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문제 정의
- 본 연구에서는 동적 균형 능력을 평가하는 기능적 팔 뻗기 시 각 구간에 따른 앞정강근과 장딴지근의 근활성도의 차이를 알아보고자 하였다. 정상 노인 48명을 대상으로 안정된 지면과 불안정한 지면에서 기능적 팔 뻗기를 수행하여 지면과 구간에 따른 두 근육의 근 활성도를 비교 분석 하였다.
- 이에 본 연구는 낙상과 관련이 큰 동적 균형 평가도구인 기능적 팔뻗기 검사를 이용하여 안정된 지면과 불안정한 지면에서 발목관절과 관련이 큰 앞정강근과 장딴지근의 근활성도를 비교 분석하여 여러 낙상예방프로그램 개발의 기초 자료를 얻고자 한다.
제안 방법
- 실험대상자가 측정도구와 수평으로 가능한 한 앞쪽으로 뻗치도록 지시한다. 0, 15, 20, 25cm를 막대 자에 표시하여 각 cm에 해당되는 만큼 팔 뻗기를 진행 하였다. 각 표시간격에 따라 10초씩 유지하며 팔 뻗기를 진행 하였다.
- 0, 15, 20, 25cm를 막대 자에 표시하여 각 cm에 해당되는 만큼 팔 뻗기를 진행 하였다. 각 표시간격에 따라 10초씩 유지하며 팔 뻗기를 진행 하였다. 25cm이상 팔 뻗기가 가능한 경우, 10초 동안 유지할 수 있는 지점에 표시 하였다.
- 앞정강근과 장딴지근에 표면전극을 부착하여 10초씩 유지하는 각각의 5개의 구간 동안 근전도의 실효치진폭 (Root Mean Square, RMS)값을 이용하여 이때 나타나는 하지근육의 활성도를 측정하였다. 근 활성도의 오차를 줄이기 위하여 각각의 구간에 처음 3초와 마지막 2초를 제외한 5초 동안의 평균값을 분석하였다.
- 본 연구에서 사용한 표면 근전도 신호에 대한 피부 저항을 감소시키기 위해 체모와 각질을 제거하고, 의료용 알코올 솜으로 청결하게 세척하고 완전하게 마른 후에 전극 배치를 하였다. 전극의 부착 부위는 양쪽 앞 앞정강근과 장딴지근에 최대 저항을 줄 수 있는 자세를 취한 후 최대로 수축시켜 가장 활성화되는 부위인 근복(musle belly)에 근육의 방향과 평행하게 부착하였다.
- 불안정한 지지대 위에서 실험을 진행하기 위해 쿠션이 있는 매트(가로-18cm 세로-35cm) 두 개를 제작하여 양 발을 올려놓은 상태로 이전과 같은 방법으로 실험을 진행하였다.
- 전극의 부착 부위는 양쪽 앞 앞정강근과 장딴지근에 최대 저항을 줄 수 있는 자세를 취한 후 최대로 수축시켜 가장 활성화되는 부위인 근복(musle belly)에 근육의 방향과 평행하게 부착하였다. 앞정강근과 장딴지근에 표면전극을 부착하여 10초씩 유지하는 각각의 5개의 구간 동안 근전도의 실효치진폭 (Root Mean Square, RMS)값을 이용하여 이때 나타나는 하지근육의 활성도를 측정하였다. 근 활성도의 오차를 줄이기 위하여 각각의 구간에 처음 3초와 마지막 2초를 제외한 5초 동안의 평균값을 분석하였다.
- 어깨관절(shoulder joint)은 90º굽힘하고 팔꿉관절(elbow joint)은 완전 신전 하고 손을 쫙 편 상태로 벽에 닿지 않도록 하였다.
- 어깨높이로 벽에 붙여진 cm가 표시된 쇠자를 사용하여, 실험대상자가 가까이 서도록 하였다. 어깨관절(shoulder joint)은 90º굽힘하고 팔꿉관절(elbow joint)은 완전 신전 하고 손을 쫙 편 상태로 벽에 닿지 않도록 하였다.
- 본 연구에서는 동적 균형 능력을 평가하는 기능적 팔 뻗기 시 각 구간에 따른 앞정강근과 장딴지근의 근활성도의 차이를 알아보고자 하였다. 정상 노인 48명을 대상으로 안정된 지면과 불안정한 지면에서 기능적 팔 뻗기를 수행하여 지면과 구간에 따른 두 근육의 근 활성도를 비교 분석 하였다.
