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문제 정의
- 그러므로 어깨 외전 각도에 따라 각 근섬유의 근 활성도를 비교하여, 가장 높은 근활성도를 보이는 어깨 외전 각도에 대한 연구가 필요하다. 따라서, 본 연구는 표면 근전도를 이용하여 견관절의 외전 각도에 따라 중간 승모근과 하부 승모근의 근 활성도를 수집하여, 5개의 외전 각도에서 근육들의 근 활성도를 비교하여, 각 근 섬유의 가장 높은 근 활성도를 보이는 각도를 알아보고, 승모근의 섬유별 평가를 할 때 특정한 하나의 어깨 외전 각도에서 평가를 해야 하는지 아니면 섬유별로 다른 어깨 외전 각도에서 평가를 해야 하는지 알아보기 위하여 실시하였다.
- 본 연구는 20대의 정상 성인 남자 30명을 대상으로 5개의 견관절의 외전 각도에 따라 승모근의 근 섬유들 중에서 중간 승모근과 하부 승모근의 근 활성도를 비교해보고, 각 근육의 가장 높은 근 활성도를 보이는 외전각도를 알아보았다. 그 결과 중간 승모근과 하부 승모근은 각각 다른 각도에서 높은 근활성도를 보였고, 견관절 90°외전 각도는 중간 승모근은 유의하게 높은 근 활성도를 보인 반면, 하부 승모근은 유의하게 낮은 근 활성도를 보였고, 하부 승모근은 견관절 125°이상 외전 각도에서 높은 근활성도를 보였다.
- 본 연구는 5개의 견관절의 외전 각도에 따라 중간 승모근과 하부 승모근의 근 활성도를 비교해보고, 각 근육의 가장 높은 근 활성도를 보이는 외전 각도를 알아보았다.
제안 방법
- 이때 대상자의 자세는 엎드린 자세에서 대상자는 중간 승모근은 어깨 외전 90° 자세에서 견갑골내전을 하고, 하부 승모근은 어깨 외전 135° 자세에서 견갑골 내전과 함께 하강하도록 하고, 측정자는 체간의 회전을 막고 아래팔에 저항을 주어 각 근육의 최대 등척성 수축이 되도록 하였다(Kendall 등, 2005). MVIC 측정은 5초간 3회 측정하였으며, 5초 동안의 데이터는 RMS 처리한 후 처음과 마지막 1초를 제외한 3초 동안의 평균 근전도 신호량을 100%MVIC로 사용하였다.
- 각각의 견관절 외전 각도에서 일정하게 팔을 들 수 있도록 5°와 10°씩 그려진 각도판을 사용하였고, 팔을 드는 높이를 통제하기 위해 target bar를 사용하였다.
- 본 연구도 Kinney 등(2008)의 연구와 동일하게 견관절 90°이하 각도인 75°, 대부분의 중간 승모근을 검사하는 자세로 사용되는 90°, 90° 이상 각도인 125°, 160°자세와 Faria 등 (2009)이 150°이상의 외전 각도에서 하부 승모근이 더 활성화 된다고 보고하여, 180°자세를 추가하여 총 5가지 각도에서 중간 승모근과 하부 승모근의 근활성도를 측정하였다. 대상자는 5가지 각도로 각각 외전한 자세에서 팔을 바닥에서 target bar의 높이까지 들고 5초간 유지하였다. 이때 모든 대상자가한 각도에서 동일하게 팔을 들기 위하여 각도판을 사용하였는데, 각도판을 대상자에게 적용하기 위해서 팔을 다리에 붙이고 있을 때 손이 가리키는 지점을 각도판의 0°와 일치시키고, 팔을 완전히 외전 하였을 때 손이 각도판의 180°와 일치하도록 바닥 위에 부착하였다.
