관절의 굴곡이 증가하였으며, 다리를 스윙할 때 엉덩관절의 외전이 감소하였다.
본 연구의 목적은 근력, 평형성, 보행 동작 훈련이 다운증후군 아동 보행의 운동학적 특성에 미치는 효과를 규명하는 것이다.
제안 방법
실시하였다. 12주가 경과한 시점에서 사전 검사와 동일한 방법으로 사후 검사를 실시하였다.
근력 훈련은 발목 중량, 덤벨, 바벨 및 웨이트 머신을이용하여 실시하였으며, 각 종목별 반복 회수는 근력을 발달시킬 수 있는 강도인 10~ 15RM(repetition maximum)으로 설정하였다 윗몸일으키기와 하이퍼익스텐션 운동은 운동 특성상 매 운동에서 근피로 지점까지 동작을 반복하는 방식으로 3세트 실시하였다.
근력 훈련은 보행과 관련된 근육을 강화시키기 위해 하지 근육 강화 훈련 6종목과 복근 및 척추기립근 강화훈련 2종목, 총 8가지 종목으로 구성하였다. 근력 훈련 종목과 종목별로 사용되는 근육군은<표 2>와 같다.
근력 훈련의 운동 순서는 근피로를 감안하여 반복되는 근육군을 피하여 실시하였다(운동 순서의 예 : 스쿼트 - 윗몸일으키기 - 레그 컬 - 엉덩 내전 — 레그익스텐션 -> 하이퍼익스텐션 — 엉덩 외전 — 토 레이즈). 운동 강도의 증가는 중량(무게), 반복 회수 및 세트 수를 증가시켰다.
보행 시 진행 방향의 앞쪽과 뒤쪽에 각각 3대의 비디오카메라를 설치 후 보행 동작 전에 통제점 틀을 촬영하고 통제점 틀을 제거한 후 통제점 틀 공간 내에서 보행 동작을 실시하였다.
보행 훈련은 트레드밀 위에서 일주일에 3번 12주간 실시하였다. 운동시간은 처음에는 10분부터 시작하여 점진적으로 시간을 증가시키고, 운동 강도는 처음에는 천천히 시작하다가 점진적으로 속도를 증가시켰다(Carmeli, Kessel, Coleman & Ayalon, 2002).
연구 대상자를 선정한 후 사전 검사를 실시하였으며, 사전 검사 후에 근력, 평형성, 보행 훈련을 실시하였다. 12주가 경과한 시점에서 사전 검사와 동일한 방법으로 사후 검사를 실시하였다.
이 공식에 의해 결정된 1RM을 기준으로 하여 10~ 15RM에 해당하는 무게를 결정한 후에서 제시한 방법으로 근력 훈련을 실시하였다.
이 연구자들은 근력 훈련의 점증 과부하 원리를 이용하여 연구 대상자의 발목에 중량을 달아서 근육들이 수축하고 이완할 때 추가로 감각 피드백을 제공하였다. 사전과 사후 검사 결과 이동 능력과 평형성 그리고 이동 동안에 사용되는 특정 근육군의 근력이 증가되었음을 보고하였다.
평형성 향상 훈련은 일주일에 3번 12주간 실시하였다. 실시 항목으로는 30cm 너비의 균형로(Balance beam) 를 걸어가게 하였다.
대상 데이터
본 연구의 연구 대상자는 다운증후군을 가진 남자 아동(9~12세) 9명으로 훈련 및 교육이 가능한 아동들이다. 부모, 학교장과 담당의사의 실험 참가 동의를 얻었으며, 연구위원회 (Institutional Review Board) 의 승인을 얻어서 본 연구를 수행하였다.
이들의 신체적 특성은과 같다 다운증후군 아동들의 운동학적 자료를 비교하기 위해서 정상 아동 7명의 보행 자료를 동일한 실험 조건 하에서 수집하였다.
이들의 신체적 특성은<표 1>과 같다 다운증후군 아동들의 운동학적 자료를 비교하기 위해서 정상 아동 7명의 보행 자료를 동일한 실험 조건 하에서 수집하였다. 정상 아동들의 나이는 13.1±2.7세, 신장은 159.4±7.9cm, 체중은 43.6±5.2kg이다.
