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문제 정의
- 본 연구는 PFPS 환자에 대한 무릎뼈 테이핑이 VL에 대한 VMO의 근활성비와 VMO와 VL의 근전도 개시 시간 차이를 확인하기 위한 단일군 전후실험설계(one group pre-post study design)이다.
- 본 연구는 PFPS 환자에게 무릎뼈 테이핑을 적용하여 VL에 대한 VMO의 근활성비와 VMO와 VL의 근전도 개시시간 차이를 확인하기 위해 실시한 단일군 전후실험설계였다. 연구결과 중재에 따라 계단오르기와 내려오기 시 VL에 대한 VMO의 근활성비는 유의한 차이가 있었지만, VMO와 VL의 근전도 개시시간 차이는 유의하지 않았다.
- 본 연구는 PFPS 환자에게 무릎뼈 테이핑을 적용하여 계단보행 시 VL에 대한 VMO의 근활성비와 VMO와 VL의 근전도 개시시간 차이에 미치는 영향을 확인하고자 하였다.
- 그러므로 PFPS 환자에게 무릎관절의 기능 향상은 단순히 VMO 와 VL의 근활성도를 증가시키는 것보다 두 근육의 균형을 확인할 수 있는 근활성비와 근전도 개시시간을 평가하는 것이 중요할 것이다. 본 연구는 VMO의 근활성 감소와 개시시간 지연을 나타내는 PFPS 환자에게 무릎뼈 테이핑을 적용하였으며, VMO의 선택적 활성을 통해 근활성비와 근전도 개시시간에 영향을 미치는지를 확인하고자 하였다.
- 본 연구에서 무효약 테이핑은 무효약 효과를 통제하기 위해 실시하였으며, 단순한 무릎부위 테이핑이 넙다리네갈래근의 근활성에 대한 영향과 무릎뼈 정렬에 직접적 연관이 있는지를 확인하고자 하였다. 그러나 본 연구에서 무효약 테이핑은 VMO의 근활성과 근전도 개시시간에 영향을 미치지 못하였다.
제안 방법
- 계단보행 시 연구대상자는 편안한 보행을 위해 운동화를 신었으며, 중재의 순서에 따른 영향을 배제하기 위해 중재의 적용은 제비뽑기를 통해 무작위로 결정하였다. 무릎뼈 테이핑이나 무효약 테이핑 부착 후 정상 피부감각 상태로 돌아올 수 있도록 5 분간의 휴식을 취하였으며, 휴식 후 다음 중재를 실시하였다.
- 근육의 활동을 측정하기 위해 16 채널 표면근전도 (MyoSystem 1400A, Noraxon Inc., 미국) 시스템을 사용하였으며, 계단보행 시 근전도 신호를 동조하기 위해 풋스위치(Inline Foot Contact Sensor, Noraxon Inc., 미국)를 사용하였고, 원근전도(raw EMG)의 신호 저장과 처리를 위해 MyoResearch XP master edition 1.06 소프트웨어(Noraxon Inc., 미국)를 사용하였다. 근전도 신호의 표본 추출률(sampling rate)은 1000 Hz였고, 대역통과(band-pass) 필터는 20~500 Hz를 사용하였다.
- , 1998). 넙다리네갈래근의 최대수의등척성수축은 무릎관절을 60도 굽힘 상태로 발목에 묶인 끈에 대해 최대 등척성 폄을 실시하는 동안 측정하였다. 측정의 시작을 알리는 5초간의 비퍼소리 동안 환자는 최대 강도의 힘을 발휘할 수 있도록 수축력을 증가시켰으며, 5 초 중 처음과 뒤 1초씩을 제외하고 가운데 3 초를 가지고 분석하였다.
- 둘째, 중재에 따른 계단보행 시 VMO와 VL의 근전도 개시시간 차이를 검증한다.
