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문제 정의
- 본 연구에서는 원위부 관절인 발목관절의 각도에 따른 무릎 폄근의 근력 평가를 비교하여 정형외과적 무릎관절 병변의 물리치료나 신경학적 손상 환자의 근력 향상 물리치료에 있어 보다 효과적인 치료방법을 찾아 추후 포괄적인 신체 기능향상에 기초자료를 제공할 필요가 있다. 따라서 본 연구의 목적은 발목 관절 각도에 따른 무릎 폄근의 평균 최대근력, 체중에 대한 상대 최대근력, 평균 파워, 총 작업량을 알아보고 남녀의 발목관절 각도에 따른 무릎 폄근의 등속성 근력 특성에 대해 알아보고자 한다.
- 본 연구에서는 닫힌 사슬 운동을 할 수 있는 등속성 장비 CON-TREX LP를 이용하여 원위부의 발목관절 각도를 무릎 관절 완전 폄 자세를 기준으로 발바닥 굽힘 0°, 20°, 40° 각도로 고정한 후 무릎관절 90°굽힘에서 완전 폄까지의 3회 반복 값을 측정하여 평균 최대근력, 체중에 대한 상대 최대근력, 평균 파워, 총 작업량의 변화를 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 12 대상자들은 먼저 맨발로 발판에 발을 벨크로 스트랩으로 단단히 고정한 후 3회의 연습을 통해 기구의 작동원리를 충분히 이해하고 최대의 힘을 내는데 도움이 되게 하며, 1분간의 휴식 이후 본 실험을 하였다. 본 실험은 발바닥 굽힘 0°, 20°, 40°까지 20° 간격으로 각각 고정한 후 무릎관절 90° 굽힘에서 완전 폄까지의 값을 측정하며, 각 각도간의 측정은 3회 반복하여 측정치를 구하였다(Figure 1).
- 대상자는 무작위 순서로 정한 각도에서 0.2 m/s의 속도로 먼저 3회의 반복 측정을 실시하고 1분간 휴식 후 발바닥 굽힘 0°, 20°, 40°까지 20° 간격으로 각 3회 반복 측정하였다.
- 대상자의 기본적인 정보 즉, 나이, 성별, 몸무게, 키 등을 전산 입력 후 대상자를 검사대 위에 앉은 다음 정확한 측정을 위하여 환자의 상체를 엉덩관절 각도 130°상태의 등받이에 견고하게 스트랩으로 고정시키고, 무릎관절 완전 신전자세에서 발판에 발이 완전히 닿도록 하여 발목 각도를 조정하였다.
- 2 m/s의 속도로 먼저 3회의 반복 측정을 실시하고 1분간 휴식 후 발바닥 굽힘 0°, 20°, 40°까지 20° 간격으로 각 3회 반복 측정하였다. 두 발은 서로 교대로 실시하고 측정값은 3회 반복 후 본 장비에서 좌․ 우 하지의 측정값을 그래프와 숫자상으로 제시하는 측정값 중에서 대상자의 우세 측 하지의 평균 최대근력, 체중에 대한 상대 최대근력, 평균 파워, 총 작업량을 구하였다.
- 발목관절의 변화에 따른 근력 평가 시 보통 발등 굽힘 20°, 중립, 발바닥 굽힘 20° 위치에서 측정하는데 이것은 피로를 예방하고 발목관절 연구에서 가장 많이 사용되는 각도라고 하였으나,25-28 본 연구에서는 발등 굽힘 20°에서 발목관절의 통증이 있어 중립위치에서부터 20° 간격으로 발바닥 굽힘을 하여 측정하였다.
- 본 실험은 발바닥 굽힘 0°, 20°, 40°까지 20° 간격으로 각각 고정한 후 무릎관절 90° 굽힘에서 완전 폄까지의 값을 측정하며, 각 각도간의 측정은 3회 반복하여 측정치를 구하였다(Figure 1).
대상 데이터
- 본 연구는 20대 정상 성인 74명 중 남자그룹 36명과 여자그룹 38명을 대상으로 하였으며, 대상자들에게 본 연구의 목적을 설명한 후에 자발적 동의를 얻어 실시하였다. 대상자는 현재 요통과 하지의 통증이 없고, 발목관절과 무릎관절의 관절가동범위에 제한이 없으며 특별한 근력강화 운동에 정기적으로 참여하고 있지 않는 자로 선정하였다.
