[논문]교각운동시 엉덩관절 초기 굽힘 각도에 따른 체간 및 하지의 근활성도 분석

김은영; 정영준; 송명환

문제 정의

본 연구는 안정화를 목적으로 널리 시행되고 있는 교각운동을 통해 안정한 지지면과 불안정한 지지면을 바탕으로 엉덩관절의 다양한 초기 굽힘 각도에 따른 체간과 하지의 근육의 활성도를 알아보기 위해 성인남자 30명을 대상으로 실시하였다. 엉덩관절의 초기각도를 0도, 45도, 90도로 나누었으며, 매트훈련군과 균형훈련군으로 분류하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
대부분의 치료 시기는 수술 직후 보다는 어느 정도 지난 후부터 시작을 하게 된다. 본 연구의 목적은 손상 직 후나 수술 직 후부터 근골격계 재생과정을 촉진시키기 위한 운동으로 누운자세에서 안정적으로 실시 할 수 있는 교각운동을 적용하여 체간 및 하지에 길항적인 근수축 방법을 안정한 지지면과 불안정한 지지면으로 비교하여 실시하였으며 엉덩관절의 초기 굽힘 각도에 변화를 주어 그에 따른 체간과하지의 근육의 활성도를 알아보고 실제 적용할 수 있는 효율적인 방법을 제시해 보고자 하였다.
교각운동을 이용한 선행연구로는 Stevens 등(2007)의 건강한 대상자에서 허리뼈의 중립자세를 유지하며 교각 운동 시 중립자세로 유지하지 않고 교각운동을 할 때보다 배속빗근과 배곧은근의 근 활성도는 증가하였고 배바깥빗근은 유의하지 않다고 보고하였으며, Kavcic 등(2004)은 건강한 성인을 대상으로 실시한 등척성 지지를 하는 측면 교각운동과 교각운동 자세에서의 하지 들기 시 교각운동이 배곧은근의 근활성도와 매우 높은 연관성을 나타낸다고 보고하였다. 이렇듯 교각운동은 안정화를 목적으로 널리 시행되고 있으며 본 연구에서도 안정한 지지면과 불안정한 지지면을 바탕으로 엉덩관절의 초기 굴곡각도에 따라 체간과 하지의 근육의 활성도를 알아보고자 하였다.

제안 방법

각각의 운동 동안에 체간 및 하지의 굽힘근 및 폄근의 활성화를 알아보기 위하여 무선 8채널 표면근전도 검사기(TeleMyo TM, 2400T G2, Noraxon, USA)를 이용하였다. 근전도 검사기와 컴퓨터를 연결하고 근전도 분석 프로그램(Noraxon MyoResearch XP Master Edition 1.
근전도 검사기와 컴퓨터를 연결하고 근전도 분석 프로그램(Noraxon MyoResearch XP Master Edition 1.06.64)을 이용하여 분석하였으며, 신호의 표본 추출율은 1000㎐로 정하였고, 주파수 대역통과필터는 60∼500㎐, 노치필터는 60㎐ 조건에서 수집된 신호를 정량화하고 실효치를 수집하였다(Hung와 Gross, 1999).
근전도 전극의 피부저항을 줄이기 위하여 전극 부착 부위에 털을 면도기로 제거하고 가는 사포로 4회 정도 문지른 후, 알코올로 피부를 소독하였다. Ag-AgCl 표면 전극 사이 거리는 2㎝내에 위치하도록 하였고, 접지전극(ground electrode)은 C7가시돌기에 부착하였다.
동일한 운동방법으로 바닥에 균형 훈련 기구를 대고 불안정한 지지면을 만든 상태에서 실시하였다. 균형 훈련으로 사용한 기구로는 토구(TOGU, DYN AIR BAIIKISSEN, 독일)이며 지름 33㎝의 둥근 형태를 사용하였다.
본 연구에서는 3개의 운동방법을 매트실험군(안정군)과 균형훈련군(불안정군)으로 나누어 실시하였다. 각 운동방법은 다음과 같다.
본 연구는 안정화를 목적으로 널리 시행되고 있는 교각운동을 통해 안정한 지지면과 불안정한 지지면을 바탕으로 엉덩관절의 다양한 초기 굽힘 각도에 따른 체간과 하지의 근육의 활성도를 알아보기 위해 성인남자 30명을 대상으로 실시하였다. 엉덩관절의 초기각도를 0도, 45도, 90도로 나누었으며, 매트훈련군과 균형훈련군으로 분류하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
운동 1 : 실험대상자는 양 팔을 가슴에 모으고 바닥에 똑바로 누워 침대 밖으로 무릎을 90도 유지 초기 엉덩관절을 0도로 맞추어 교각 운동을 실시하였다.
대상자들은 실험 방법의 설명을 듣고 숙지하였으며, 각각의 자세 순서는 무작위로 시행하였다. 자세는 10초간 실시하였고 얻어진 근전도 신호 중 앞과 뒤의 각 2초를 제외한 후 6초의 신호를 수집하였으며, 피로를 고려하여 각각의 운동 사이 1분 간 휴식을 취하였다. 각각의 운동은 3번 측정하여 평균값으로 나타내었다.

