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문제 정의
- 이렇듯 저항속도에 따른 등속성 운동에 대한 근력이나 근지구력의 향상이나 저항운동 등으로 인한 근 두께의 향상에 관한 연구들은 활발하게 이루어져 왔으나 저항속도에 따른 근 두께의 향상에 대한 연구와 넙다리네갈래근을 이루고 있는 각각의 근육들의 근 두께와의 관련한 연구들은 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 정상인의 넙다리네갈래근을 대상으로 저항속도에 따른 등속성 운동이 넙다리네갈래근의 근수행력과 근두께에 미치는 영향을 분석하고자 한다.
제안 방법
- 180°/sec 부하속도에서 시행하는 그룹은 5번 반복횟수로 3세트 시행하였다.
- 60°/sec 부하 속도에서 시행하는 그룹은 5번 반복횟수로 3세트 시행하였다.
- 60°/sec 부하속도에서는 최대 힘으로 5회 측정, 180°/sec 부하 속도에서는 5회 측정, 300°/sec 부하 속도에서는 26회 측정하였다.
- 각 그룹의 등속성 근력, 근파워, 근지구력의 변화를 살펴보기 위하여 측정을 운동 실시 전, 3주, 6주 단위로 등속성운동기(Biodex System 4, Biodex medical systems, 미국)를' 이용하여 측정하였다.
- 300°/sec 부하속도에서 시행하는 그룹은 26번 반복횟수로 3세트 시행하였다. 각 세트당 휴식 시간은 1분으로 하였으며, 운동은 대상자들의 비우세측 하지로 적용하였다. 총 훈련기간은 6주간이었으며, 주 3회 시행하였다.
- 근수행력의 측정 항목으로는 최대회전력(peak torque), 평균파워(average power), 총일량(total work)으로 하였다.
- 다른 신체부위가 골반 및 운동에 영향을 미치지 않고 측정의 정확성을 위해 넙다리 부위와 가슴 부위를 고정한 후 하퇴부 길이와 조정축의 길이를 조정하여 발목 부위를 묶어 고정하였다.
- 대상자는 무릎관절 중심으로 저항속도를 0～90°/sec까지로 하여 폄 및 굽힘 운동을 실시하였다.
- 대상자는 무릎관절 중심으로 저항속도를 0～90°/sec까지로 하여 폄 및 굽힘 운동을 실시하였다. 무릎관절이 과도하게 구부러지거나 펴지지 않도록 운동범위 한계 조정 장치를 조절하였다.
- 운동 전 대상자는 약 10분간의 휴식을 취하고 2분 정도 주위 걷기를 시행한 후 본 운동인 등속성 운동을 시행하였다.
- 각 세트당 휴식 시간은 1분으로 하였으며, 운동은 대상자들의 비우세측 하지로 적용하였다. 총 훈련기간은 6주간이었으며, 주 3회 시행하였다.
- 측정방법은 대상자를 등속성운동기에 앉힌 다음 무릎관절의 중심점이 동력계(dynamometer) 회전축과 일치하도록 테이블과 등받이를 이용하여 조정하였다.
- 측정시 충분한 양의 초음파용 겔을 도포한 후 피부에 수직으로 유지한 채 적절한 영상이 획득될 정도의 최소한의 압박을 조심스럽게 가하면서 측정하였다.
- 측정시 대상자가 기기의 생소감이나 거부감을 줄이기 위해서 예비 운동을 3회 실시한 후 측정하였고, 최대로 운동을 실시하도록 구두로 대상자 옆에서 독려하였다.
- 측정은 무릎을 굽힌 상태에서 시작하여, 무릎을 편후 다시 굽혀 제자리에 왔을 때를 1회 운동으로 하였다.
대상 데이터
- 본 연구의 대상자는 운동선수 등 경험이 없는 일반 건강한 남자 대학생 21명을 선발하여 실험 동의서에 서명을 받은 후 연구를 실시하였다. 모든 대상자들은 무작위로 저항속도에 따라 60°/sec 부하 속도 훈련군, 180°/sec 부하 속도 훈련군, 300°/sec 부하 속도 훈련군에 각각 7명씩 배정하였으며, 대상자들의 일반적 특성은 통계적으로 차이가 없는 것으로 나타났다(Table 1).
- 측정 부위는 무릎뼈 상연에서 위앞엉덩뼈가시(anterior superior iliac spine)까지 측정된 길이의 5～73% 범위 중에 넙다리곧은근 73%, 가쪽넓은근 39%, 안쪽넓은근 22% 지점에서 외과용 펜으로 표시한 다음 초음파 변환기를 적용하여 영상을 획득하였다.
