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문제 정의
- 본 연구에서는 건강한 20대 젊은 남성과 여성을 대상으로 지지면 차이에 따른 안정화 운동 시 몸통의 근활성도에 미치는 변화를 알아보기 위하여 안정한 면은 매트, 불안정한 면은 에어로 스텝에서 컬업, 교각, 네발기기 자세를 적용한 중심 안정성 운동을 실시하였다. 본 연구는 지지면 차이에 따른 안정화 운동을 6주 동안 시행 하였을 때 몸통의 근활성도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보는데 연구의 목적이 있다.
- 본 연구에서는 건강한 20대 젊은 남성과 여성을 대상으로 지지면 차이에 따른 안정화 운동 시 몸통의 근활성도에 미치는 변화를 알아보기 위하여 안정한 면은 매트, 불안정한 면은 에어로 스텝에서 컬업, 교각, 네발기기 자세를 적용한 중심 안정성 운동을 실시하였다. 본 연구는 지지면 차이에 따른 안정화 운동을 6주 동안 시행 하였을 때 몸통의 근활성도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보는데 연구의 목적이 있다.
- 본 연구의 목적은 다양한 지지면에 따라 안정화 운동 시 몸통의 근활성도에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고자 한다.
제안 방법
- 네발기기 자세는 좌, 우 한 번씩 팔을 들어 올리는 것을 1회로 하여 3회 1세트, 1세트는 1분으로 하였다. 그리고 좌우 한번씩 다리를 들어 올리는 것을 1회로 하여 3회 1세트 실시하였다. 운동시간은 1분으로 한다.
- 이 측정 장비는 8채널 근전도로, 근수축의 활동전위의 평가와 재훈련을 목적으로 사용할 수 있다. 근활성도 측정을 위해 MegaWin version 2.3a 프로그램에 대상자의 나이, 키 몸무게를 입력한 후 측정 프로토콜을 설정하였다. 실험결과에 영향을 줄 수 있는 기술적 오류를 피하기 위해 측정 부위를 알코올을 이용하여 깨끗이 소독하였고, 근육의 이는곳과 닿는 곳의 가장 발달된 부위인 근복에 표면전극을 부착하였다 .
- 마지막으로 좌우 한 번씩 팔다리를 들어 올리는 것을 1회로 하여 5회 2세트, 1세트는 4분으로 한다. 끝으로 정리운동을 2분간 실시하여 운동을 마무리 하고, 모든 동작 간 휴식 시간은 30초로 하였다. 운동 시작 전에 반드시 중립위치를 찾은 후 운동을 실시하도록 하였다.
- 중립위치를 찾은 후 교각자세를 취하여 1분 유지 후 곧바로 좌우 한 번씩 다리 들어 올리는 것을 1회로 하여 4회 2세트, 1세트는 3분, 세트 간 휴식시간은 30초로 하였다. 네발기기 자세는 좌, 우 한 번씩 팔을 들어 올리는 것을 1회로 하여 3회 1세트, 1세트는 1분으로 하였다. 그리고 좌우 한번씩 다리를 들어 올리는 것을 1회로 하여 3회 1세트 실시하였다.
- 운동시간은 1분으로 한다. 마지막으로 좌우 한 번씩 팔다리를 들어 올리는 것을 1회로 하여 5회 2세트, 1세트는 4분으로 한다. 끝으로 정리운동을 2분간 실시하여 운동을 마무리 하고, 모든 동작 간 휴식 시간은 30초로 하였다.
- 본 연구의 실험에 참가하는 연구 대상자들은 본 실험에 의의를 충분히 듣고 자발적인 참여의사가 있는 사람들에게 사전 동의서를 받은 후 지지면 차이에 따른 안정화 운동을 시행하였다.