- 계단보행 시 연구대상자는 편안한 보행을 위해 운동화를 신었으며, 중재의 순서에 따른 영향을 배제하기 위해 중재의 적용은 제비뽑기를 통해 무작위로 결정하였다. 무릎뼈 테이핑이나 무효약 테이핑 부착 후 정상 피부감각 상태로 돌아올 수 있도록 5 분간의 휴식을 취하였으며, 휴식 후 다음 중재를 실시하였다. 연구대상자는 계단까지 두 걸음에 도달할 수 있는 1.
- 측정의 시작을 알리는 5초간의 비퍼소리 동안 환자는 최대 강도의 힘을 발휘할 수 있도록 수축력을 증가시켰으며, 5 초 중 처음과 뒤 1초씩을 제외하고 가운데 3 초를 가지고 분석하였다. 세 번의 시기 중 가장 높은 평균값을 해당 근육의 MVIC 값으로 결정하였다.
- 수집된 근전도 자료는 근활성도 측정 시 완파정류(full wave rectification) 후 50 ms의 제곱평균제곱근(root mean square)을 이용하여 평활화하였다(Burden, Trew, & Baltzopoulos, 2003).
- 근전도 측정의 검사대상 다리는 무릎넙다리통증이 있는 다리였으며, 두 번째 계단을 오를 때와 첫 번째 계단을 내려올 때 검사대상 다리를 사용하도록 교육받았다. 자료를 수집하기 전 연구대상자가 계단보행에 익숙할 수 있도록 최소한 5회 이상 연습을 실시하였으며, 측정은 3번의 수행을 통해 얻어진 근전도값을 이용하여 분석하였다.
- 첫째, 중재에 따른 계단보행 시 VL에 대한 VMO의 근활성비를 검증한다.
- 넙다리네갈래근의 최대수의등척성수축은 무릎관절을 60도 굽힘 상태로 발목에 묶인 끈에 대해 최대 등척성 폄을 실시하는 동안 측정하였다. 측정의 시작을 알리는 5초간의 비퍼소리 동안 환자는 최대 강도의 힘을 발휘할 수 있도록 수축력을 증가시켰으며, 5 초 중 처음과 뒤 1초씩을 제외하고 가운데 3 초를 가지고 분석하였다. 세 번의 시기 중 가장 높은 평균값을 해당 근육의 MVIC 값으로 결정하였다.
- 공통기준전극(common reference electrode)은 실험을 실시하는 발의 종아리뼈 머리에 부착하였다. 측정자는 도수근력검사를 통해 전극의 부착이 정확하게 이루어졌는지 확인하였으며, 교차대화가 발생하지 않도록 하였다. 계단보행 시 근전도 신호를 표준화하여 근활성도를 측정하기 위해 %최대수의등척성수축(maximal voluntary isometric contraction, MVIC) 방법을 사용하였다(Cram et al.
- 테이프는 피부보호를 위해 피부와 닿는 부위는 부드러운 감촉이 있는 5 cm 두께의 저알러지 테이프(nitrea, NITTO DENKO, Japan)를 사용하였으며, 무릎뼈 재정렬을 위해 장력이 매우 강한 면테이프(ZONAS ® Athletic tape, JOHNSON & JOHNSON, USA)를 덧붙여 교정하였다.
대상 데이터
- 5 m 떨어진 위치에서 분당 96걸음의 비율로 보행을 실시하였다(Cowan, Bennell, Hodges, Crossley, & McConnell, 2001). 계단의 규격은 한국표준과학연구소에서 제시하고 있는 폭 90 cm, 깊이 28 cm, 높이 18 cm의 계단을 사용하였다. 근전도 측정의 검사대상 다리는 무릎넙다리통증이 있는 다리였으며, 두 번째 계단을 오를 때와 첫 번째 계단을 내려올 때 검사대상 다리를 사용하도록 교육받았다.
- VMO와 VL의 전극은 넙다리뼈의 장축에 각각 55도와 15도의 경사를 이룬다(Kim & Song, 2010). 공통기준전극(common reference electrode)은 실험을 실시하는 발의 종아리뼈 머리에 부착하였다. 측정자는 도수근력검사를 통해 전극의 부착이 정확하게 이루어졌는지 확인하였으며, 교차대화가 발생하지 않도록 하였다.