데이터처리
- 대상자들의 일반적 특성에 대한 비교는 Kruskal-Wallis 검정을 실시하였으며, 각 측정항목들의 시간에 따른 그룹 간 변화 차이에 대한 검정은 반복측정분산분석(repeated measures ANOVA)을 실시하였다.
이론/모형
- 넙다리네갈래근 구조를 측정하기 위해 초음파 영상 수집을 진단용 초음파 영상 장치 SONOACE 6000C(MEDISON, 대한민국)를 사용하였다. 이 장치의 주파수 변조 범위는 7.
- 운동 전 대상자는 약 10분간의 휴식을 취하고 2분 정도 주위 걷기를 시행한 후 본 운동인 등속성 운동을 시행하였다. 부하속도의 기준은 Brown19이 제시한 등속성 장비를 이용한 무릎관절 측정 프로토콜을 이용하였다. 60°/sec 부하 속도에서 시행하는 그룹은 5번 반복횟수로 3세트 시행하였다.
성능/효과
- 그룹별 가쪽넓은근 두께의 변화는 반복측정분산분석결과 시간과 그룹 간 교호작용은 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타나 시간에 따른 그룹 간 체중당 가쪽넓은근 두께의 변화양상은 다른 것으로 나타났다(F4,36=4.69, p<0.05).
- 60°/sec 부하속도 훈련군에서 가장 급격히 증가하였고, 180°/sec 부하속도 훈련군도 3주에서 점자적으로 증가하여 6주에 급격히 증가하는 양상을 보였으나 300°/sec 부하속도 훈련군은 증가하는 경향이 완만하여 변화의 폭이 상대적으로 작은 양상을 보였다.
- 본 연구에서는 건강한 남자 대학생의 넙다리네갈래근을 대상으로 한 저항속도에 따른 등속성 훈련은 저항속도에 관계없이 최대회전력, 평균파워, 총일량과 같은 근수행력을 모두 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 그러나 근 두께의 변화에 있어서는 넙다리네갈래근 중에서 넙다리곧은근과 안쪽넓은근은 저항속도에 관계없이 모두 근 두께를 향상시키나 가쪽넓은근에서는 저속도의 부하속도 등속성 훈련만이 근 두께를 현저하게 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 이 연구를 통해 나타난 결과들은 향후 임상에서 무릎 질환을 가진 환자들의 등속성 훈련에 있어서 근 기능 향상을 위한 목적뿐만 아니라 넙다리네갈래근을 이루고 있는 각각의 개별적 근육에 따라서 저항속도를 조절하는 데 있어서 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
- 그룹별 넙다리곧은근 두께의 변화는 반복측정분산분석결과 시간과 그룹 간 교호작용은 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타나 시간에 따른 그룹 간 체중당 넙다리곧은근 두께의 변화양상은 같은 것으로 나타났다.
- 그룹별 안쪽넓은근 두께의 변화는 반복측정분산분석결과 훈련기간과 그룹 간 교호작용은 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타나 훈련기간에 따른 그룹 간 체중당 최대회전력의 변화양상은 같은 것으로 나타났다.
- 넙다리네갈래근 중에서넙다리곧은근과 안쪽넓은근은 저속과고속의 저항속도 훈련 모두 근 두께를 향상시키지만 가쪽넓은근은 저속도의 저항속도 훈련에서만 근 두께가 많이 향상되는 것을 알 수 있었다.
- 모든 대상자들은 무작위로 저항속도에 따라 60°/sec 부하 속도 훈련군, 180°/sec 부하 속도 훈련군, 300°/sec 부하 속도 훈련군에 각각 7명씩 배정하였으며, 대상자들의 일반적 특성은 통계적으로 차이가 없는 것으로 나타났다(Table 1).
- 본 연구는 근지구력을 300°/sec의 각속도를 기준으로 하였으며, 모든 그룹에서의 운동 전, 중간, 후의 수치는 증가 되었으며, 이는 Kim30과 Jang31의 연구에서 각속도 240°/sec에서 증가하였다고 보고한 결과들과 비슷한 결과를 보였다.