대상 데이터

동일한 운동방법으로 바닥에 균형 훈련 기구를 대고 불안정한 지지면을 만든 상태에서 실시하였다. 균형 훈련으로 사용한 기구로는 토구(TOGU, DYN AIR BAIIKISSEN, 독일)이며 지름 33㎝의 둥근 형태를 사용하였다. 대상자들은 실험 방법의 설명을 듣고 숙지하였으며, 각각의 자세 순서는 무작위로 시행하였다.
본 연구는 실험참여에 자발적으로 동의한 G대학 학생들이 5월 21일부터 24일까지 4일간 실험에 참여하였다. 연구대상자들은 실험에 요구되는 운동을 수행 할 수 있는 근력, 관절가동범위와 균형능력을 갖춘 건강한 성인 남자 30명을 무작위로 나누어 실시하였으며, 이전에 허리에 외과적, 신경학적 질환이나 최근 6개월 동안 허리에 통증을 경험하지 않는 자로 선정하였다.
본 연구는 실험참여에 자발적으로 동의한 G대학 학생들이 5월 21일부터 24일까지 4일간 실험에 참여하였다. 연구대상자들은 실험에 요구되는 운동을 수행 할 수 있는 근력, 관절가동범위와 균형능력을 갖춘 건강한 성인 남자 30명을 무작위로 나누어 실시하였으며, 이전에 허리에 외과적, 신경학적 질환이나 최근 6개월 동안 허리에 통증을 경험하지 않는 자로 선정하였다. 연구대상자의 특성은 다음과 같다(Table 1).

데이터처리

0 프로그램을 사용하였으며 기술적 통계학(descriptive statistics)을 사용하여 근활성도를 알아보았다. 매트훈련군과 균형훈련군의 엉덩관절 초기 관절각도에 따른 유의수준을 보기 위하여 이원 분산분석(two-way ANOVA)를 사용하였다. 사후검정은 Tukey HSD를 사용하였으며, 유의수준 α는 .
사후검정은 Tukey HSD를 사용하였으며, 유의수준 α는 .05로 정하였다.
통계분석을 위하여 윈도우용 SPSS 13.0 프로그램을 사용하였으며 기술적 통계학(descriptive statistics)을 사용하여 근활성도를 알아보았다. 매트훈련군과 균형훈련군의 엉덩관절 초기 관절각도에 따른 유의수준을 보기 위하여 이원 분산분석(two-way ANOVA)를 사용하였다.