- 본 연구는 20대 정상 성인 74명 중 남자그룹 36명과 여자그룹 38명을 대상으로 하였으며, 대상자들에게 본 연구의 목적을 설명한 후에 자발적 동의를 얻어 실시하였다. 대상자는 현재 요통과 하지의 통증이 없고, 발목관절과 무릎관절의 관절가동범위에 제한이 없으며 특별한 근력강화 운동에 정기적으로 참여하고 있지 않는 자로 선정하였다.
- 본 연구에 참여한 대상자는 74명으로 남자 36명, 여자 38명이었다. 평균 연령은 남자가 24.
데이터처리
- 대상자의 일반적 특성은 독립 t-검정을 실시하여 비교하였고, 각 각도에 따른 평균 최대근력, 체중에 대한 상대 최대근력, 평균 파워, 총 작업량을 비교하기 위해서 반복측정 분산분석(Repeated measurement of ANOVA)을 사용하였고 통계적 유의 수준(α)은 0.05로 설정하였다.
- 자료의 통계적 분석은 무릎관절 90° 굽힘에서 완전 폄까지 측정하여 CON-TREX Data Measurement에서 얻은 조사된 각 변수 값을 전산 입력 후 SPSS version 12.0을 사용하여 통계처리 하였다.
이론/모형
- 본 실험에 사용된 검사 기구는 닫힌 사슬 운동을 할 수 있으며, 등속성, 등장성, 등척성 모드와 지속적 수동운동(continuous passive motion) 모드를 제공하는 운동기구인 CON-TREX LP(CON-TREX Inc, 스위스)를 이용하여 실시하였으며, 본 연구에서는 등속성 모드를 사용하였다.
성능/효과
- 남자 그룹에서의 발목관절 각도에 따른 평균 파워 값은 발바닥 굽힘 0°에서 268.43±7.63, 20°에서 263.80±7.05로 0°에서 평균값이 컸지만 유의한 차가 없었으며(p>0.05), 40°에서는 228.85±6.76로 0°와 20°의 값에 비해 유의하게 감소하였다(p<0.01).
- 본 연구에 의하면 정상 성인의 발목관절 각도에 따른 하지 폄근의 등속성 근력이 차이가 있다는 것을 알 수 있으며, 남녀의 발목 각도에 따른 하지 폄근의 등속성 근력 특성이 다르다는 것을 알 수 있었다. 대부분의 등속성 장비를 사용한 연구들을 보면 각속도의 변화에 대한 근력의 변화를 연구한 것들이 많으며, 닫힌 사슬 운동으로 하지 폄근의 등속성 근력 향상 훈련이나 평가를 할 때에는 발목관절이 20°이상의 과도한 발바닥굽힘을 피하는 것이 최대의 근력 측정이나 최대의 파워를 내는데 도움을 줄 것이다.
- 본 연구에서 발목관절 각도에 따른 무릎 폄근의 체중에 대한 상대 최대근력을 알아본 결과 남자그룹과 여자그룹에서 모두 발바닥 굽힘 40°보다 0°와 20°에서 유의한 증가가 있었으며, 남자그룹에서는 0°에서, 여자그룹에서는 20°에서 그 값이 가장 컸지만 0°와 20°간에는 두 그룹 모두 유의한 차이가 나타나지 않았다.
- 본 연구에서 발목관절 각도에 따른 무릎 폄근의 평균 파워는 남자그룹에서 발바닥 굽힘 40°보다 0°와 20°에서 유의하게 증가하였으며, 20°보다는 0°에서 평균 파워가 컸지만 그 차이는 유의하지 않았다.
