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문제 정의
- 따라서 본 연구는 정상 성인을 대상으로 광범위한 어깨관절 각도의 팔자세 유형에서 여러 가지 손의 쥐기 강도의 차이에 따라 앞세모근, 위등세모근, 가시위근, 가시 아래근의 어깨주위근 활성도를 측정하여, 직업과 관련된 어깨 손상을 예방하고 치료하는데 유용한 기초임상자료로 제공하고자 한다.
- 따라서 위와 같은 근거로 정상 성인 35명을 대상으로 팔 자세의 유형에서 쥐기 강도에 따라 어깨주위 네 가지 근육인 앞세모근, 가시위근, 위등세모근, 가시아래근의 활성도 변화를 알아보기 위해 본 연구를 실시하였다.
제안 방법
- 근전도 신호의 피부저항을 최소화 하기위해 대상자들의 피부에서 털을 제거하고 가는 사포를 이용하여 각질을 제거한 뒤 알코올 솜으로 문질러 피부를 청결히 한 후 Ag/Agcl 표면 전극을 사용하여 앞세모근은 견봉에서 손가락 2～3개 정도 아래 근복 위 근섬유 방향으로 부착하였고 위등세모근은 제 7목뼈 가시위 돌기와 쇄골 원위부 사이 1/3 지점에, 가시위근은 어깨뼈 가시돌기의 외측 원위부를 촉지하여 어깨뼈 가시위돌기에 전극을 2 cm간격으로 부착하였다. 가시아래근은 어깨뼈 가시돌기를 촉지하고 이와 평행하게 외측연으로부터 4 cm정도 가시아래 돌기에 부착하되 세모근 후부섬유를 피해서 부착하였다 [8](그림 1).
- 대상자는 먼저 특정동작을 기준으로 근전도 신호의 정규화(Normalization)를 위해 지속적 수동 운동(Continues Passive Motion; CPM)의자에 앉아 상체를 고정하고, 오른쪽 어깨관절 90°굽힘, 45° 수평 벌림 시켜 팔꿉관절 완전 폄자세, 그리고 아래팔 중립을 유지한 상태에서 악력계를 사용하여 최대 수의적 수축(Maximum Volunta ry Contraction; MVC)을 5초간 측정하였으며, 측정하는 동안 앞세모근, 가시위근, 위등세모근, 가시아래근에서 측정된 근전도 신호를 수집하여 실효치 진폭(Root Mean Square;RMS)과 쥐기힘의 평균값을 구하였다.
- , Goleta, CA, USA)을 사용하였으며, 신호 수집을 위한 표본추출율(sampling rate)은 200Hz로 하였고, 주파수 대역 필터는 1-35 Hz로 설정하였다. 수집된 신호를 Acqknowledge 4.2 software program(Biopac System Inc)을 사용하여 분석하였으며, 손 쥐기를 측정하기 위한 도구로는 Tanita analog dynamometer (Tanita. Japan)를 사용하였고, 손 쥐기 측정 시 팔의 굽힘 각도를 유지하기 위해 ARTUS 어깨관절수동운동기(CST Co, Korea)를 사용하여 정확한 각도에서 측정할 수 있도록 하였다.
- 실험자의 동작 개시 명령 전에는 최대한 이완할 수 있도록 하였으며 명령에 맞춰 각각의 강도로 30초간 수축하여 표면 근전도 값을 수집하였고, 측정하는 동안 악력계를 쥐는 힘이 일정하게 유지될 수 있도록 실험자가 큰 소리로 독려하여 청각적 피드백을 제공하였다. 이때 머리나 체간 기타 다른 부위에서 대상성 움직임이 일어나지 않도록 주의하면서 실시하였고 모든 동작들은 3회 반복 측정하여 평균값을 구하였으며, 측정하는 동안 근피로를 방지하기 위해 각 측정 간 1분의 휴식시간을 갖게 하였다.