- 대상자의 중간 승모근과 하부 승모근의 근 활성도는 치료용 테이블 위에 엎드린 자세에서 측정을 하였다. Kinney 등(2008)의 연구에서는 어깨 외전 각도에 따른 중간 승모근과 하부 승모근의 근활성도를 비교하기 위해 견관절 75°, 90°, 125°, 160°외전 자세에서 측정하였다.
- 본 실험에서 대상자가 수행할 5가지 각도의 순서는 무작위 순서(random order)로 정하였고, 각 외전 각도마다 세 번씩 측정을 하였고, 측정 사이에는 30초의 휴식시간을 주었고, 각도가 변할 때는 5분의 휴식시간을 주어 근피로를 최소화 하였다.
- 본 연구도 Kinney 등(2008)의 연구와 동일하게 견관절 90°이하 각도인 75°, 대부분의 중간 승모근을 검사하는 자세로 사용되는 90°, 90° 이상 각도인 125°, 160°자세와 Faria 등 (2009)이 150°이상의 외전 각도에서 하부 승모근이 더 활성화 된다고 보고하여, 180°자세를 추가하여 총 5가지 각도에서 중간 승모근과 하부 승모근의 근활성도를 측정하였다.
- 실험 시작 전에 대상자에게 각각의 각도로 팔을 외전한 상태에서 팔을 드는 연습을 통해 팔을 들 때 목이 같이 따라 움직이거나, 견관절의 내회전이나 팔꿈치 관절의 굴곡이 일어나지 않도록 교육 하였고, 팔을 드는 속도를 일정하게 하기 위하여 메트로놈을 이용하여 연습하였다.
- 이때 모든 대상자가한 각도에서 동일하게 팔을 들기 위하여 각도판을 사용하였는데, 각도판을 대상자에게 적용하기 위해서 팔을 다리에 붙이고 있을 때 손이 가리키는 지점을 각도판의 0°와 일치시키고, 팔을 완전히 외전 하였을 때 손이 각도판의 180°와 일치하도록 바닥 위에 부착하였다.
- 중간 승모근과 하부 승모근의 근전도 신호는 대상자가 각각의 각도에서 팔을 들고 5초간 유지할 때 실시간 기록된 근전도 신호에서 처음과 마지막의 각 1초를 제외한 3초의 신호를 수집하였다. 중간 승모근과 하부 승모근의 근전도 신호를 정규화(normalization) 하기 위해 맨속 근력 검사 자세에서 최대 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction; MVIC)시 근 활성도를 측정하였다.
- 중간 승모근과 하부 승모근의 근전도 신호는 대상자가 각각의 각도에서 팔을 들고 5초간 유지할 때 실시간 기록된 근전도 신호에서 처음과 마지막의 각 1초를 제외한 3초의 신호를 수집하였다. 중간 승모근과 하부 승모근의 근전도 신호를 정규화(normalization) 하기 위해 맨속 근력 검사 자세에서 최대 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction; MVIC)시 근 활성도를 측정하였다. 이때 대상자의 자세는 엎드린 자세에서 대상자는 중간 승모근은 어깨 외전 90° 자세에서 견갑골내전을 하고, 하부 승모근은 어깨 외전 135° 자세에서 견갑골 내전과 함께 하강하도록 하고, 측정자는 체간의 회전을 막고 아래팔에 저항을 주어 각 근육의 최대 등척성 수축이 되도록 하였다(Kendall 등, 2005).
- 72 software2)를 이용하여 아스키(ASCII) 형태로 전환하여 분석하였다. 표면 근전도신호의 표본추출률은 1,000 ㎐로 설정하였고, 주파수 대역폭(bandwidth)은 Bagnoli EMG System의 측정 주파수 대역 필터인 20～450 ㎐를 사용하였고, 60 ㎐ 노치 필터(notch filter)를 사용하여 잡음(noise)를 차단하였다.