대상 데이터
- 이 연구의 제한점으로는 기능적 팔뻗기 검사를 한 방향으로만 동적 안정성을 측정한다는 것이다. 또한 기능적 팔 뻗기시 체간의 회전만으로도 기능적 팔뻗기 검사값이 증가하는데 본 연구에서는 체간 회전의 움직임을 제한하지 못하였고, 장애가 있거나 균형능력이 떨어지는 노인이 아닌 25cm 이상 기능적 팔 뻗기가 가능한 균형능력이 좋은 노인만을 대상으로 하였다. 노인들을 낙상의 위험 요인에 두는 많은 활동들은 외측 방향으로의 움직임과 안정성 한계 밖으로의 움직임을 포함하므로 앞으로의 연구에서는 기능적 팔 뻗기 검사에서 미치는 요인들을 사전에 충분히 고려하여 실험하고 그 대상과 수행방법에 대한 더욱 많은 연구가 이뤄져야 할 것이다.
- 본 연구는 2011년 6월 20일~7월 20일까지 광주광역시 소재 B노인건강타운을 이용하여 연구 참여에 동의한 사람 60세 이상의 노인 99명 중 선정기준에 해당하는 남성노인 24명, 여성노인 24명, 전체 48명을 무작위로 선정하여 연구에 동의를 구한 후 진행하였다. 대상자 선정시 기준은 자립 보행과 기능적 팔 뻗기 시 25cm이상 가능하고 어깨관절(shoulder joint) 굴곡이 90º이상 가능하며, 하지 관절에 수술 경험이 없고 균형 유지 능력에 영향을 주는 약물을 복용하지 않는 자로 한정하였다.
- 표본추출률(sampling rate)은 1000Hz로 하였으며, 대역통과(band-pass) 필터는 20~500Hz로 설정하였다. 전극은 직사각형 모양의 이극표면전극인 TSD150B 를 사용하였다.
데이터처리
- 0을 이용하여 통계처리 하였다. 실험대상자의 일반적인 특성은 기술통계를 실시하였으며, 기능적 팔 뻗기 시 안정된 지면과 불안정한 지면에 따른 각 구간별 앞정강근과 장딴지근의 근활성도 비교는 반복측정분산분석을 실시하였다. 모든 통계학적 유의성을 검증하기 위해 유의수준 α는 0.
이론/모형
- 근전도 측정은MP-150 (biopac, 미국)을 사용하였으며, 수집된 자료의 개인용 컴퓨터와 연동하여 근전도 소프트웨어 Acknowledge을 사용하였다. 표본추출률(sampling rate)은 1000Hz로 하였으며, 대역통과(band-pass) 필터는 20~500Hz로 설정하였다.
성능/효과
- 기능적 팔 뻗기시 안정된 지면과 불안정한 지면에서 앞정강근과 장딴지근의 근활성도를 비교 결과 두 근육 모두 지면에서 유의한 차이를 나타내지 않았다. 이러한 결과는 Shumway-Cook와 Woollacott25은 안정성이 다른 지면에서 균형 감각을 측정하여 고유수용성 감각이 균형 조절에 미치는 영향을 살펴본 연구에서 지면이 불안정 할수록 균형능력이 유의하게 감소하다고 하였다.
- 본 연구에서 기능적 팔 뻗기 수행 시 앞정강근과 장딴지근의 근 활성도 비교 한 결과는 유의한 차이를 보였다. 기능적 팔뻗기 시 장딴지근이 앞정강근 보다 구간이 길어질수록 높은 근 활성도를 나타내었다. 이러한 결과는 Woo 등29이 균형 유지시 활동하는 근육은 안정 기립 시 장딴지근이 주로 활성화 된다고 하였으며, 앞정강근은 신체가 뒤쪽으로 동요가 발생할 때 작용하여, 장딴지근의 경우체 중심이 앞으로 움직일 때 많이 활성화 된다고 보고하였던 것과 같이 기능적 팔 뻗기 시 점차 체중심이 앞으로 이동하면서 장딴지근이 주로 활성화 되는 결과를 보였다.
