[국내논문]지연성 근육통증 회복 평가를 위한 경혈 부위에서의 자기장자극에 대한 체열변화 분석 Analysis of body surface temperature by Pulsed Magnetic Fields system for evaluation of therapeutic effect of Delayed Onset Muscle Soreness원문보기
본 연구에서는 국소적 부위에 균일한 자극이 가능한 Pulsed Magnetic Fields(PMFs) 시스템을 개발하였으며, 지연성 근육통증에 대한 본 시스템의 효과를 확인하고자 하였다. 지연성 근육통을 유발시키기 위해 비주동팔에서 무게 5Kg의 아령으로 80회의 등장성운동을 실시하였다. 피험자를 세 군(PMFs군, TEAS군, 무자극군)으로 분류한 뒤 상완 이두박근에 위치한 청영혈(HT2)에 자극하였다. 지연성 근육통의 회복여부를 판별하기 위하여, 상완이두박근에서의 ${\mid}$좌/우 온도차${\mid}$를 DITI를 이용하여 비교 분석하였다. 그 결과, 운동 후의 ${\mid}$좌/우 온도차${\mid}$는 무자극군=$2.00{\pm}1.16^{\circ}C$, TEAS군=$1.73{\pm}0.52^{\circ}C$, PMFs군=$1.48{\pm}0.51^{\circ}C$로 나타났으며, 첫 번째 자극 후에는 무자극군=$1.37{\pm}0.71^{\circ}C$, TEAS군=$1.08{\pm}0.43^{\circ}C$, PMFs군=$1.23{\pm}0.15^{\circ}C$로 나타났다. 24시간이 지난 후에 자기장 군이 가장 먼저 $0.05{\pm}0.06^{\circ}C$의 좌/우 온도차이로 정상 체열 분포를 회복했으며, TEAS군은 48시간이 지난 후에 $0.1{\pm}0.08^{\circ}C$로 정상 체열 분포를 회복하였다. 무자극 군은 48시간이 지난 후까지 $0.37{\pm}0.06^{\circ}C$의 ${\mid}$좌/우 비대칭적 온도차${\mid}$를 유지하였다. 결론적으로, 각 자극원에 따른 체열변화를 비교 분석한 결과, PMFs가 지연성 근육통에 대하여 가장 유의한 치료효과를 보임을 확인하였다.
본 연구에서는 국소적 부위에 균일한 자극이 가능한 Pulsed Magnetic Fields(PMFs) 시스템을 개발하였으며, 지연성 근육통증에 대한 본 시스템의 효과를 확인하고자 하였다. 지연성 근육통을 유발시키기 위해 비주동팔에서 무게 5Kg의 아령으로 80회의 등장성운동을 실시하였다. 피험자를 세 군(PMFs군, TEAS군, 무자극군)으로 분류한 뒤 상완 이두박근에 위치한 청영혈(HT2)에 자극하였다. 지연성 근육통의 회복여부를 판별하기 위하여, 상완이두박근에서의 ${\mid}$좌/우 온도차${\mid}$를 DITI를 이용하여 비교 분석하였다. 그 결과, 운동 후의 ${\mid}$좌/우 온도차${\mid}$는 무자극군=$2.00{\pm}1.16^{\circ}C$, TEAS군=$1.73{\pm}0.52^{\circ}C$, PMFs군=$1.48{\pm}0.51^{\circ}C$로 나타났으며, 첫 번째 자극 후에는 무자극군=$1.37{\pm}0.71^{\circ}C$, TEAS군=$1.08{\pm}0.43^{\circ}C$, PMFs군=$1.23{\pm}0.15^{\circ}C$로 나타났다. 24시간이 지난 후에 자기장 군이 가장 먼저 $0.05{\pm}0.06^{\circ}C$의 좌/우 온도차이로 정상 체열 분포를 회복했으며, TEAS군은 48시간이 지난 후에 $0.1{\pm}0.08^{\circ}C$로 정상 체열 분포를 회복하였다. 무자극 군은 48시간이 지난 후까지 $0.37{\pm}0.06^{\circ}C$의 ${\mid}$좌/우 비대칭적 온도차${\mid}$를 유지하였다. 결론적으로, 각 자극원에 따른 체열변화를 비교 분석한 결과, PMFs가 지연성 근육통에 대하여 가장 유의한 치료효과를 보임을 확인하였다.
The aim of this study was to develop a Pulsed Magnetic Fields(PMFs) system which can produce effects locally and simulate muscular tissues equally. To evaluate the PMFs system we caused DOMS(Delayed Onset Muscle Soreness) to subjects in biceps of the arm. Then, we stimulated acupoint HT2 using PMFs(...