성능/효과

1. 운동방법 및 각도차이에 따른 근활성도의 최대값은 매트훈련군에서 배곧은근, 척추세움근, 넙다리곧은근, 종아리근의 각도별 변화값이 통계적으로 유의한 차이를 나타내었으나 균형훈련군에서는 척추세움근만이엉덩관절 초기 각도 변화에 따라 유의한 차이를 나타내었다.
2. 각각의 운동군 초기 운동각도에 따른 근 활성도 변화는 배곧은근에서 0도와 90도, 45도와 90도, 척추세움근에서 0도와 90도, 넙다리곧은근에서 45도와 90도, 종아리근에서 0도와 90도간에 유의한 차이를 나타냈으며, 균형훈련군은 척추세움근에서 0도와 90도간에 유의한 차이를 나타내었다.
균형훈련군(불안정군)의 운동각도에 따른 각 근육의 근활성도를 비교한 결과 척추세움근에서 0도와 90도간에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<.05)(Fig 1).
이는 본 연구에서와 마찬가지로 불안정한 지지면보다 안정한 지지면에서의 근활성도가 더 많이 나타났으며 그중 안정한 지지면에서 배곧은근과 장딴지근의 활성도는 엉덩관절 초기 각도가 90도인 상태에서 운동이 가장 높았고, 넙다리곧은근은 엉덩관절의 초기 각도가 0도인 상태에서 활성도가 가장 높았다. 또한 척추세움근은 안정한 지지면과 불안정한 지지면 두 자세 모두 엉덩관절 초기 각도 0도에서 활성도가 가장 크게 나타났다. 이는 중심점이 높을수록 체간의 안정화를 위해 체간근의 활성도가 증가되었을 거라 생각되며, 신체분절을 지나는 근육들의 공동수축(co-contraction)을 발생하는데 체간을 들어 올리는데필요한 척추세움근은 각도가 작을수록 대항근으로 작용하는 복부근보다 활성도가 크게 나타나는 것으로 생각된다.
매트훈련군(안정군)의 운동각도에 따른 각각의 근육에 대한 근활성도를 비교한 결과 배곧은근에서 0도와 90도, 45도와 90도, 척추세움근에서 0도와 90도, 넙다리곧은근에서 45도와 90도, 종아리근에서 0도와 90도 간에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<.05).
본 연구에서는 중심안정화를 위한 여러 효율적 자세 중 한 방법인 교각자세가 체간의 안정성을 유지하면서 하지의 선택적인 근활성도를 증가시킬 수 있는 운동방법의 하나이며, 또한 안정한 지지면에서의 근 활성도가 불안정한 지지면에서의 근 활성도보다 여러 근육이 사용 되어졌다. 이는 실제로 건강한 사람이 아닌 자세조절과 하지 안정성을 필요로 하는 환자를 대상으로 같은 효과가 있는 지를 알아보는 연구가 필요할 것으로 생각된다.
본 연구의 결과로 안정한 지지면에서 배곧은근, 척추세움근, 넙다리곧은근, 종아리근의 활성도가 엉덩관절의 각도에 따라 차이가 있으며, 불안정한 지지면에서는 척추세움근 만이 엉덩관절의 각도에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다.
본 연구의 결과로 중심안정화를 위한 교각운동 적용 시 균형훈련보다도 매트운동에서 체간과 하지의 근활성도가 나타남을 확인하였으며 엉덩관절 초기 굽힘각도에 따라 근육의 활성도가 다르다는 것을 확인하였다. 이에 환자 적용 시 다양한 방법을 이용한 교각운동 적용이 필요하리라 사료된다.
운동방법별 각 근육마다 근전도 신호 량의 최대값의 차이를 알아본 결과, 매트훈련군(안정군) 의 배곧은근(0도에서 2.66±1.39, 45도에서 2.16±0.99, 90도에서 5.13±3.70), 척추세움근(0도에서 11.85±12.45, 45도에서 19.84±10.12, 90도에서 23.43±13.71), 넙다리 곧은근(0도에서 3.30±2.68, 45도에서 2.52±0.77, 90도에서 5.67±4.05), 종아리근(0도에서 3.11±3.21, 45도에서 11.22±8.71, 90도 13.71±13.18)에서 엉덩관절의 각도 변화에 따라 통계적으로 유의한 차이를 나타내었으나, 균형훈련군(불안정군)에는 척추세움근(0도에서 10.66±11.85, 45도에서 18.64±10.70, 90도에서 23.61±14.07)에서만 엉덩관절의 초기 각도 변화에 따라 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<.05).
그러나 Marshall과 Murphy(2005)는 4가지 운동방법에서 볼 사용 유무에 따라 근활성도 차이를 조사하였으며그 결과 대부분의 근육에서 유의한 차이를 나타내지 않았다고 보고하였으며, 다른 연구에서도 안정화운동에서 볼 사용이 체간근의 활성화에 변화가 없다고 보고하였다(Lehman 등, 2005). 이는 본 연구에서와 마찬가지로 불안정한 지지면보다 안정한 지지면에서의 근활성도가 더 많이 나타났으며 그중 안정한 지지면에서 배곧은근과 장딴지근의 활성도는 엉덩관절 초기 각도가 90도인 상태에서 운동이 가장 높았고, 넙다리곧은근은 엉덩관절의 초기 각도가 0도인 상태에서 활성도가 가장 높았다. 또한 척추세움근은 안정한 지지면과 불안정한 지지면 두 자세 모두 엉덩관절 초기 각도 0도에서 활성도가 가장 크게 나타났다.