- 실험자의 동작 개시 명령 전에는 최대한 이완할 수 있도록 하였으며 명령에 맞춰 각각의 강도로 30초간 수축하여 표면 근전도 값을 수집하였고, 측정하는 동안 악력계를 쥐는 힘이 일정하게 유지될 수 있도록 실험자가 큰 소리로 독려하여 청각적 피드백을 제공하였다. 이때 머리나 체간 기타 다른 부위에서 대상성 움직임이 일어나지 않도록 주의하면서 실시하였고 모든 동작들은 3회 반복 측정하여 평균값을 구하였으며, 측정하는 동안 근피로를 방지하기 위해 각 측정 간 1분의 휴식시간을 갖게 하였다.
- 대상자는 먼저 특정동작을 기준으로 근전도 신호의 정규화(Normalization)를 위해 지속적 수동 운동(Continues Passive Motion; CPM)의자에 앉아 상체를 고정하고, 오른쪽 어깨관절 90°굽힘, 45° 수평 벌림 시켜 팔꿉관절 완전 폄자세, 그리고 아래팔 중립을 유지한 상태에서 악력계를 사용하여 최대 수의적 수축(Maximum Volunta ry Contraction; MVC)을 5초간 측정하였으며, 측정하는 동안 앞세모근, 가시위근, 위등세모근, 가시아래근에서 측정된 근전도 신호를 수집하여 실효치 진폭(Root Mean Square;RMS)과 쥐기힘의 평균값을 구하였다. 측정하는 동안 쥐기힘이 일정하게 유지될 수 있도록 실험자가 큰소리로 독려하여 청각적 피드백을 제공하였고, 동시에 다른 부위의 불필요한 대상작용이 일어나지 않게 주의하 면서 3회 반복 측정 하였다.
- 팔자세의 유형에 따라 다양한 강도로 쥐기를 시행 할 때 어깨 주위 근육의 활성도를 알아보기 위해 모든 대상 자들은 MVC측정 시와 동일한 자세에서 어깨관절 0°, 90°, 160°에서 각각 최대 쥐기 강도의 30%, 50%, 70%를 무작위로 실시하여 쥐기 강도에 따른 앞세모근, 가시위근, 위등세모근, 가시아래근에서 측정된 근전도 신호를 수집하였으며 수집된 신호에서 실효치 진폭(Root Mean Square;RMS)과 쥐기힘의 평균값을 구하고 이를 어깨관절90°에서 최대의 쥐기 힘으로 사전에 측정했던 MVC 실효치 진폭 평균값으로 나눈 후 백분율하여 % 최대 수의적 수축(Maximum Voluntary Contraction; %MVC)으로 나타내었다.
대상 데이터
- 연구대상자는 전남소재의 S대학에 재학 중인 만 19세 이상 25세미만의 남자 35명을 대상으로, 본 연구의 취지를 잘 이해하고 자발적인 참여에 동의한 정상인으로, 신경학적 손상과 근골격계에 병리적 소견이 없고, 최근 1년 동안 지속적인 근력훈련을 하지 않았으며, 실험에 영향을 주는 약물을 지속적으로 복용하지 않은 자를 선정하였다.
데이터처리
- 본 연구를 위한 자료처리방법은 Window용 SPSS 14.0 version을 이용하여 각각의 팔자세의 유형에서 손의 쥐기 강도에 따른 각 근육의 %MVC 비교분석을 위하여 일원배치분산분석(one-way ANOVA)을 하였고, 사후 분석으로는 Tukey를 사용하였으며, 유의 수준은 α =.05로 설정하였다.
이론/모형
- 본 연구에 사용된 측정 도구로는 어깨주변 근육의 활성도를 측정하기 위해 MP 150 system(Biopac system Inc., Goleta, CA, USA)을 사용하였으며, 신호 수집을 위한 표본추출율(sampling rate)은 200Hz로 하였고, 주파수 대역 필터는 1-35 Hz로 설정하였다. 수집된 신호를 Acqknowledge 4.
성능/효과
- 각 집단의 %MVC를 비교하기 위하여 0°에서 최대 힘의 30%, 50%, 70%로 쥐기를 비교한 결과 앞세모근, 가시 위근, 위등세모근, 가시아래근 간의 근활성도에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다.
- 본 연구결과 90°와 160°의 팔자세에서는 모든 쥐기 강도에서 가시위근과 위등세모근의 활성도는 낮은 것으로 나타났다.