데이터처리
본 연구의 통계 처리는 Window용 SPSS(Version 11.0) 프로그램을 이용하여 훈련을 독립변인으로 하는 종속 티검증(paired samples t-test)을 실시하였으며, 가설 검증을 위한 유의 수준은 a=.O5로 설정하였다.
영상으로 촬영된 자료의 분석은 Kwon 3d 운동 동작 분석 프로그램(ver 3.1, 비솔 광명)을 사용하였다.
이론/모형
엉덩 관절 중심은 Tylkowsky 방식 (Tylkowsky, Simon & Mansour, 1982)을 사용하여 계산하였다. 무릎과 발목 관절의 중심은 Midpoint 방식을 사용하여 계산하였다.
우앞꿈치 (Toe) 에 부착하였다. 엉덩 관절 중심은 Tylkowsky 방식 (Tylkowsky, Simon & Mansour, 1982)을 사용하여 계산하였다. 무릎과 발목 관절의 중심은 Midpoint 방식을 사용하여 계산하였다.
성능/효과
그 결과, 12주간의 근력훈련은 발목 배측굴곡과 저측굴곡 모멘트에는 영향을 미치지 않았으나, 내측 회전 모멘트에서외측 회전모멘트로 바뀌는 타이밍과 외측 회전 모멘트최대값이 나타나는 타이밍이 정상보행에 가까워졌다. 결론적으로 12주간의 근력훈련은 다운증후군의 근력을향상시키고 보행 패턴의 타이밍을 향상시켰다고 보고하였다.
또한, 분당 보폭수가 증가하였으며 보폭은 감소하였다. 결론적으로 다운증후군 아동들은 12주간의 근력, 평형성, 보행훈련 후에 보행의 운동학적 변인이 향상되었다.
또한; 임 비오, 윤재만, 정철수, 신인식 및 권영후(2006)은 다운증후군 아동의 보행에 영향을 주는 12주간의 근력 훈련이 보행과 자세를 조절하는데 중요한 부위인 발목 관절에 작용하는 회전력에 미치는 영향을 규명하였다. 그 결과, 12주간의 근력훈련은 발목 배측굴곡과 저측굴곡 모멘트에는 영향을 미치지 않았으나, 내측 회전 모멘트에서외측 회전모멘트로 바뀌는 타이밍과 외측 회전 모멘트최대값이 나타나는 타이밍이 정상보행에 가까워졌다. 결론적으로 12주간의 근력훈련은 다운증후군의 근력을향상시키고 보행 패턴의 타이밍을 향상시켰다고 보고하였다.
2°를 배측굴곡/저측굴곡의 범위라고 밝혔다. 다운증후군 보행은 정상 보행에 비해서 발목 락커 구간에서의 배측굴곡의 감소와 발이 지면에 떨어질 때의 저측굴곡의 감소로 인해 저측굴곡/배측굴곡 움직임이 평균적으로 감소되었다. 본 연구의 결과에서 나타난 바와 같이 다운증후군 보행에서 나타나는 비정상적인 발목 락커(발목 배즉굴곡의 제한는 첫째, 타 이 트 한 아킬레스 건(편평 착지 원인), 둘째 인대 불안정으로 인한 발목 불안정, 셋째, 저긴장성 근육과 인대의 탄성 요인 비정상(저측굴곡근의 신장성 수축시 기계적 에너지 저장에 영향)으로 인해 발생된다(Cioni, Cocilovo, Rossi, Paci & Valle, 2001).
다운증후군 아이들은 12주간의 근력, 평형성, 보행 훈련 후에 보행속도가 증가하였는데, 이는 보폭 및 보행 시간의 감소로 인한 것이며 분당 보폭수의 증가를 가져왔다<;표 4>. 보행속도와 관련된 선행연구에서 Bleakley(1995)는 0.
또한, 와에서다운증후군 아동들은 정상아동 및 훈련 전에 비해 12 주간의 근력, 평형성, 보행 훈련 후에 엉덩 관절의 최대외측 회전의 감소로 인하여 엉덩 회전 운동범위가 유의하게 감소하였다(p<.05).