후속연구

이는 실제로 건강한 사람이 아닌 자세조절과 하지 안정성을 필요로 하는 환자를 대상으로 같은 효과가 있는 지를 알아보는 연구가 필요할 것으로 생각된다. 연구의 제한점으로는 실험 시 움직임으로 인하여 근전도 신호 수집에 있어서 지장을 주는 요소들을 제거하기 위해 노력하였으나 완전히 배제할 수 없었으며, 체간의 분절적인 안정화에 작용하는 심부근들에 대한 측정 및 각도별 근육의 개시시간정도 측정이 없었다는 점이다. 이에 후속 연구에서는 안정화 운동을 필요로 하는 환자를 대상으로 충분한 기간 동안의 훈련을 통해 국소근육과 대근육을 비교하는 연구와 개시시간에 대한 연구가 필요하다고 생각되어진다.
본 연구에서는 중심안정화를 위한 여러 효율적 자세 중 한 방법인 교각자세가 체간의 안정성을 유지하면서 하지의 선택적인 근활성도를 증가시킬 수 있는 운동방법의 하나이며, 또한 안정한 지지면에서의 근 활성도가 불안정한 지지면에서의 근 활성도보다 여러 근육이 사용 되어졌다. 이는 실제로 건강한 사람이 아닌 자세조절과 하지 안정성을 필요로 하는 환자를 대상으로 같은 효과가 있는 지를 알아보는 연구가 필요할 것으로 생각된다. 연구의 제한점으로는 실험 시 움직임으로 인하여 근전도 신호 수집에 있어서 지장을 주는 요소들을 제거하기 위해 노력하였으나 완전히 배제할 수 없었으며, 체간의 분절적인 안정화에 작용하는 심부근들에 대한 측정 및 각도별 근육의 개시시간정도 측정이 없었다는 점이다.
본 연구의 결과로 중심안정화를 위한 교각운동 적용 시 균형훈련보다도 매트운동에서 체간과 하지의 근활성도가 나타남을 확인하였으며 엉덩관절 초기 굽힘각도에 따라 근육의 활성도가 다르다는 것을 확인하였다. 이에 환자 적용 시 다양한 방법을 이용한 교각운동 적용이 필요하리라 사료된다.
연구의 제한점으로는 실험 시 움직임으로 인하여 근전도 신호 수집에 있어서 지장을 주는 요소들을 제거하기 위해 노력하였으나 완전히 배제할 수 없었으며, 체간의 분절적인 안정화에 작용하는 심부근들에 대한 측정 및 각도별 근육의 개시시간정도 측정이 없었다는 점이다. 이에 후속 연구에서는 안정화 운동을 필요로 하는 환자를 대상으로 충분한 기간 동안의 훈련을 통해 국소근육과 대근육을 비교하는 연구와 개시시간에 대한 연구가 필요하다고 생각되어진다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	하지의 닫힌사슬 체중부하 운동이 포함하는 것은 무엇인가?	하지의 닫힌사슬 체중부하 운동(closed-chain weight bearing exercise)은 엉덩관절 근육에만 국한되는 것이 아니고 닫힌 사슬 안에 있는 모든 관절과 근육의 움직임을 포함한다. 닫힌 사슬 체중부하 운동에 속하는 교각운동(bridging exercise)은 요부와 체간의 안정화를 증진시키기 위하여 엉덩관절 폄근군(hip extensor) 즉, 큰 볼기근(gluteus maximus) 및 오금근육(hamstring)의 근력을 증진시키기 위해 적용되어져 왔다(Kisner 등, 2002).