- 001). 사후검정 결과에서는 최대 힘의 30%로 쥐기를 했을 때 앞세모근과 가시아래근이 가장 근활성도가 높고, 가시위근과 위등세모근은 근활성도가 가장 낮게 나타났으며, 최대 힘의 50%와 70%에서는 앞세모근이 근활성도가 가장 높았고, 가시위근과 위등세모근은 근활성도가 가장 낮게 나타났다(Table 3).
- 001). 사후검정 결과에서는 최대 힘의 30%로 쥐기를 했을 때 앞세모근과 가시아래근이 근활성도가 가장 높고, 가시위근과 위등세모근은 근활성도가 가장 낮게 나타났으며, 최대 힘의 50%와 70%에서는 앞세모근이 근활성도가 가장 높았고, 가시위근과 위등세모근은 근활성도가 가장 낮게 나타났다.
- 001). 사후검정 결과에서는 최대 힘의 30%로 쥐기를 했을 때 앞세모근이 근활성도가 가장 높게 나타났고, 가시위근과 위등세모근은 근활성도가 가장 낮게 나타났으며, 최대 힘의 50%와 70%에서는 모두 앞세모근과 가시아래근이 근활성도가 가장 높게 나타났고, 가시위근과 위등세모근이 근활성도가 가장 낮게 나타났다.(Table 4).
- 이러한 상황에서도 90°에서의 경우와 마찬가 지로 역시 앞세모근의 활성도는 높았으며, 가시아래근은 강도가 높을수록 더 많은 흥분도를 보였다.
- 팔자세의 유형 160°에서 %MVC를 비교한 결과 최대 힘의 30%로 쥐기를 적용했을 때 앞세모근, 가시위근, 위등세모근, 가시아래근 각각 유의한 차이가 있었고(p<0.0 01), 최대 힘의 50%로 쥐기를 적용하였을 때도 앞세모근, 가시위근, 위등세모근, 가시아래근에서 각각 유의한 차이가 있었으며(p<0.001), 최대 힘의 70%로 쥐기에서도 앞세모근, 가시위근, 위등세모근, 가시아래근에서 각각 유의한 차이가 있었다(p<0.001).
- 팔자세의 유형 90도 굽힘 자세에서 %MVC를 비교한 결과 최대 힘의 30%로 쥐기를 적용했을 때 앞세모근, 가시위근, 위등세모근, 가시아래근에서 각각 유의한 차이가 있었고(p<0.001), 최대 힘의 50%로 쥐기를 적용하였을 때에도 앞세모근, 가시위근, 위등세모근, 가시아래근에 유의한 차이가 있었으며(p<0.001), 최대 힘의 70%로 쥐기에서도 앞세모근, 가시위근, 위등세모근, 가시아래근에서 유의한 차이가 있었다(p<0.001).
후속연구
- 또한 세가지 팔유형과 세가지 손의 강도 설정은 일상생활이나 산업현장에서의 동작을 가정하여 선택한 것이지만 인체에서 가장 큰 운동범위를 가지고 있는 어깨관절의 복잡성을 생각한다면 일부에 지나지 않는다. 그러나 추후에도 성별과 연령, 측정하는 각도의 다양성과 측정 근육을 더 추가하여 어깨손상환자들과 비교해 보거나 치료적 중재를 접목시켜 연구를 진행한다면 보다 면밀한 예방과 치료적 중재를 시행하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
- 본 연구의 제한점으로는 20대의 남성으로만 연구를 시행했기 때문에 연령별과 성별로 일반화 시키기에는 다소 무리가 따른다. 또한 세가지 팔유형과 세가지 손의 강도 설정은 일상생활이나 산업현장에서의 동작을 가정하여 선택한 것이지만 인체에서 가장 큰 운동범위를 가지고 있는 어깨관절의 복잡성을 생각한다면 일부에 지나지 않는다.
- 위등세모근의 경우에도 여러 어깨관절 각도와 쥐기 강도에서 낮은 근활성도를 보였다. 위등세모근은 어깨관절손상 환자들의 경우 어깨관절 움직임 초기부터 근활성도가 높아지는 비정상적 양상을 보임으로[12] 추후에 어깨손상 환자들과 비교 분석한다면 손상과 재활의 측면에서 활용도가 높을 것으로 보인다.
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