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문제 정의
- 그러므로 본 연구는 네발기기 자세에서 안정화 운동들을 행하는 동안 체간 근육들의 활성도를 알아보고, 자세 변화에 따른 근육활성의 차이를 비교하여 네발기기에서 행하는 척추 안정화를 위한 바람직한 자세를 선택하는데 필요한 자료를 제공하기 위한 것이다.
- 본 연구는 네발기기 자세에서 실시하는 안정화 운동의 자세 변화에 따른 체간근육들의 활동을 분석하였다. 자세 변화에 따른 체간근육들의 활동은 심부 국소 근육들의 활동을 비롯하여 대근육들의 활동도 상당히 높은 수준을 유지하였다.
제안 방법
- 15 근전도 신호의 표본추출률(sampling rate)은 2.048 Hz로 설정하였고, 주파수 대역폭(bandpass)을 50 Hz∼1 KHz로 설정하여 필터링하였다.
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더하여 다열근은 주로 긴장성 섬유(tonic fiber)인 Type I 섬유로 구성되어 있고,32 긴장성 섬유들은 MVC의 30～40% 정도에서 수축하기 때문에 근육들의 긴장성 기능을 회복하기 위해서는이 정도의 근수축이 필요하다고 하였다.33 그리고 근력 강화를 위해서는 1RM(Repetition Maximal)에 MVC의 60～100% 정도의 훈련강도를 추천하였고, 근지구력을 높이기 위해서는 MVC의 60% 이하의 강도와 반복 횟수를 12번 이상 하는 것을 추천하였다.
- 각 근육들의 활동전위 표준화를 위해 도수 저항과 함께 최대 수의적 수축(maximum voluntary contractions, MVC)을 생성할 수 있는 자세에서 실시하였다. 5초간 측정한 근수축 중 3초 동안의 측정된 근육활동을 평균하여 MVC를 산출하였다. 복직근은 체간의 굴곡, 복횡근/내복사근은 체간을 굴곡하면서 동측으로 체간을 회전, 외복사근은 체간을 굴곡하면서 반대측으로 체간을 회전하여 측정하였다.
- 각 근육들의 활동전위 표준화를 위해 도수 저항과 함께 최대 수의적 수축(maximum voluntary contractions, MVC)을 생성할 수 있는 자세에서 실시하였다. 5초간 측정한 근수축 중 3초 동안의 측정된 근육활동을 평균하여 MVC를 산출하였다.
- 대상자와 측정 기구의 위치에 대한 기준을 잡기 위해 바닥에 표시를 하였다. 각각의 자세를 10초간 실시하고, 처음 3초와 마지막 3초를 제외한 4초 동안 측정된 근육의 신호량을 자료 분석에 사용하였다.
- 을 알아보기 위한 근전도 연구들은 다양하나 네발기기 자세에서 안정화 운동들을 실시하는 동안 체간 근육들의 활동 대한 연구는 부족한 실정이다. 그리하여 본 연구에서는 근전도를 이용하여 네발기기 자세에서 안정화 운동들을 실시하는 동안 체간 근육들의 활동 수준을 분석하였다. 그 결과, 네발기기 자세에서 오른쪽 팔 들어 올리기(자세 1), 왼쪽 다리 들어 올리기(자세 2), 오른쪽 팔과 왼쪽 다리 들어 올리기(자세 3) 를 실시한 운동에서 자세 1에서 3으로 진행할수록 모든 체간 근육의 활성도가 높아졌다.
- 더하여 Danneels 등31은 요추 다열근에 대한 표면 근전도 사용에서 높은 신뢰도를 증명하였다. 그리하여 본 연구에서는 다열근의 활동수준을 알아보기 위해 요추 5번에 위치한 다열근에 표면 근전도를 사용하였다.
- 네발기기 자세에서 척추 안정화 운동을 수행하는 동안 복횡근/내복사근, 복직근, 외복사근, 다열근의 근육활동을 측정하기 위해서 FlexComp InfinitiTM (Thought Technology Ltd., 캐나다) 근전도를 사용하였다. 표면 근전도 신호에 대한 피부저항을 감소시키기 위해서 과도한 털은 면도하여 제거하고 가는 사포로 2∼3회 문질러 피부 각질층을 제거한 후, 소독용 알코올로 피부를 깨끗이 하였다.