- 본 연구는 광주보건대학에 재학 중인 학생으로 실험을 충분하게 수행할 수 있는 근력과 관절가동범위에 문제가 없는 건강한 20대 젊은 남성과 여성 20명을 대상으로 하였으며, 지난 6개월 동안 병력이 없는 자로, 키와 몸무게를 측정하여 체질량지수(body mass index)가 정상체중(25kg/㎡ 이하)에 속하는 자를 대상자로 선정하였다. 선정된 대상자들의 일반적 특성, 연령, 병력, 체중, 몸무게, 몸통의 근활성도를 측정한 후 집단 간의 차이를 없애기 위하여 무작위로 실험군Ⅰ과 실험군Ⅱ로 분류하였고, 운동기간 동안 어떠한 스포츠 활동도 참여하지 않도록 하였다. 실험을 실시하기 전 대상자들에게 연구동의를 구한 후 실험을 실시 하였다.
- 3a 프로그램에 대상자의 나이, 키 몸무게를 입력한 후 측정 프로토콜을 설정하였다. 실험결과에 영향을 줄 수 있는 기술적 오류를 피하기 위해 측정 부위를 알코올을 이용하여 깨끗이 소독하였고, 근육의 이는곳과 닿는 곳의 가장 발달된 부위인 근복에 표면전극을 부착하였다 . 표면전극은 AgAgCl(electrode, 바이오프로테크, 대한민국)을 사용하였으며, 각 전극 사이의 거리는 2㎝를 유지하였다.
- 안정한 면에서 안정화 운동 그룹인 실험군Ⅰ과 불안정한 면에서 안정화 운동그룹인 실험군Ⅱ로 분류하였다. 실험군Ⅰ의 평균연령은 21.
- 운동 프로그램은 6주 동안 주 3회 실시하였으며, 1회 30분, 준비운동 2분 30초, 컬업 자세는 좌우 한 번씩 들어 올리는 것을 1회로 하여 4회 2세트, 1세트는 3분, 세트 간 휴식시간은 30초로 하였다. 중립위치를 찾은 후 교각자세를 취하여 1분 유지 후 곧바로 좌우 한 번씩 다리 들어 올리는 것을 1회로 하여 4회 2세트, 1세트는 3분, 세트 간 휴식시간은 30초로 하였다.
- 운동은 안정한 면과 불안정한 면에서 실시하였고, 안정한 면은 요가 매트에서, 불안정한 면은 Aero Step XL(size: 51" × 37" ×8", AIREX, 독일)을 사용하여 실시하였다.
- 표면전극은 AgAgCl(electrode, 바이오프로테크, 대한민국)을 사용하였으며, 각 전극 사이의 거리는 2㎝를 유지하였다. 전극 간 두 개의 전극은 근섬유 진행방향과 평행하도록 하였다. 근전도 측정을 위해 지정된 3개의 근육들과 표면전극 부착위치는 다음과 같다(표 3).
- 운동 프로그램은 6주 동안 주 3회 실시하였으며, 1회 30분, 준비운동 2분 30초, 컬업 자세는 좌우 한 번씩 들어 올리는 것을 1회로 하여 4회 2세트, 1세트는 3분, 세트 간 휴식시간은 30초로 하였다. 중립위치를 찾은 후 교각자세를 취하여 1분 유지 후 곧바로 좌우 한 번씩 다리 들어 올리는 것을 1회로 하여 4회 2세트, 1세트는 3분, 세트 간 휴식시간은 30초로 하였다. 네발기기 자세는 좌, 우 한 번씩 팔을 들어 올리는 것을 1회로 하여 3회 1세트, 1세트는 1분으로 하였다.
- 근전도 신호의 주파수 범위는 20-500㎐ 사이로 설정하였으며, 공통성분 제거율을 110㏈로 설정 하였다. 증폭된 아날로그 근전도 신호는 아날로그 디지털 변환기에 의하여 1초에 1024개의 디지털 신호로 변환되어 기록하여 컬업, 교각, 네발기기 자세에서 각각 5초간 실시하여 기록된 근전도 신호를 수집하였다. 수집된 근전도 신호를 RMS(root mean square)로 처리하였으며 이 기법은 신호에 대한 제곱근 계산을 통해 신호의 평균 크기를 산출하는 방법으로 가장 선호되는 분석방법이다.