- 이러한 결과는 Woo 등29이 균형 유지시 활동하는 근육은 안정 기립 시 장딴지근이 주로 활성화 된다고 하였으며, 앞정강근은 신체가 뒤쪽으로 동요가 발생할 때 작용하여, 장딴지근의 경우체 중심이 앞으로 움직일 때 많이 활성화 된다고 보고하였던 것과 같이 기능적 팔 뻗기 시 점차 체중심이 앞으로 이동하면서 장딴지근이 주로 활성화 되는 결과를 보였다. 또한 불안정한 지면에서는 기능적 팔 뻗기 구간이 점차 길어질수록 앞정강근의 근활성도가 증가한 것으로 나타났으며 이는 팔뻗기 구간이 길어 질수록 신체 동요가 더욱 크게 발생하여 앞정강근과 장딴지근이 함께 자세 균형유지에 기여 하며 이는 균형능력이 좋을수록 발목관절의 배측굴곡을 하는 앞정강근의 근력을 높아야 하는 것으로 생각된다.
- 본 연구는 65세 이상 남성노인 24명, 여성노인 24명을 대상으로 균형능력이 좋은 노인의 기능적 팔 뻗기 검사 시 지면에 따른 앞정강근과 장딴지근의 근활성도를 비교 분석하기 위하여 표면 근전도를 이용하여 연구한 결과 안정된 지면과 불안정한 지면에 따른 기능적 팔 뻗기 시 안정된 지면과 불안정한 지면 모두 장딴지근에 높은 근활성도를 보였으며 구간이 길어질수록 장딴지근의 근활성도가 더욱 증가되는 것으로 나타났다. 따라서 향후 이러한 자료들은 노인들의 낙상프로그램 개발 등과 관련한 연구에서 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
- 본 연구에서 기능적 팔 뻗기 수행 시 앞정강근과 장딴지근의 근 활성도 비교 한 결과는 유의한 차이를 보였다. 기능적 팔뻗기 시 장딴지근이 앞정강근 보다 구간이 길어질수록 높은 근 활성도를 나타내었다.
- 안정된 지면과 불안정한 지면 모두에서 주효과 검정에 근육에 따른 변화에서 유의한 차이가 있었으며(p<0.05), 구간에 따른 변화에서도 유의한 차이가 있었다(p<0.05).
- 앞정강근과 장딴지근 모두 주효과 검정에서 구간에는 유의한 차이가 있었다(p<0.05).
후속연구
- 또한 기능적 팔 뻗기시 체간의 회전만으로도 기능적 팔뻗기 검사값이 증가하는데 본 연구에서는 체간 회전의 움직임을 제한하지 못하였고, 장애가 있거나 균형능력이 떨어지는 노인이 아닌 25cm 이상 기능적 팔 뻗기가 가능한 균형능력이 좋은 노인만을 대상으로 하였다. 노인들을 낙상의 위험 요인에 두는 많은 활동들은 외측 방향으로의 움직임과 안정성 한계 밖으로의 움직임을 포함하므로 앞으로의 연구에서는 기능적 팔 뻗기 검사에서 미치는 요인들을 사전에 충분히 고려하여 실험하고 그 대상과 수행방법에 대한 더욱 많은 연구가 이뤄져야 할 것이다. 또한 실험 대상자의 평균 나이가 60대와 70대가 대부분으로 80대에 실험 대상자가 부족하였다.
- 본 연구는 65세 이상 남성노인 24명, 여성노인 24명을 대상으로 균형능력이 좋은 노인의 기능적 팔 뻗기 검사 시 지면에 따른 앞정강근과 장딴지근의 근활성도를 비교 분석하기 위하여 표면 근전도를 이용하여 연구한 결과 안정된 지면과 불안정한 지면에 따른 기능적 팔 뻗기 시 안정된 지면과 불안정한 지면 모두 장딴지근에 높은 근활성도를 보였으며 구간이 길어질수록 장딴지근의 근활성도가 더욱 증가되는 것으로 나타났다. 따라서 향후 이러한 자료들은 노인들의 낙상프로그램 개발 등과 관련한 연구에서 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
- 이 연구의 제한점으로는 기능적 팔뻗기 검사를 한 방향으로만 동적 안정성을 측정한다는 것이다. 또한 기능적 팔 뻗기시 체간의 회전만으로도 기능적 팔뻗기 검사값이 증가하는데 본 연구에서는 체간 회전의 움직임을 제한하지 못하였고, 장애가 있거나 균형능력이 떨어지는 노인이 아닌 25cm 이상 기능적 팔 뻗기가 가능한 균형능력이 좋은 노인만을 대상으로 하였다.
- 또한 실험 대상자의 평균 나이가 60대와 70대가 대부분으로 80대에 실험 대상자가 부족하였다. 추후 연구에서는 다양한 연령을 맞추어 비교 실험한다면 또 다른 유의한 변화가 있을 것으로 생각된다.
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