또한, 최대 외전의 감소로 인하여 발목 관절의 내전/외전 운동 범위가 유의하게 감소하였다(p<05).
<표 4>에서 12주간의 근력, 평형성, 보행 훈련 후에 분당 보폭수 및 보행속도는 유의하게 증가하였으며 (p<.05), 보폭 및 보행시간은 유의하게 감소하였다 (p<.O5).
이와 관련하여 한동기(2002)는 보행과 관련된 근육군을강화시키기 위한 6가지 근력 훈련 종목(스쿼트, 레그컬, 레그 익스텐션, 토 레이즈, 윗몸 일으키기, 하이퍼익스텐션)을 점증부하의 원리를 적용하여 총 8주간 주당 3회, 10-15RM, 3세트 실시하였다. 연구 결과, 다운증후군 아동 및 청소년들은 비교적 짧은 근력 훈련 기간에도 불구하고 활보장(stride length)이 증가하고 신체 중심이 위 . 아래로 변위가 줄어든 것으로 보아 보행의 안정성이 증가하였다고 보고하였다.
연구결과, 12주간의 근려 평형성, 보행훈련 후에 골반의 회전이 감소하였으며, 무릎과 엉덩관절의 굴곡이 증가하였으며, 다리를 스윙할 때 엉덩관절의 외전이 감소하였다. 또한, 분당 보폭수가 증가하였으며 보폭은 감소하였다.
와에서 다운증후군 아동들은 정상 아동 및 훈련 전에 비해 12주간의 근력, 평형성, 보행 훈련 후에 골반의 최대회전 운동범위는 감소하였다(p<.05).
와에서 다운증후군 아동들은 정상 아동 및 훈련 전에 비해 12주간의 근력, 평형성, 보행 훈련 후에 무릎 관절의 최대 굴곡 움직임의 증가로 인하여 무릎 관절의 운동범위는 유의하게 증가하였다(p<.05),
와에서 다운증후군 아동들은 정상 아동 및 훈련 전에 비해 12주간의 근력, 평형성, 보행 훈련 후에 엉덩 관절의 굴곡 움직임의 증가와 신전 움직임의 감소로 인하여 엉덩 굴곡/선전 운동범위는 유의하게 감소하였다(p<.05).
이상의 연구에서 보행 시간은 단축되고 보행 속도는 증가하였으며 근력, 평형성, 보행 훈련의 효과로 인하여 보행의 운동학적 변인이 훈련 12주 후에 효과적으로 변화하였는데, 이것은 노인이나 뇌졸증 그리고 파킨슨씨병 환자와 마찬가지로 다운증후군 아동과 청소년들의 신체 재활이나 건강유지 프로그램의 일부분으로 근력, 평형성, 보행 훈련을 포함시켜야 한다는 것을 의미한다. 결국, 다운증후군 아이들의 보행을 향상시키기 위해서는 근력강화 훈련뿐만 아니라 보행에 중요한 영향을 미치는 동적 평형성 향상 훈련, 그리고 실제 보행 동작 훈련이 포함되어야 한다.
후속연구
본 연구를 수행하는 과정에서 가진 연구의 제한점은정신지체 등급별로 나누어 연구를 수행할 수 없었다는 것이다. 다운증후군 아동은 정신지체 등급별로 개인차가 많은데 계획대로 섭외할 수 없었으며, 훈련시키는 데에도 많은 어려움을 겪었다.
본 연구에 이은 후속연구로는 정신지체 등급별로 더 많은 다운증후군의 자료를 획득하여 데이타베이스화 할 필요가 있으며, 보행속도에 영향을 미치는 엉덩굴곡근및 엉덩신전근 파워와 엉덩과 몸통에 의해 발생되는 보상 메카니즘, 그리고 근력, 평형성, 보행 훈련 후에 변화되는 관절의 모멘트 및 지면반력에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 판단된다.
이상의 선행 연구 결과와 제안 점에 비추어 볼 4 다운증후군 아이들의 보행을 향상시키기 위해서는 보행 중에 중요하게 작용하는 근육 강화훈련 뿐만 아니라 보행에 중요한 영향을 미치는 평형성 향상 훈련, 그리고 실제 보행 동작 훈련의 필요성이 대두되었다.
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