대상 데이터
- 몸통의 근활성도를 측정하기 위하여 ME 6000(Mega Electronic 6000, Mega, 미국)을 사용하였다. ME 6000은 휴대용 근전도계로 측정된 데이터는 MegaWin version 2.
- 본 연구는 광주보건대학에 재학 중인 학생으로 실험을 충분하게 수행할 수 있는 근력과 관절가동범위에 문제가 없는 건강한 20대 젊은 남성과 여성 20명을 대상으로 하였으며, 지난 6개월 동안 병력이 없는 자로, 키와 몸무게를 측정하여 체질량지수(body mass index)가 정상체중(25kg/㎡ 이하)에 속하는 자를 대상자로 선정하였다. 선정된 대상자들의 일반적 특성, 연령, 병력, 체중, 몸무게, 몸통의 근활성도를 측정한 후 집단 간의 차이를 없애기 위하여 무작위로 실험군Ⅰ과 실험군Ⅱ로 분류하였고, 운동기간 동안 어떠한 스포츠 활동도 참여하지 않도록 하였다.
- 실험결과에 영향을 줄 수 있는 기술적 오류를 피하기 위해 측정 부위를 알코올을 이용하여 깨끗이 소독하였고, 근육의 이는곳과 닿는 곳의 가장 발달된 부위인 근복에 표면전극을 부착하였다 . 표면전극은 AgAgCl(electrode, 바이오프로테크, 대한민국)을 사용하였으며, 각 전극 사이의 거리는 2㎝를 유지하였다. 전극 간 두 개의 전극은 근섬유 진행방향과 평행하도록 하였다.
데이터처리
- 측정항목들의 정규분포 검정을 위하여 Shapiro-Wilk검정을 실시한 결과 정규분포 가정을 만족하였다. 따라서 운동 전, 후 몸통의 근활성도의 변화를 비교하기 위해 대응표본 t-검정을 사용하였으며, 집단 간 차이를 보기 위해 독립표본 t-검정을 사용하였다. 통계학적 유의수준 α는 0.
성능/효과
- 이는 본 연구에서 사용한 EMG는 8채널로써 여러 근육들의 근활성도를 비교하기에는 채널수가 부족하였다. 다섯째, 순수한 뭇갈래근의 측정이 불가능했다. 본 연구에서는 심층근육인 뭇갈래근의 근활성도를 표면근전도를 이용하여 측정하였기 때문에 순수한 뭇갈래근의 근활성도를 측정하지 못한 제한점을 가지고 있다.
- Kim22은 불안정한 면에서의 운동이 안정한 면에서의 운동보다 자세 조절과 동적 균형을 촉진시킨다고 하였으며, Bruhn 등23은 불안정한 면에서 운동 후 RFD (rate of force development)와 자세적 안정성이 개선되었다고 하였다. 또한 운동선수 17명을 대상으로 각각 불안정한 면에서 균형 운동과 근력 강화 운동을 실시한 후 두 그룹 모두 실험 전, 후 점프수행 능력에서 유의한 차이가 있었으며,24 건강한 성인 21명을 대상으로 근력강화 운동 군을 비교한 연구에서는 실험 전, 후 RFD와 균형에서 두 그룹 모두 유의한 개선 효과가 있었고, Gruber와 Gollhofer25는 건강한 성인 17명을 대상으로 불안정한 면에서 균형운동을 시킨 결과 운동 전후 RFD가 유의하게 개선되었다고 하였다. Elis와 Rosenbaum26는 만성 발목염좌 환자에게 불안정한 면에서 균형운동을 실시한 결과 관절의 위치감각, 자세동요, 근육의 반응시간에 있어 유의한 개선을 보였다고 하였다.