	안정화를 목적으로 널리 시행되고 있는 교각운동을 통해 안정한 지지면과 불안정한 지지면을 바탕으로 엉덩관절의 다양한 초기 굽힘 각도에 따른 체간과 하지의 근육의 활성도를 알아본 본 연구의 결과는 무엇인가?	1. 운동방법 및 각도차이에 따른 근활성도의 최대값은 매트훈련군에서 배곧은근, 척추세움근, 넙다리곧은근, 종아리근의 각도별 변화값이 통계적으로 유의한 차이를 나타내었으나 균형훈련군에서는 척추세움근만이엉덩관절 초기 각도 변화에 따라 유의한 차이를 나타내었다. 2. 각각의 운동군 초기 운동각도에 따른 근 활성도 변화는 배곧은근에서 0도와 90도, 45도와 90도, 척추세움근에서 0도와 90도, 넙다리곧은근에서 45도와 90도, 종아리근에서 0도와 90도간에 유의한 차이를 나타냈으며, 균형훈련군은 척추세움근에서 0도와 90도간에 유의한 차이를 나타내었다.
	기능적으로 전체적 운동근의 역할은 무엇인가?	전체적 운동근은 우리가 흔히 이야기 하는 척추세움근, 배곧은근 등을 들 수 있는데 이러한 근육들은 등뼈와 골반 사이에 부하를 서로 전달해 주는 그런 역할을 하게 되고 국소적 안정근이라 불리우는 뭇 갈래근, 배가로근 등과 같은 근육은 추체에 직접적으로 부착하게 되어 허리뼈의 직접적인 활동에 관여하는 근육 조직이다. 기능적으로 본다면 전체적 운동근은 외력에 대해서 우리 인체의 균형을 잡아주는 역할을 하고 국소적 안정근은 척추 구조에 무게 부하기 있을 때 척추와 자세의 움직임을 유지시켜 주는 힘을 조절하는 역할을 하게 된다(Standaert 등, 2008). 반면 하지는 골반과 넙다리뼈, 정강뼈, 종아리뼈 그리고 발뼈의 여러 관절들이 상호 작용하면서 상체에서 오는 하중을 지탱하고 유지하게 되며, 그중 골반은 인체에서 가장 중요한 구조로 인식되어 있고 그 이유는 골반의 골격구조는 상지와 하지를 연결시켜 함께 작용하며 인체의 중심이 되는 골간이기 때문이며, 뛰거나 구르거나, 점프와 같은 기능적인 요구에 대해 발생되는 힘을 직접적으로 수용 하는 곳이어서 비과학적이고 비균형적인 동작은 골반의 변위를 일으켜 모든 신경과 골격들을 불균형 상태로 이르게 한다(이애덕과 이주립, 2004).

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