- 반면, 여자그룹에서는 발바닥 굽힘 40°보다 0°와 20°에서 유의한 증가가 있었지만 0°와 20°간의 평균 최대근력 값은 유의한 차이가 나타나지 않았다. 본 연구와 실험 조건은 다르지만 Park 등22의 보고에 의하면 맨발에 비해 높은 굽을 신었을 때 넙다리곧은근의 %MVCRMS값이 유의하게 감소한다고 하였고 이는 원위부 발목의 각도 변화가 근위부 무릎 폄근의 근력에 영향을 미친다는 본 연구 결과를 지지할 수 있을 것이다. 본 연구 결과를 볼 때 발목의 과도한 발바닥굽힘은 무릎 폄근의 최대 근력 발휘에 불리함을 초래하기 때문에 근력 측정시나 운동 시 이를 고려해야 할 것이다.
후속연구
- 본 연구 결과를 볼 때 발목의 과도한 발바닥굽힘은 무릎 폄근의 최대 근력 발휘에 불리함을 초래하기 때문에 근력 측정시나 운동 시 이를 고려해야 할 것이다. 또한 본 연구에서는 근육에 대한 근전도 분석과 같은 정확한 측정이 이루어지지 않아 차후 이점을 보완한 연구가 필요할 것이라 생각된다.
- 대부분의 등속성 장비를 사용한 연구들을 보면 각속도의 변화에 대한 근력의 변화를 연구한 것들이 많으며, 닫힌 사슬 운동으로 하지 폄근의 등속성 근력 향상 훈련이나 평가를 할 때에는 발목관절이 20°이상의 과도한 발바닥굽힘을 피하는 것이 최대의 근력 측정이나 최대의 파워를 내는데 도움을 줄 것이다. 또한 이러한 결과를 바탕으로 발목관절 위치에 따른 발목관절 근육들과 무릎관절 근육들의 세부적인 근력 특성에 대한 연구가 필요할 것으로 본다.
- 본 연구와 실험 조건은 다르지만 Park 등22의 보고에 의하면 맨발에 비해 높은 굽을 신었을 때 넙다리곧은근의 %MVCRMS값이 유의하게 감소한다고 하였고 이는 원위부 발목의 각도 변화가 근위부 무릎 폄근의 근력에 영향을 미친다는 본 연구 결과를 지지할 수 있을 것이다. 본 연구 결과를 볼 때 발목의 과도한 발바닥굽힘은 무릎 폄근의 최대 근력 발휘에 불리함을 초래하기 때문에 근력 측정시나 운동 시 이를 고려해야 할 것이다. 또한 본 연구에서는 근육에 대한 근전도 분석과 같은 정확한 측정이 이루어지지 않아 차후 이점을 보완한 연구가 필요할 것이라 생각된다.
- 본 연구에서는 원위부 관절인 발목관절의 각도에 따른 무릎 폄근의 근력 평가를 비교하여 정형외과적 무릎관절 병변의 물리치료나 신경학적 손상 환자의 근력 향상 물리치료에 있어 보다 효과적인 치료방법을 찾아 추후 포괄적인 신체 기능향상에 기초자료를 제공할 필요가 있다. 따라서 본 연구의 목적은 발목 관절 각도에 따른 무릎 폄근의 평균 최대근력, 체중에 대한 상대 최대근력, 평균 파워, 총 작업량을 알아보고 남녀의 발목관절 각도에 따른 무릎 폄근의 등속성 근력 특성에 대해 알아보고자 한다.
- 본 연구의 제한점은 발목관절 위치에 따른 무릎 폄근의 근력 평가 시 전체적인 측정값을 비교하였을 뿐 좀 더 세부적인 비교를 하지 못하였다는데 있다. 즉, 발목관절 각도에 따라 발바닥 굽힘근으로 작용하는 장딴지근, 가자미근과 무릎 폄근의 개별적인 측정이 이루어지지 못하였으며 향 후 이런 점을 보완하여 좀 더 세부적인 연구가 필요할 것으로 본다.
- 본 연구의 제한점은 발목관절 위치에 따른 무릎 폄근의 근력 평가 시 전체적인 측정값을 비교하였을 뿐 좀 더 세부적인 비교를 하지 못하였다는데 있다. 즉, 발목관절 각도에 따라 발바닥 굽힘근으로 작용하는 장딴지근, 가자미근과 무릎 폄근의 개별적인 측정이 이루어지지 못하였으며 향 후 이런 점을 보완하여 좀 더 세부적인 연구가 필요할 것으로 본다.
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