- 따라서 본 연구를 통해 안정한 면과 불안정한 면에서의 안정화 운동이 몸통 근육의 근활성도 증가에 미치는 효과가 서로 다르다는 것을 알 수 있었으며, 이를 통해 강화시키려는 근육의 목적에 따라지지면을 다르게 하여 더욱 효과적인 운동방법을 선택할 수 있을 것이라고 생각된다. 또한 지지면에 관계없이 균형능력에는 유의한 개선효과가 있다는 것을 알 수 있었다.
- 본 연구에서는 지지면 차이에 따른 안정화 운동 시 몸통의 근활성도에 미치는 효과를 알아본 결과 안정한 면에서는 배쪽 근육의 활성도에 효과가 있었고, 불안정한 면에서는 등쪽 근육의 활성도에 효과가 있는 것을 알 수 있었으며, 배바깥빗근은 지지면 차이에 관계없이 모두 효과가 있었다. 따라서 임상에서 적용할 때는 배쪽 근력을 강화해야 하는 환자는 안정한 면에서 안정화 운동이 불안정한 면보다 효과가 크므로 안정한 면에서 운동프로그램을 계획해야 하고, 등쪽 근력을 강화해야 하는 환자는 불안정한 면에서 안정화 운동이 안정한 면보다 효과가 크므로 불안정한 면에서 운동프로그램을 계획할 수 있을 것이다.
- 이러한 결과로 보았을 때 근활성도는 불안정한 면에서의 운동이 안정한 면에서의 운동보다 상대적으로 유의한 증가가 나타났다는 것을 알 수 있는데, 본 연구에서는 안정한 면에서 운동한 그룹의 근활성도는 좌측 배곧은근, 양측 배바깥빗근에서 유의한 증가를 보였으며, 양측 뭇갈래근에서 증가가 있었지만 유의하지는 않았고, 우측 배곧은근에서는 유의한 감소를 보였다. 불안정한 면에서 운동한 그룹의 근활성도는 양측 배바깥빗근, 양측 뭇갈래근에서 유의한 증가가 있었지만, 양측 배곧은근에서는 유의한 감소를 보였다. 실험군 모두에서 우측 배곧은근 근활성도의 감소 이유는 좌측 배곧은근을 먼저 활성화 시켜 측정하였기 때문에 좌측 배곧은근의 잔여 수축력으로 인해 우축 배곧은근의 근활성화에 방해가 되어 이러한 결과가 나타났을 것이라고 생각된다 또한 실험군Ⅱ에서 배곧은근 근활성도의 감소 이유는 배곧은근을 활성화 하려면 근육과 수평방향으로 곧바로 체간을 굽힘 해야 하는데 불안정한 면은 체간이 흔들려 배곧은근보다 배바깥빗근이 더 활성화 되었을 것이라고 생각된다.
- 불안정한 면에서 운동한 그룹의 근활성도는 양측 배바깥빗근, 양측 뭇갈래근에서 유의한 증가가 있었지만, 양측 배곧은근에서는 유의한 감소를 보였다. 실험군 모두에서 우측 배곧은근 근활성도의 감소 이유는 좌측 배곧은근을 먼저 활성화 시켜 측정하였기 때문에 좌측 배곧은근의 잔여 수축력으로 인해 우축 배곧은근의 근활성화에 방해가 되어 이러한 결과가 나타났을 것이라고 생각된다 또한 실험군Ⅱ에서 배곧은근 근활성도의 감소 이유는 배곧은근을 활성화 하려면 근육과 수평방향으로 곧바로 체간을 굽힘 해야 하는데 불안정한 면은 체간이 흔들려 배곧은근보다 배바깥빗근이 더 활성화 되었을 것이라고 생각된다. 위의 결과에서 두 그룹 모두 배바깥빗근의 근활성도는 유의한 증가가 있었는데, 이러한 이유는 배안쪽빗근이나 배바깥빗근은 척추의 안정성 유지에 효과적인 근육이고, 다리를 들어 올릴 때 허리부위의 회전을 막아 정상적 척추를 유지하기 위한 척추의 지지대가 되기 때문에 본 연구의 운동프로그램의 영향으로 이러한 결과가 나왔을 것이라고 생각한다.