- 이는 네발기기에서 실시하는 안정화 운동이 대근육들과 심부 국소 근육들을 모두 활성화시킬 수 있는 운동이라는 것을 보여준다. 또한 대상자들의 상태에 따라 근활성도를 점진적으로 증가하는 방법으로 네발기기자세에서 팔들기, 다리들기, 팔과 다리들기로 진행할 것을 추천한다. 척추 근육의 활성도는 팔과 다리의 작은 움직임에도 달라지기 때문에 특정 근육의 선택적인 운동을 위한 연구가 계속되어야 할 것으로 사료된다.
- 실험 전 운동 방법에 대해 다음과 같이 교육을 실시하였다. 모든 대상자들은 네발기기자세에서 시선은 바닥을 향하고 어깨와 귀가 수평을 이룬 상태에서 손목은 어깨 아래, 무릎은 엉덩이 아래 놓이게 하여, 중립적인 척추의 위치를 유지하도록 교육하였다. 중립적인 척추의 위치는 완전한 신전과 평평한 척추 사이의 약 반 정도에 맞추었다.
- 복직근은 체간의 굴곡, 복횡근/내복사근은 체간을 굴곡하면서 동측으로 체간을 회전, 외복사근은 체간을 굴곡하면서 반대측으로 체간을 회전하여 측정하였다. 복직근, 복횡근/내복사근, 외복사근은 누운 자세에서 도수의 저항에 대항하여 한번 측정한 다음 앉은 자세에서도 측정하여,6 더 높은 신호량을 표준화하였다. 다열근은 엎드린 자세에서 체간을 신전하여 측정하였다.
- 5초간 측정한 근수축 중 3초 동안의 측정된 근육활동을 평균하여 MVC를 산출하였다. 복직근은 체간의 굴곡, 복횡근/내복사근은 체간을 굴곡하면서 동측으로 체간을 회전, 외복사근은 체간을 굴곡하면서 반대측으로 체간을 회전하여 측정하였다. 복직근, 복횡근/내복사근, 외복사근은 누운 자세에서 도수의 저항에 대항하여 한번 측정한 다음 앉은 자세에서도 측정하여,6 더 높은 신호량을 표준화하였다.
- 048 Hz로 설정하였고, 주파수 대역폭(bandpass)을 50 Hz∼1 KHz로 설정하여 필터링하였다. 수집된 근전도 신호는 실효치(root mean square, RMS) 값으로 처리하여 분석하였다.
- 17 자세 1은 네발기기 자세에서 오른쪽 팔만 어깨 높이까지 들어 올리고, 자세 2는 네발기기 자세에서 왼쪽 다리를 어깨 높이까지 들어 올리고, 자세 3은 오른쪽 팔과 왼쪽 다리를 동시에 어깨 높이까지 들어올렸다(Figure 1). 연속적인 측정으로 인해 발생할 수 있는 근피로를 최소화하기 위해서 각 자세에 따른 운동 후 2분간 휴식을 취하도록 하였다. 대상자와 측정 기구의 위치에 대한 기준을 잡기 위해 바닥에 표시를 하였다.
대상 데이터
- 본 연구의 대상자는 연구 목적과 방법에 대한 설명을 들은 후, 실험 참여에 자발적으로 동의한 건강한 성인 남자 21명을 대상으로 실시하였다. 연구대상자의 평균 연령은 25.
데이터처리
- 본 연구는 네발기기 자세에서 실시하는 3가지 자세 변화에 따른 각 근육들의 활동 차이를 비교하기 위하여 일원배치분산분석(one way ANOVA)을 하였고, 사후 검정은 Scheffe의 다중 비교 분석을 실시하였다. 통계적 유의성을 검정하기 위해 유의 수준 α=0.
성능/효과
- 그리하여 Arokoski 등15은 요추 2번과 요추 5번에 위치한 다열근을 대상으로 근육내 근전도와 표면 근전도 사이에 상관성을 연구하였다. 그 결과 요추 2번과 요추 5번에 위치한 다열근의 %MVC의 상관계수가 r=0.928, 0.950으로 높은 상관성을 보였다. 더하여 Danneels 등31은 요추 다열근에 대한 표면 근전도 사용에서 높은 신뢰도를 증명하였다.