대상 데이터
- 연구대상자는 실험 전에 본 연구의 목적과 방법에 대해 충분히 설명을 듣고, 자발적으로 실험 참여에 동의를 한 연세대학교에 재학 중인 건강한 성인 남자 30명을 대상으로 실시하였다. 연구 대상자 중에서 상지의 선천적인 기형, 심각한 외과적 혹은 신경학적 질환, 지난 6개월 동안 상지의 외상, 목과 등 또는 견관절의 통증을 경험한 대상자는 제외시켰다.
- 중간 승모근과 하부 승모근에 대한 표면 근전도 자료 수집을 위하여 MP100WSW1)와 Bagnoli EMG System2)을 사용하였다.
- 표면 근전도의 전극은 DE 3.1 이중 차등(double differential) 전극과 접지 전극(ground electrode)을 사용하였으며, 이중 차등 전극의 배치는 폭 1 ㎜, 길이 10㎜의 순은 막대 3개가 10 ㎜ 간격으로 나란히 배열되어 있다. 양쪽 끝의 두 개는 활성전극(active electrode), 가운데 하나는 기준전극(reference electrode)으로 하여 이 중 차등 앰프에 연결되어 있다.
데이터처리
- 견관절 외전 각도에 따른 중간 승모근과 하부 승모근의 근 활성도값을 비교하기 위해 반복 측정된 일요인 분산분석(repeated one-way ANOVA)을 실시하였고, 사후 분석 방법으로 Bonferroni 검정을 사용하였다. 통계학적인 유의수준을 검정하기 위하여 유의수준 α는 .
- 양쪽 끝의 두 개는 활성전극(active electrode), 가운데 하나는 기준전극(reference electrode)으로 하여 이 중 차등 앰프에 연결되어 있다. 또한 중간 승모근과 하부 승모근 2개 채널의 표면 근전도 아날로그 신호와 MP100WSW를 통해 전환된 디지털 신호는 RMS(root mean square) 처리하여 Acqknowledge 3.72 software2)를 이용하여 아스키(ASCII) 형태로 전환하여 분석하였다. 표면 근전도신호의 표본추출률은 1,000 ㎐로 설정하였고, 주파수 대역폭(bandwidth)은 Bagnoli EMG System의 측정 주파수 대역 필터인 20～450 ㎐를 사용하였고, 60 ㎐ 노치 필터(notch filter)를 사용하여 잡음(noise)를 차단하였다.
성능/효과
- 그 결과 중간 승모근과 하부 승모근은 각각 다른 각도에서 높은 근활성도를 보였고, 견관절 90°외전 각도는 중간 승모근은 유의하게 높은 근 활성도를 보인 반면, 하부 승모근은 유의하게 낮은 근 활성도를 보였고, 하부 승모근은 견관절 125°이상 외전 각도에서 높은 근활성도를 보였다.
- 그러므로, 견관절 180°외전 각도에서 중간 승모근은 가장 낮은 근활성도를 보여 나머지 각도와 유의한 차이를 보였고, 견관절 90°외전 각도에서 높은 근 활성도를 보였다고 생각한다.
- 그러므로, 대상자마다 하부 승모근의 근 활성도는 125°이상에서 약간의 차이를 보여 하부 승모근의 근력 측정에 가장 적합한 각도를 제시하기보다는 125°에서 160°사이의 범위가 하부 승모근의 근 활성도를 측정할 수 있는 각도라고 제시할 수 있을 것이다.
- 또한 견관절 90°외전 각도에서 중간 승모근의 근 활성도는 다른 각도들인 75°, 125°, 160°에서의 근 활성도와는 유의한 차이가 없었고, 단지 180°외전 각도에서의 근 활성도만 유의한 차이를 보였다.
- 또한 하부 승모근의 근 활성도는 외전 각도가 증가 함에 따라 계속 증가하지 않고 180°외전 각도에서 160°보다 근 활성도가 약간 감소하였다.
- 또한, 90°외전 각도에서 높은 근 활성도를 보였는데.