- 실험군Ⅱ에서 운동 효과에 의한 좌측 근활성도의 변화를 알아본 결과 유의한 증가를 보였고, 우측 배바깥빗근에서도 유의한 증가를 보였다(p<0.05).
- 실험군Ⅱ에서 운동 효과에 의한 좌측 뭇갈래근의 근활성도 변화를 알아본 결과 유의한 증가를 보였고, 우측 뭇갈래근에서 유의한 증가를 보였다(p<0.05).
- Elis와 Rosenbaum26는 만성 발목염좌 환자에게 불안정한 면에서 균형운동을 실시한 결과 관절의 위치감각, 자세동요, 근육의 반응시간에 있어 유의한 개선을 보였다고 하였다. 여러 선행 논문의 결과로 보았을 때 불안정한 면에서의 운동이 안정한 면에서의 운동보다 균형능력 증진에 효과가 있다는 걸 알 수 있었는데, 본 연구에서는 안정한 면에서 운동한 그룹과 불안정한 면에서 운동한 그룹 모두 균형능력에 유의한 개선효과가 있었다. 이러한 이유는 지지면의 차이는 있었지만 두 그룹 모두 중심 안정화 운동을 적용하였기 때문에 전체적인 몸통의 밸런스를 증가시켰을 것이고, 주위 환경과 심리적 요인들도 결과에 영향을 미쳤을 것이라고 생각된다.
- 실험군 모두에서 우측 배곧은근 근활성도의 감소 이유는 좌측 배곧은근을 먼저 활성화 시켜 측정하였기 때문에 좌측 배곧은근의 잔여 수축력으로 인해 우축 배곧은근의 근활성화에 방해가 되어 이러한 결과가 나타났을 것이라고 생각된다 또한 실험군Ⅱ에서 배곧은근 근활성도의 감소 이유는 배곧은근을 활성화 하려면 근육과 수평방향으로 곧바로 체간을 굽힘 해야 하는데 불안정한 면은 체간이 흔들려 배곧은근보다 배바깥빗근이 더 활성화 되었을 것이라고 생각된다. 위의 결과에서 두 그룹 모두 배바깥빗근의 근활성도는 유의한 증가가 있었는데, 이러한 이유는 배안쪽빗근이나 배바깥빗근은 척추의 안정성 유지에 효과적인 근육이고, 다리를 들어 올릴 때 허리부위의 회전을 막아 정상적 척추를 유지하기 위한 척추의 지지대가 되기 때문에 본 연구의 운동프로그램의 영향으로 이러한 결과가 나왔을 것이라고 생각한다.
- Choi 등5은 매트에서 실시하는 운동과 슬링을 이용하는 운동을 통해 요부 척추 안정화 근육들의 근활성에 차이를 알아보고자 하였는데, 그 결과 운동 방법에 따른 각 근육들의 근활성도는 슬링을 이용한 운동에서 상대적으로 유의하게 높게 나타났다고 보고하였다. 이러한 결과로 보았을 때 근활성도는 불안정한 면에서의 운동이 안정한 면에서의 운동보다 상대적으로 유의한 증가가 나타났다는 것을 알 수 있는데, 본 연구에서는 안정한 면에서 운동한 그룹의 근활성도는 좌측 배곧은근, 양측 배바깥빗근에서 유의한 증가를 보였으며, 양측 뭇갈래근에서 증가가 있었지만 유의하지는 않았고, 우측 배곧은근에서는 유의한 감소를 보였다. 불안정한 면에서 운동한 그룹의 근활성도는 양측 배바깥빗근, 양측 뭇갈래근에서 유의한 증가가 있었지만, 양측 배곧은근에서는 유의한 감소를 보였다.