- 이상의 결과로 PFPS 환자에게 무릎뼈 테이핑 적용은 VMO의 선택적 근활성 증가를 위해 적절할 것으로 생각되며, 지속적 테이핑 적용을 통한 효과를 확인하여야 할 것이다. 본 연구는 비사고성 무릎넙다리 관절의 장애를 가지고 있는 환자를 대상으로 진행하였다. 그러나 PFPS는 여러 가지 병인과 넙다리네갈래근의 상대적 근활성비나 시간의 불균형 등의 세부그룹으로 나뉠 수 있을 것이다.
- 본 연구에 참여한 연구대상자의 나이는 평균 23.9세였으며, 체중은 53.7 kg, 신장은 161.5 cm였다. 무릎 넙다리통증의 유병기간은 평균 12.
- 본 연구의 대상은 PFPS로 진단받은 사람 중 현재 의학적 중재를 받지 않는 환자이며, 표본크기는 G Power 3.1을 이용하여 구하였다. 효과크기 f=.
- 80일 때 표본수 15명으로 연구전 구하였다. 본 연구의 대상은 퇴행성관절염의 가능성을 배제하기 위해 16~40 세의 여성이었으며, 앞무릎 통증등급이 80 이하인 자 중 장시간 앉은 자세, 계단보행, 쪼그려 앉기, 뛰기, 무릎꿇기, 그리고 점프 중 2 가지 이상의 동작에서 6 개월 이내에 한 번 이상 앞무릎 통증을 경험한 자를 대상으로 하였다. 그리고 본 연구의 배제기준은 무릎관절을 수술한 자, 무릎뼈의 아탈구나 탈구 병력을 가진 자, 손상된 다리의 무릎뼈 중간 둘레가 정상쪽 다리와 비교하여 관절 삼출이 5% 이상인 자, 허리에 신경학적 문제로 척수 연관통이 발생하는 자, 그리고 근-힘줄 손상을 받은 자였다.
- 연구대상자는 계단까지 두 걸음에 도달할 수 있는 1.5 m 떨어진 위치에서 분당 96걸음의 비율로 보행을 실시하였다(Cowan, Bennell, Hodges, Crossley, & McConnell, 2001).
- 본 연구는 자료수집 전 연구자의 소속대학 연구윤리위원회의 승인을 받았으며, 연구대상자는 본 연구에 대해 충분히 설명받았고, 연구 참여 동의서에 직접 서명한 후 실험에 참여하였다. 연구대상자는 중재에 따른 근활성 측정을 실시하기 전 현재의 통증상태를 파악하기 위해 앞무릎 통증등급(anterior knee pain scale, AKPS)(Kujala et al., 1993)을 평가 받았다. 무릎뼈 테이핑은 McConnell 기법을 사용하여 무릎뼈가 안쪽 미끄러짐이 일어날 수 있도록 테이프를 무릎에 견고히 부착하였다(McConnell, 1986).
- , 2011), 계단보행 시작 전 200 ms 동안 발생하는 평균 근전도 신호보다 3 표준편차를 초과하는 신호가 25 ms 이상 발생되는 시간을 연산하였다(Boling, Bolgla, Mattacola, Uhl, & Hosey, 2006). 전극(T246H, 바이오프로테크, 한국)은 저알러지 겔이 포함된 접착력이 있는 은/염화은 전극으로 전도성 영역의 직경은 1 cm이였으며, 전극간 거리는 2 cm이었다. VMO의 전극은 무릎뼈 위안쪽면으로 2 cm에 부착하였으며, VL의 전극은 넙다리뼈의 중앙선을 기준으로 무릎뼈 가쪽 3~5 cm에 부착하였다(Cram, Kasman, & Holtz, 1998).
- 효과크기 f=.80, 유의 수준 α=.05, 검정력=.80일 때 표본수 15명으로 연구전 구하였다.