The aim of this study was to develop a Pulsed Magnetic Fields(PMFs) system which can produce effects locally and simulate muscular tissues equally. To evaluate the PMFs system we caused DOMS(Delayed Onset Muscle Soreness) to subjects in biceps of the arm. Then, we stimulated acupoint HT2 using PMFs(20 minutes) and TEAS(20 minutes) for 2 days. The other subjects did not stimulate. Then we checked body surface temperature in biceps of the arm. All subjects had an asymmetrical body surface temperature in biceps after exercise(Non-stimulation group=$2.00{\pm}1.16^{\circ}C$, TEAS group=$1.73{\pm}0.52^{\circ}C$, PMFs group=$1.48{\pm}0.51^{\circ}C$). After 1st stimulation all subjects had decreased temperature differences(Non-stimulation group=$1.37{\pm}0.71^{\circ}C$, TEAS group=$1.08{\pm}0.43^{\circ}C$, PMFs group=$1.23{\pm}0.15^{\circ}C$). PMFs group had a symmetry body surface temperature after 24 hours($0.05{\pm}0.06^{\circ}C$) and TEAS group had that after 48 hours($0.1{\pm}0.08^{\circ}C$). Non-stimulation group did not recovery after 48 hours($0.37{\pm}0.06^{\circ}C$). Therefore, PMFs on acupoint had an therapeutic effect in DOMS.
The aim of this study was to develop a Pulsed Magnetic Fields(PMFs) system which can produce effects locally and simulate muscular tissues equally. To evaluate the PMFs system we caused DOMS(Delayed Onset Muscle Soreness) to subjects in biceps of the arm. Then, we stimulated acupoint HT2 using PMFs(20 minutes) and TEAS(20 minutes) for 2 days. The other subjects did not stimulate. Then we checked body surface temperature in biceps of the arm. All subjects had an asymmetrical body surface temperature in biceps after exercise(Non-stimulation group=$2.00{\pm}1.16^{\circ}C$, TEAS group=$1.73{\pm}0.52^{\circ}C$, PMFs group=$1.48{\pm}0.51^{\circ}C$). After 1st stimulation all subjects had decreased temperature differences(Non-stimulation group=$1.37{\pm}0.71^{\circ}C$, TEAS group=$1.08{\pm}0.43^{\circ}C$, PMFs group=$1.23{\pm}0.15^{\circ}C$). PMFs group had a symmetry body surface temperature after 24 hours($0.05{\pm}0.06^{\circ}C$) and TEAS group had that after 48 hours($0.1{\pm}0.08^{\circ}C$). Non-stimulation group did not recovery after 48 hours($0.37{\pm}0.06^{\circ}C$). Therefore, PMFs on acupoint had an therapeutic effect in DOMS.
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문제 정의
본 연구에서는 기존 연구결과에 따라 국소적인 부위만을 자극할 수 있는 PMFs 시스템을 설계하였으며, 지연성 근육통 유발 이후 TEAS와 PMFs의 두 가지 방식을 이용하여 경혈만을 자극함으로써 통증완화의 효과를 비교⋅분석 해보고자 하였다.
본 연구에서는 반복적인 등장성 운동에 의하여 유발된 지연성 근육 통증에 대하여 TEAS와 PMFs를 이용하여 국소적 부위인 경혈만을 자극했을 시, 지연성 근육통증 완화에 대한 효과를 DITI를 통하여 비교 ‧ 분석하고자 하였다. 이에 상완 이두박근에 반복적인 등장성 운동을 통하여 지연성 근육통증을 유발시킨 후 경혈에 PMFs와 TEAS를 적용시켜 각 자극원의 치료 효과를 3일 동안 DITI촬영을 통하여 체열의 변화를 비교 ‧ 분석하였다.
상완 지연성 근육통 유발 부위로 상완 이두박근을 선정하였으며, Trigger point와 경혈의 해부학적 위치가 일치하는 부위인 청영혈(HT2)을 자극점으로 선정하였다. 통증 유발 전/후와 자극 이후에 적외선체열촬영을 통한 체열 분석 결과, 두 자극원의 지연성 근육 통증 회복에 대한 효과가 유의한 결과를 도출하였기에 이를 보고하는 바이다.
제안 방법
또한 경혈과 그 주변 근조직만을 자극할 수 있도록 Ø10mm, Ø20mm, Ø30mm의 세 종류로 제작하였다(Figure 1).