- 본 연구 결과, 중간 승모근은 Ekstrom 등(2005)의 연구와 중간 승모근의 도수 근력 검사 자세에 대한 이전 연구들과 동일하게 견관절 90°외전 각도에서 가장 높은 근 활성도를 보였다.
- 본 연구 결과에서는 160°외전 각도에서 하부 승모근의 높은 근 활성도를 보이고, 75°와 90°의 외전 각도에서 하부 승모근의 근 활성도는 125°, 160°, 180°외전 각도의 근 활성도보다 유의하게 낮았고, 125°, 160°, 180°외전 각도 사이의 근 활성도는 유의한 차이가 없었다.
- 본 연구에서 견관절 125°, 160°, 180°외전 각도에서 75°, 90°보다 높은 근 활성도를 보인 것은, 75°, 90°보다 근 섬유의 방향이 유사하므로 높은 근 활성도를 보였다고 생각한다.
- 중간 승모근 근 활성도의 반복 측정된 일요인 분산분석 결과 중간 승모근의 근 활성도는 각도 간 유의한 차이를 보였고(p＜.05), 사후 검정 결과 75°와 180°외전 자세, 90°와 180°외전 자세, 125°와 180°외전 자세 간 유의한 차이를 보였다(표 3)(그림 3).
- 중간 승모근은 견관절을 90°외전 하였을때 가장 높은 근 활성도를 보였고, 180°외전에서 가장 낮은 근 활성도를 보였다.
- 하부 승모근의 반복 측정된 일요인 분산분석 결과 하부 승모근의 근 활성도는 각도 간 유의한 차이를 보였고(p<.05), 사후 검정 결과 75°와 90°, 125°와 160°, 125°와 180°, 160°와 180°사이의 외전 각도를 제외한, 나머지의 외전 각도에서 유의한 차이를 보였다(표 5)(그림 4).
후속연구
- 견관절의 외전 각도는 통제하였어도, 그에 따른 견갑골의 위치를 통제하지 못하였다. 그러므로 앞으로는 좀 더 세분화된 각도별 비교와 견갑골의 위치를 통제하고 승모근의 근 섬유별 근 활성도를 알아보는 연구가 필요할 것이다.
- 그러므로, 각 근 섬유별로 승모근의 적절한 근력의 평가 및 강화 운동이 필요하고, 이에 따라 중간 승모근의 강화 운동이나 근력 평가를 위해서는 견관절 90°외전 자세에서 실시하고, 하부 승모근의 강화 운동이나 근력 검사를 위해서는 견관절 125°이상 외전 자세에서 실시할 것을 제시 할 수 있다(Hislop과 Montgomery, 2002; Kendall 등, 2005; Palmer와 Epler, 1989). 그러므로 이러한 근 섬유 별로 선택적인 평가 자세는 비정상적 정렬이나 운동 손상이 있는 견관절을 가진 환자들의 재활 및 약화된 근섬유에 따라 견관절 근육을 강화시키는 방법에 대해 도움을 줄 수 있을 것이다.
- 이 연구의 제한점으로는 첫 번째는 정상 성인 남자에 대해서만 알 수 있었기 때문에 일반화 할 수 없다. 두 번째는 각도의 종류가 좀 더 세분화되지 못했다.
- 이는 각각의 근섬유의 방향과 동일한 지레 팔의 방향에서 가장 높은 근 활성도를 보였다고 설명할 수 있고, 이를 통해 승모근의 섬유별 손상으로 인한 견관절의 운동 손상을 평가하기 위하여 근 섬유별로 선택적인 평가 자세가 필요하고, 이를 통해 선택적인 근육 강화를 할 수 있다고 제시할 수 있었다. 추후 연구에서는 좀 더 세분화된 각도별 비교와 견갑골의 위치를 통제하고 승모근의 근 섬유별 근 활성도를 알아보는 연구가 필요할 것이다.
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