데이터처리
- 계단보행 시 PFPS 환자의 중재에 따른 VL에 대한 VMO의 근활성비와 VMO와 VL의 근전도 개시시간 차이를 비교하기 위해 일요인 반복측정분산분석 (one-way repeated ANOVA)을 이용하여 분석하였다. 모델은 한 개의 대상내 요인(무릎뼈 테이핑, 무효약 테이핑, 테이핑 비적용)이었으며, 대상내 요인의 유의한 차이는 Bonferroni법을 이용하여 다중비교 하였다.
- 계단보행 시 PFPS 환자의 중재에 따른 VL에 대한 VMO의 근활성비와 VMO와 VL의 근전도 개시시간 차이를 비교하기 위해 일요인 반복측정분산분석 (one-way repeated ANOVA)을 이용하여 분석하였다. 모델은 한 개의 대상내 요인(무릎뼈 테이핑, 무효약 테이핑, 테이핑 비적용)이었으며, 대상내 요인의 유의한 차이는 Bonferroni법을 이용하여 다중비교 하였다. 통계적 유의성을 검정하기 위해 유의수준은 .
이론/모형
- 측정자는 도수근력검사를 통해 전극의 부착이 정확하게 이루어졌는지 확인하였으며, 교차대화가 발생하지 않도록 하였다. 계단보행 시 근전도 신호를 표준화하여 근활성도를 측정하기 위해 %최대수의등척성수축(maximal voluntary isometric contraction, MVIC) 방법을 사용하였다(Cram et al., 1998). 넙다리네갈래근의 최대수의등척성수축은 무릎관절을 60도 굽힘 상태로 발목에 묶인 끈에 대해 최대 등척성 폄을 실시하는 동안 측정하였다.
- , 1993)을 평가 받았다. 무릎뼈 테이핑은 McConnell 기법을 사용하여 무릎뼈가 안쪽 미끄러짐이 일어날 수 있도록 테이프를 무릎에 견고히 부착하였다(McConnell, 1986). 테이프는 피부보호를 위해 피부와 닿는 부위는 부드러운 감촉이 있는 5 cm 두께의 저알러지 테이프(nitrea, NITTO DENKO, Japan)를 사용하였으며, 무릎뼈 재정렬을 위해 장력이 매우 강한 면테이프(ZONAS ® Athletic tape, JOHNSON & JOHNSON, USA)를 덧붙여 교정하였다.
- 모델은 한 개의 대상내 요인(무릎뼈 테이핑, 무효약 테이핑, 테이핑 비적용)이었으며, 대상내 요인의 유의한 차이는 Bonferroni법을 이용하여 다중비교 하였다. 통계적 유의성을 검정하기 위해 유의수준은 .05로 정하였고, 구형성가정을 위반하였을 때에는 Greenhouse-Geisser 수정을 적용하였다. 자료는 상용통계프로그램인 윈도우 SPSS 12.
성능/효과
- 본 연구에서 계단보행 시 VL에 대한 VMO의 근활성비는 중재에 따라 통계적으로 유의하였다. 계단오르기 시 무릎뼈 테이핑은 무효약 테이핑과 테이핑 비 적용보다 유의하게 증가했지만, 계단내려오기 시에는 테이핑 비적용보다만 유의하게 컸다. 본 연구를 통해 무릎뼈 테이핑은 VMO의 상대적 근활성 증가로 VL에 대한 VMO의 근활성비를 증가시켰으며, 이로 인해 무릎관절 안쪽의 안정성을 향상시켰을 것으로 생각한다.
- 계단오르기 시 중재에 따른 VL에 대한 VMO의 근 활성비는 통계적으로 유의하였으며(F=48.015 p<.000), 무릎뼈 테이핑이 테이핑 비적용이나 무효약 테이핑보다 근활성비가 유의하게 증가하였다.