Figure 4는 각 실험군의 상완이두박근을 포함하는 가로 5cm, 세로 10cm의 직사각형에 해당하는 부위의 |좌/우 온도차|에 대한 평균을 시간에 따라 그래프로 나타낸 것이며, Table 2는 이를 표로 나타낸 것이다. 모든 값들은 측정된 부위의 좌/우 온도차를 절대값으로 표현한 것이며 0.3℃를 기준점으로 |좌/우 비대칭적 온도차|를 분석하였다.
본 시스템은 PMFs 방법을 이용한 자기장 자극 시스템으로 저전류를 사용하면서 큰 자속밀도를 발생시키기 위하여 코어(Core)를 중심으로 솔레노이드(Solenoid) 타입의 코일을 제작하였다. 또한 경혈과 그 주변 근조직만을 자극할 수 있도록 Ø10mm, Ø20mm, Ø30mm의 세 종류로 제작하였다(Figure 1).
지연성 근육통의 완화를 확인하기 위하여 적외선체열촬영(Digital Infrared Thermographic Imaging; DITI)을 사용하였다. 상완 지연성 근육통 유발 부위로 상완 이두박근을 선정하였으며, Trigger point와 경혈의 해부학적 위치가 일치하는 부위인 청영혈(HT2)을 자극점으로 선정하였다. 통증 유발 전/후와 자극 이후에 적외선체열촬영을 통한 체열 분석 결과, 두 자극원의 지연성 근육 통증 회복에 대한 효과가 유의한 결과를 도출하였기에 이를 보고하는 바이다.
실내는 온도 23℃ 습도 50%로 일정하게 유지시켰으며, DITI 촬영 시 피험자가 실내의 온도에 적응할 수 있도록 20분간 탈의한 후 측정하였다. 운동 전/후, 자극 전/후에 DITI촬영을 실시하였으며, 분석을 위하여 상완이두박근을 포함하는 가로 5cm, 세로 10cm의 직사각형에 해당되는 부위의 좌/우 평균온도를 비교하였다.
모든 실험 대상자로부터 실험 참여 동의를 받았으며, 자발적 참여자에 한하여 선정하였다. 실험에 참가한 15명은 1주일 전부터 실험을 진행하는 동안 체열변화에 영향을 줄 수 있는 운동과 음식을 섭취하지 않도록 통제하였다. 피험자들은 TEAS 치료군(n=6), 자기장 치료군(n=6), 자연치유군(n=3)으로 분류하였다.
실내는 온도 23℃ 습도 50%로 일정하게 유지시켰으며, DITI 촬영 시 피험자가 실내의 온도에 적응할 수 있도록 20분간 탈의한 후 측정하였다. 운동 전/후, 자극 전/후에 DITI촬영을 실시하였으며, 분석을 위하여 상완이두박근을 포함하는 가로 5cm, 세로 10cm의 직사각형에 해당되는 부위의 좌/우 평균온도를 비교하였다.
이에 본 연구에서는 매질의 특성에 관계없이 투과하여 심부까지 동일한 자극이 가능한 체외 자기장(External Magnetic Fields)이 최적의 자극원이라고 판단하였으며, 체외 자기장 중 PMFs(Pulsed Magnetic Fields)가 근⋅골격계 및 다양한 질환에 탁월한 효과가 있음이 규명됨에 따라 PMFs를 자극원으로 선택하였다[7,8,9].
본 연구에서는 반복적인 등장성 운동에 의하여 유발된 지연성 근육 통증에 대하여 TEAS와 PMFs를 이용하여 국소적 부위인 경혈만을 자극했을 시, 지연성 근육통증 완화에 대한 효과를 DITI를 통하여 비교 ‧ 분석하고자 하였다. 이에 상완 이두박근에 반복적인 등장성 운동을 통하여 지연성 근육통증을 유발시킨 후 경혈에 PMFs와 TEAS를 적용시켜 각 자극원의 치료 효과를 3일 동안 DITI촬영을 통하여 체열의 변화를 비교 ‧ 분석하였다. 그 결과, 지연성 근육통이 24-48시간 동안 염증성 반응이 일어난다는 기존의 연구 결과와 일치하게 무자극 군의 경우 48시간이 지난 후까지 |좌/우 비대칭 온도|를 유지하였다.
1∼4 Hz의 저주파의 전기 자극이 장시간 자극으로 인한 통증의 호소가 없으므로 피험자의 안정 상태를 유지시킬 수 있음이 보고되었으며[10], 통증 완화에 관련된 β-endorphin을 증가시키는 효과가 있음이 규명되었다[11]. 이에 큰 근육의 통증 완화에 효과적인 0.2ms의 지속시간을 가지고 있는 2Hz의 biphasic rectangular wave pulse를 사용하였다. LECTRON-350RⅡ(DMC Co.