- 본 연구에서는 건강한 남자 대학생의 넙다리네갈래근을 대상으로 한 저항속도에 따른 등속성 훈련은 저항속도에 관계없이 최대회전력, 평균파워, 총일량과 같은 근수행력을 모두 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 그러나 근 두께의 변화에 있어서는 넙다리네갈래근 중에서 넙다리곧은근과 안쪽넓은근은 저항속도에 관계없이 모두 근 두께를 향상시키나 가쪽넓은근에서는 저속도의 부하속도 등속성 훈련만이 근 두께를 현저하게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
- 3Nm로 증가되었다고 보고하였다. 본 연구에서는 모든 부하속도 그룹에서 최대회전력이 훈련 기간에 따라 증가하는 것으로 나타났으며, 그룹 간 차이는 없는 것으로 나타났다. Choi 등26은 60°/sec, 180°/sec 부하속도로 적용한 체중당 최대회전력은 각속도가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다고 보고하여 본 연구와 비슷한 경향을 보였으나 특이한 점은 본 연구에서는 60°/sec, 180°/sec 부하속도는 근력에 중점을 두어 같은 반복횟수로 훈련하여 60°/sec 부하속도에서 최대회전력이 좀 더 높게 증가한 경향을 보였으나 300°/sec 부하속도 훈련군도 60°/sec 부하속도 훈련군과 비슷한 증가 경향을 보였다.
- 본 연구에서도 모든 부하속도 훈련군들에서 평균파워가 상승하여 비슷한 결과를 보여, 단위 시간당 발현한 일의 양은 모든 부하속도에서 증가하는 것으로 생각된다.
- 그룹별 체중당 평균파워의 변화는 반복측정분산분석결과 다음과 같다(Table 2). 시간과 그룹 간 교호작용은 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타나 시간에 따른 그룹 간 체중당 평균파워의 변화양상은 같은 것으로 나타났다. 주효과 시간에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내어(F2,36=27.
- 시간과 그룹 간 교호작용은 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타나 시간에 따른 그룹 간 체중당 최대회전력의 변화양상은 같은 것으로 나타났다.
- 시간과 그룹 간 교호작용은 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타나 시간에 따른 그룹 간 체중당 총일량의 변화양상은 같은 것으로 나타났다.
- 저항속도에 따른 등속도 훈련이 넙다리네갈래근 두께에 미치는 영향은 본 연구에서 넙다리곧은근과 안쪽넓은근은 비슷한 경향을 보이나 가쪽넓은근에서는 다른 경향을 보이는 것으로 나타났다.
- 주효과 검정 시간에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내어(F2,36=20.03, p<0.05), 시간에 따라 모든 그룹에서 체중당 총일량이 상승한 것으로 나타났으나 주효과 그룹에서는 통계적인 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 주효과 시간에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내어(F2,36=13.39, p<0.05), 시간에 따라 모든 그룹에서 체중당 최대회전력이 상승한 것으로 나타났으나 주효과 그룹에서는 통계적인 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 주효과 시간에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내어(F2,36=16.34, p<0.05), 시간에 따라 모든 그룹에서 넙다리곧은근 두께가 상승한 것으로 나타났으나 주효과 그룹에서는 통계적인 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 주효과 시간에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내어(F2,36=25.30, p<0.05), 시간에 따라 모든 그룹에서 안쪽넓은근 두께가 상승한 것으로 나타났으나 주효과 그룹에서는 통계적인 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 주효과 시간에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내어(F2,36=27.51, p<0.05), 시간에 따라 모든 그룹에서 체중당 평균파워가 상승한 것으로 나타났으나 주효과 그룹에서는 통계적인 차이가 없는 것으로 나타났다.
후속연구
- 따라서 향후에는 좀 더 다양한 연령층 및 무릎질환이 있는 환자들에 대한 연구들이 추가적으로 이루어져야 한다고 생각된다.
- 따라서 이러한 연구 결과들은 임상에서 다양한 무릎 질환을 가진 환자들의 근 기능 향상과 관련한치료에 있어서 근력이나 근지구력 같은 요소 이외에도 넙다리네갈래근을 이루고 있는 각각의 근육에 따라 저항속도를 함께 고려해야 한다고 생각된다. 본 연구의 제한점은 대상자가 소수였으며, 건강한 젊은 남자들로 한정하였으므로, 연구의 결과를 임상에 있는 환자들에게 일반화하기 어렵다는 점이다. 따라서 향후에는 좀 더 다양한 연령층 및 무릎질환이 있는 환자들에 대한 연구들이 추가적으로 이루어져야 한다고 생각된다.
- 그러나 근 두께의 변화에 있어서는 넙다리네갈래근 중에서 넙다리곧은근과 안쪽넓은근은 저항속도에 관계없이 모두 근 두께를 향상시키나 가쪽넓은근에서는 저속도의 부하속도 등속성 훈련만이 근 두께를 현저하게 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 이 연구를 통해 나타난 결과들은 향후 임상에서 무릎 질환을 가진 환자들의 등속성 훈련에 있어서 근 기능 향상을 위한 목적뿐만 아니라 넙다리네갈래근을 이루고 있는 각각의 개별적 근육에 따라서 저항속도를 조절하는 데 있어서 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
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