- 본 연구는 PFPS 환자의 VMO와 VL의 근불균형이 통증에 직접적인 영향을 미쳤는지에 대해서는 확인하지 못했지만, 무릎뼈 테이핑이 PFPS 환자의 VL에 대한 VMO의 근활성비를 증가시킬 수 있으며, 치료적 운동을 효과적으로 보조할 수 있는 중재라는 것은 확인할 수 있었다.
- 계단오르기 시 무릎뼈 테이핑은 무효약 테이핑과 테이핑 비 적용보다 유의하게 증가했지만, 계단내려오기 시에는 테이핑 비적용보다만 유의하게 컸다. 본 연구를 통해 무릎뼈 테이핑은 VMO의 상대적 근활성 증가로 VL에 대한 VMO의 근활성비를 증가시켰으며, 이로 인해 무릎관절 안쪽의 안정성을 향상시켰을 것으로 생각한다. Ng(2005)는 넙다리네갈래근에 대한 피로 후 무릎뼈 테이핑을 적용하였으나 무효약 테이핑이나 테이핑 비적용과 근전도 개시시간 차이를 확인하지 못했다.
- Ng(2005)는 넙다리네갈래근에 대한 피로 후 무릎뼈 테이핑을 적용하였으나 무효약 테이핑이나 테이핑 비적용과 근전도 개시시간 차이를 확인하지 못했다. 본 연구에서도 무릎뼈 테이핑은 무효약 테이핑이나 테이핑 비적용과 개시시간 차이에 유의한 차이가 없었으며, 무릎뼈 테이핑 적용 후에도 개시시간 차이는 계단오르기 시 16.09 ms와 계단내려오기 시 11.53 ms로 VMO가 VL보다 늦게 개시되었다. 이처럼 본 연구가 Ng(2005)의 연구와 같이 VMO의 개시시간을 변화시키지 못한 것은 단기간의 적용이 VMO의 시간적 특성을 변화시키기에는 너무 짧았을 것으로 생각되며, 지속적 적용을 통해 VMO의 개시시간 변화를 확인하여야 할 것으로 생각한다.
- 본 연구는 PFPS 환자에게 무릎뼈 테이핑을 적용하여 VL에 대한 VMO의 근활성비와 VMO와 VL의 근전도 개시시간 차이를 확인하기 위해 실시한 단일군 전후실험설계였다. 연구결과 중재에 따라 계단오르기와 내려오기 시 VL에 대한 VMO의 근활성비는 유의한 차이가 있었지만, VMO와 VL의 근전도 개시시간 차이는 유의하지 않았다.
후속연구
- 이처럼 본 연구가 Ng(2005)의 연구와 같이 VMO의 개시시간을 변화시키지 못한 것은 단기간의 적용이 VMO의 시간적 특성을 변화시키기에는 너무 짧았을 것으로 생각되며, 지속적 적용을 통해 VMO의 개시시간 변화를 확인하여야 할 것으로 생각한다. 그러나 본 연구에서 무릎뼈 테이핑이 개시시간 변화에 영향을 주지는 않았지만, 무릎뼈 테이핑 적용이 통증 완화에 효과적이라는 증거는 많으며, 임상가들은 통증을 발생시키지 않은 상태에서 재활프로그램을 수행하고자 할 것이다.
- 그러나 PFPS는 여러 가지 병인과 넙다리네갈래근의 상대적 근활성비나 시간의 불균형 등의 세부그룹으로 나뉠 수 있을 것이다. 앞으로의 연구에서는 PFPS를 병인이나 증상과 징후에 따라 분류하거나 VMO와 VL의 활성패턴이나 개시시간의 차이에 따라 환자를 분류하여 평가하는 것이 PFPS를 치료하는 임상가에게 유용하게 활용될 것이다.
- 이상의 결과로 PFPS 환자에게 무릎뼈 테이핑 적용은 VMO의 선택적 근활성 증가를 위해 적절할 것으로 생각되며, 지속적 테이핑 적용을 통한 효과를 확인하여야 할 것이다. 본 연구는 비사고성 무릎넙다리 관절의 장애를 가지고 있는 환자를 대상으로 진행하였다.
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