자기장 자극을 위한 코일의 직경은 TEAS에서 사용된 패드의 크기와 동일한 Ø30mm을 선택하였으며, 40mT이상이 통증 완화에 효과가 있다는 대부분 일치된 기존 연구에 의하여 0.5Hz의 주파수에 96.2mT의 자기장으로 자극하였다.
본 연구에서는 지연성 근육통이 비교적 쉽게 유발되는 상완 이두박근을 측정부위로 선정하였고, 상완이두박근에 위치한 경혈 중 수소음심경(HT)에 속한 청영혈(HT2)을 자극부위로 선정하였다. 지연성 근육통을 효과적으로 유발하기 위하여 비주동팔에서 무게 5Kg 아령으로 80회의 등장성 운동을 실시하였으며, 각각의 자극 방법을 이용하여 20분간 자극하였으며, 무자극군의 경우 20분 동안 상완이두박근에 자극 및 움직임이 없도록 통제하였다. PMFs군의 경우 주파수 0.
실험에 참가한 15명은 1주일 전부터 실험을 진행하는 동안 체열변화에 영향을 줄 수 있는 운동과 음식을 섭취하지 않도록 통제하였다. 피험자들은 TEAS 치료군(n=6), 자기장 치료군(n=6), 자연치유군(n=3)으로 분류하였다.
대상 데이터
LECTRON-350RⅡ(DMC Co. Ltd, Korea)를 이용하여 TEAS 자극을 가하였으며, 직경 Ø30mm의 원형 패드를 사용하였다.
근 골격계 및 신체에 특정한 질병이 없는 남자 대학생 15명(23세±2)을 대상으로 측정하였다.
본 연구에서는 지연성 근육통이 비교적 쉽게 유발되는 상완 이두박근을 측정부위로 선정하였고, 상완이두박근에 위치한 경혈 중 수소음심경(HT)에 속한 청영혈(HT2)을 자극부위로 선정하였다. 지연성 근육통을 효과적으로 유발하기 위하여 비주동팔에서 무게 5Kg 아령으로 80회의 등장성 운동을 실시하였으며, 각각의 자극 방법을 이용하여 20분간 자극하였으며, 무자극군의 경우 20분 동안 상완이두박근에 자극 및 움직임이 없도록 통제하였다.
이론/모형
본 연구에서는 기존 연구결과에 따라 국소적인 부위만을 자극할 수 있는 PMFs 시스템을 설계하였으며, 지연성 근육통 유발 이후 TEAS와 PMFs의 두 가지 방식을 이용하여 경혈만을 자극함으로써 통증완화의 효과를 비교⋅분석 해보고자 하였다. 지연성 근육통의 완화를 확인하기 위하여 적외선체열촬영(Digital Infrared Thermographic Imaging; DITI)을 사용하였다. 상완 지연성 근육통 유발 부위로 상완 이두박근을 선정하였으며, Trigger point와 경혈의 해부학적 위치가 일치하는 부위인 청영혈(HT2)을 자극점으로 선정하였다.
성능/효과
DITI촬영 후에 두 번째 TEAS자극을 실시하였으며 동일한 방법으로 치료를 반복한 결과 48시간 직후에는 |0.1±0.08℃|으로 확인되었다.
TEAS치료 후에는 |1.08±0.43℃|으로 무자극군에 비하여 좌/우 체열 차이가 감소하였음을 확인하였다.
결론적으로, 지연성 근육통에 대하여 DITI를 이용하여 체열의 변화를 비교⋅분석함으로써 국소적 부위의 PMFs 자극이 지연성 근육통에 대하여 유의한 치료의 효과를 가짐을 확인하였다.
이에 상완 이두박근에 반복적인 등장성 운동을 통하여 지연성 근육통증을 유발시킨 후 경혈에 PMFs와 TEAS를 적용시켜 각 자극원의 치료 효과를 3일 동안 DITI촬영을 통하여 체열의 변화를 비교 ‧ 분석하였다. 그 결과, 지연성 근육통이 24-48시간 동안 염증성 반응이 일어난다는 기존의 연구 결과와 일치하게 무자극 군의 경우 48시간이 지난 후까지 |좌/우 비대칭 온도|를 유지하였다. PMFs군은 24시간이 지난 후에 |좌/우 비대칭 온도|가 정상상태를 회복하였고, TEAS군의 경우 48시간이 지난 후에 정상상태를 회복하였다.
동일한 시간 동안 두 번째 PMFs자극을 실시하였으며, 첫 번째 자극을 기준으로 48시간이 지난 뒤에는 |0.08±0.05℃|로 24시간 후에 감소한 좌/우 체열차이가 유지된 결과를 확인하였다.