- 지지면 차이에 따른 안정화 운동 시 뭇갈래근의 근활성도는 실험군Ⅰ의 운동 결과 유의한 차이가 없었고, 우측 뭇갈래근에서 유의한 감소를 보였다(p<0.05).
- 지지면 차이에 따른 안정화 운동 시 배곧은근의 근활성도는 실험군Ⅰ에서 운동 결과 좌측 배곧은근은 유의한 증가를 보였고(p<0.05), 우측 배곧은근에는 유의한 감소를 보였다 (p<0.05).
- 지지면 차이에 따른 안정화 운동 시 배바깥빗근의 근활성도는 실험군Ⅰ에서 운동 결과 좌측 배바깥빗근에서 유의한 증가를 보였고(p<0.05), 우측 배바깥빗근에서는 유의한 차이를 보이지 않았다.
- 0을 사용하였다. 측정항목들의 정규분포 검정을 위하여 Shapiro-Wilk검정을 실시한 결과 정규분포 가정을 만족하였다. 따라서 운동 전, 후 몸통의 근활성도의 변화를 비교하기 위해 대응표본 t-검정을 사용하였으며, 집단 간 차이를 보기 위해 독립표본 t-검정을 사용하였다.
후속연구
- 따라서 본 연구를 통해 안정한 면과 불안정한 면에서의 안정화 운동이 몸통 근육의 근활성도 증가에 미치는 효과가 서로 다르다는 것을 알 수 있었으며, 이를 통해 강화시키려는 근육의 목적에 따라지지면을 다르게 하여 더욱 효과적인 운동방법을 선택할 수 있을 것이라고 생각된다. 또한 지지면에 관계없이 균형능력에는 유의한 개선효과가 있다는 것을 알 수 있었다.
- 본 연구에서는 지지면 차이에 따른 안정화 운동 시 몸통의 근활성도에 미치는 효과를 알아본 결과 안정한 면에서는 배쪽 근육의 활성도에 효과가 있었고, 불안정한 면에서는 등쪽 근육의 활성도에 효과가 있는 것을 알 수 있었으며, 배바깥빗근은 지지면 차이에 관계없이 모두 효과가 있었다. 따라서 임상에서 적용할 때는 배쪽 근력을 강화해야 하는 환자는 안정한 면에서 안정화 운동이 불안정한 면보다 효과가 크므로 안정한 면에서 운동프로그램을 계획해야 하고, 등쪽 근력을 강화해야 하는 환자는 불안정한 면에서 안정화 운동이 안정한 면보다 효과가 크므로 불안정한 면에서 운동프로그램을 계획할 수 있을 것이다. 이로써 보다 치료에 효과적이고 직접 적인 운동프로그램을 적용 할 수 있을 것으로 생각된다.
- 다섯째, 순수한 뭇갈래근의 측정이 불가능했다. 본 연구에서는 심층근육인 뭇갈래근의 근활성도를 표면근전도를 이용하여 측정하였기 때문에 순수한 뭇갈래근의 근활성도를 측정하지 못한 제한점을 가지고 있다.
- 따라서 임상에서 적용할 때는 배쪽 근력을 강화해야 하는 환자는 안정한 면에서 안정화 운동이 불안정한 면보다 효과가 크므로 안정한 면에서 운동프로그램을 계획해야 하고, 등쪽 근력을 강화해야 하는 환자는 불안정한 면에서 안정화 운동이 안정한 면보다 효과가 크므로 불안정한 면에서 운동프로그램을 계획할 수 있을 것이다. 이로써 보다 치료에 효과적이고 직접 적인 운동프로그램을 적용 할 수 있을 것으로 생각된다.
- 추후 연구에서는 더 많은 대상자를 대상으로 장기간 운동계획이나 성별이나 연령대, 직업적 특성에 대한 차이, 다양한 지지면 도구의 사용, 더 많은 근육들의 측정, 심층근육들은 근육 내 전극을 삽입하여 연구를 실시해 보는 것이 필요할 것이다.
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