- 그리하여 본 연구에서는 근전도를 이용하여 네발기기 자세에서 안정화 운동들을 실시하는 동안 체간 근육들의 활동 수준을 분석하였다. 그 결과, 네발기기 자세에서 오른쪽 팔 들어 올리기(자세 1), 왼쪽 다리 들어 올리기(자세 2), 오른쪽 팔과 왼쪽 다리 들어 올리기(자세 3) 를 실시한 운동에서 자세 1에서 3으로 진행할수록 모든 체간 근육의 활성도가 높아졌다. 이는 기저면이 조금씩 감소하면서 균형을 유지하는데 더 많은 어려움을 겪게 되어 자세 조절에 많은 역할을 하는 관절, 근육, 심부 조직의 기계적 수용기들에서 대뇌 피질로 전달하는 고유 수용성 감각의 정보가 많아져서 상대적으로 체간 근육들의 근활성이 높아지는 것으로 사료된다.
- 네발기기자세에서 오른쪽 팔 들어 올리기(자세 1), 왼쪽 다리 들어 올리기(자세 2), 오른쪽 팔과 왼쪽 다리 들어 올리기(자세 3)로 진행할수록 모든 근육의 근활동은 증가하였다. 그러나 통계학적으로는 왼쪽 복횡근/내복사근, 오른쪽 복직근, 왼쪽과 오른쪽 외복사근의 활동은 유의한 차이가 없었고, 오른쪽 복횡근/내복사근 왼쪽 복직근 그리고 양측 다열근에서는 자세 사이에서 유의한 차이를 보였다. 오른쪽 복횡근/내복사근과 왼쪽 복직근 그리고 오른쪽 다열근에서는 자세 1과 자세 3에서 유의한 차이를 보였으며, 왼쪽 다열근은 모든 자세 사이에서 유의한 차이가 있었다.
- 이는 네발기기 자세에서 복부 장기들이 앞쪽으로 이동하여 심부 복부 근육이 신장되어 있는 상태11에서 불균형한 사지의 움직임에 의해 가해진 하중이 근육의 신장 수용기에 더 많은 피드백을 주어 복횡근/내복사근의 운동신경원의 흥분을 증가시켜 척추의 안정성을 유지하기 위한 것으로 사료된다. 또한, 척추의 안정성을 증가시키기 위해 요구되는 복횡근과 다열근 같은 국소 근육의 힘은 MVC의 25% 정도라고 하였다.11 본 연구에서 복횡근/내복사근의 활동은 모든 운동에서 25% MVC 미만으로 나타났으므로 재활 초기에 복횡근의 기능 회복을 위해 실시할 수 있는 운동이라 사료된다.
- 이러한 결과는 상지와 반대측 하지를 들어 올리는 자세에서 반대측 하지 쪽 외복사근의 활동이 높게 나타난 연구들12,25의 결과와 일치한다. 본 연구에서 외복사근은 복횡근/내복사근에 비해 상대적으로 높은 근활동을 보였다. 이는 운동의 난이도가 높아질수록 동측과 반대측 사지들을 들어 올리면서 발생하는 척추의 회전을 조절하고,26 중립적인 척추의 위치를 유지하는데12,22 외복사근이 더 많은 수축을 하기 때문인 것으로 사료된다.
- 최근의 선행 연구들22,23에서도 Marshall과 Murphy13의 연구를 바탕으로 표면 근전도를 이용하여 안정화 운동을 하는 동안 복횡근/내복사근의 활성도를 함께 측정하였다. 본 연구의 오른쪽 복횡근/내복사근의 활동은 자세 1에서 13.13%, 자세 3에서 24.89%를 보였으며, 자세 1과 자세 3은 유의한 차이를 보였다. Gresswell 등24은 사지의 균형을 저해하는 외적 하중은 체간근의 활동을 증가시키고, 이것은 척추의 안정성을 유지하는데 기여한다고 하였다.
- 그러나 통계학적으로는 왼쪽 복횡근/내복사근, 오른쪽 복직근, 왼쪽과 오른쪽 외복사근의 활동은 유의한 차이가 없었고, 오른쪽 복횡근/내복사근 왼쪽 복직근 그리고 양측 다열근에서는 자세 사이에서 유의한 차이를 보였다. 오른쪽 복횡근/내복사근과 왼쪽 복직근 그리고 오른쪽 다열근에서는 자세 1과 자세 3에서 유의한 차이를 보였으며, 왼쪽 다열근은 모든 자세 사이에서 유의한 차이가 있었다.
후속연구
- 또한 대상자들의 상태에 따라 근활성도를 점진적으로 증가하는 방법으로 네발기기자세에서 팔들기, 다리들기, 팔과 다리들기로 진행할 것을 추천한다. 척추 근육의 활성도는 팔과 다리의 작은 움직임에도 달라지기 때문에 특정 근육의 선택적인 운동을 위한 연구가 계속되어야 할 것으로 사료된다.
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