즉, 자기장이 지연성 근육통에 의해 발생된 미세손상과 초기염증을 효과적으로 감소시켰으며, 이에 따라 이후에 발생되는 염증성 반응이 최소화된 결과로 사료된다. 또한 해당 근육 전체를 자극한 것이 아닌 국소적 부위에 대한 자극을 통하여 지연성 근육통의 감소에 대한 유의한 결과가 나타났으며, 이를 통하여 해당 근육에 대한 국소적인 부위로써 경혈을 자극할 시, 치료의 효과가 있다고 판단된다. TEAS군의 경우 지연성 근육통이 유발된 지 48시간이 지난 후에 |0.
본 연구에서는 급성 혹은 만성 질환 환자를 대상으로 한 바가 아니며 일반 대학생을 대상으로 지연성 근육통을 유발하였으므로 |좌/우 비대칭적 온도| 기준점이 0.3℃가 최적이라 판단하였다.
피험자의 |좌/우 온도차|가 48시간이 지난 후까지 비대칭 적으로 나타난다면, 이는 지연성 근육통이 유발되었음을 의미한다. 이와 일치한 결과를 무자극군을 통하여 확인 할 수 있었는데, 신장성 운동을 통해 유발된 온도차가 시간이 지남에 따라 점차 감소하는 패턴을 보였으나 비대칭 온도차의 기준으로 선정하였던 |0.3℃|이상의 온도차가 48시간이 지난 후까지 지속되는 결과를 확인하였다. 지연성 근육통 유발 후에 이어진 20분간의 자극이후, 24시간이 지난 후에 PMFs군은 등장성 운동 이후 발생된 0.
또한 자기장은 혈관 이완과 혈류 증가에 효과가 있으며 주변신경의 탈분극화와 근조직을 자극해 줌으로 해당 근육을 강화시키고 통증완화에 효과가 있다[20]. 즉, 자기장이 지연성 근육통에 의해 발생된 미세손상과 초기염증을 효과적으로 감소시켰으며, 이에 따라 이후에 발생되는 염증성 반응이 최소화된 결과로 사료된다. 또한 해당 근육 전체를 자극한 것이 아닌 국소적 부위에 대한 자극을 통하여 지연성 근육통의 감소에 대한 유의한 결과가 나타났으며, 이를 통하여 해당 근육에 대한 국소적인 부위로써 경혈을 자극할 시, 치료의 효과가 있다고 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
TENS에서 파생된 방법으로 경혈만의 국소적 부위만을 전기 자극하는 방식인 TEAS(Transcutaneous Electrical Acupoint Stimulation)의 문제점은?
이러한 문제를 극복하고자 TENS에서 파생된 방법으로 경혈만의 국소적 부위만을 전기 자극하는 방식인 TEAS(Transcutaneous Electrical Acupoint Stimulation)가 제시되었으며 근 통증완화 및 다양한 치료에 효과가 있음이 규명되고 있는 실정이다[5,6]. 그러나 이는 피부 임피던스에 의하여 비자극 부위의 경피까지 전류가 도통된다는 기존의 제시된 단점을 완전히 해결한 바가 아니며, 비침습적인 방법으로 인하여 심부에 존재하는 조직을 구성하는 세포 막 내외의 이온들과 신경계에 충분한 자극 전달이 어렵다는 한계점을 극복한 바가 아니다.
지연성 근육통이란?
지연성 근육통은 익숙하지 않은 근육의 사용으로 인하여 근육의 미세손상 유발과 그에 따른 염증성 반응을 원인으로 통증을 발생하는 병증이다[1]. 이러한 지연성 근육통은 신진대사의 산물을 생성시킬 뿐만 아니라 부적절한 혈액의 공급으로 인한 근조직 내에 산소의 부족을 일으킨다[2].
지연성 근육통은 무엇을 생성시키고 어떤 부족을 일으키는가?
지연성 근육통은 익숙하지 않은 근육의 사용으로 인하여 근육의 미세손상 유발과 그에 따른 염증성 반응을 원인으로 통증을 발생하는 병증이다[1]. 이러한 지연성 근육통은 신진대사의 산물을 생성시킬 뿐만 아니라 부적절한 혈액의 공급으로 인한 근조직 내에 산소의 부족을 일으킨다[2]. 이러한 생체 내 기전에 따라 Ca2+의 분비가 정지되며 이에 따른 세포막 전위의 지속적인 탈분극(depolariztion)이 유도되고 결과적으로 활동전위(Action-potential)의 생성이 불가능한 반응을 초래한다.
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