청소년 척추 측만증 환자를 위한 근골격계 보정 웨어 개발 - 스포츠 테이핑 원리 응용 - Development of Wearing of Musculo-Skeletal Functional Garment for Adolescents' Idiopathic Scoliosis -With the Principle of Sports Taping Applied-원문보기
We aimed to analyze the muscle activity of adolescent patients with idiopathic scoliosis during gait and develop the wearing of musculo-skeletal functional garment by applying the principle of sports taping based on the result of the analysis. We selected 20 male students between the ages of 13 and ...
We aimed to analyze the muscle activity of adolescent patients with idiopathic scoliosis during gait and develop the wearing of musculo-skeletal functional garment by applying the principle of sports taping based on the result of the analysis. We selected 20 male students between the ages of 13 and 18 and divided them into 2 groups: one group consisted of 10 patients with idiopathic scoliosis <20 degrees of Cobb's Angle: the other group had 10 normal students. Using, we measured and analyzed the muscle activity of 8 different regions: left and right latissimus dorsi, left and right thoracolumbar fascia, left and right gluteus medius, and left and right biceps femoris during gait. Our results can be summarized as follows: Firstly, in patients with idiopathic scoliosis, the gait showed a significantly low activity of the right latissimus dorsi muscle when the left foot was supported on the ground(p<.05). Secondly, in the overall gait cycle, the patients showed a higher activity of the right thoracolumbar fascia and right gluteus medius than that seen in the normal students: however, this difference was not statistically significant. Thirdly, by applying sports taping on the bisis of the results, this study developed the wearing of musculo-skeletal functional garment that could maximize the stimuli of the right latissimus dorsi and alleviate muscle contraction of the right thoracolumbar fascia and right gluteus medius, while expanding the spinal line upward and downward, by focusing on the difference between left and right muscular strength of the muscle activity of the bright latissimus dorsi. Overall, we expect that by wearing of musculo-skeletal functional garment, the muscular functions in adolescents with idiopathic scoliosis.
We aimed to analyze the muscle activity of adolescent patients with idiopathic scoliosis during gait and develop the wearing of musculo-skeletal functional garment by applying the principle of sports taping based on the result of the analysis. We selected 20 male students between the ages of 13 and 18 and divided them into 2 groups: one group consisted of 10 patients with idiopathic scoliosis <20 degrees of Cobb's Angle: the other group had 10 normal students. Using, we measured and analyzed the muscle activity of 8 different regions: left and right latissimus dorsi, left and right thoracolumbar fascia, left and right gluteus medius, and left and right biceps femoris during gait. Our results can be summarized as follows: Firstly, in patients with idiopathic scoliosis, the gait showed a significantly low activity of the right latissimus dorsi muscle when the left foot was supported on the ground(p<.05). Secondly, in the overall gait cycle, the patients showed a higher activity of the right thoracolumbar fascia and right gluteus medius than that seen in the normal students: however, this difference was not statistically significant. Thirdly, by applying sports taping on the bisis of the results, this study developed the wearing of musculo-skeletal functional garment that could maximize the stimuli of the right latissimus dorsi and alleviate muscle contraction of the right thoracolumbar fascia and right gluteus medius, while expanding the spinal line upward and downward, by focusing on the difference between left and right muscular strength of the muscle activity of the bright latissimus dorsi. Overall, we expect that by wearing of musculo-skeletal functional garment, the muscular functions in adolescents with idiopathic scoliosis.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 연구의 목적은 특발성 척추 측만증 청소년기 환자의 보행 시 근육의 활성도를 분석하여, 스포츠 테이핑 원리를 응용한 기능성 근골격계 보정 웨어를 개발하는 데 있다.
본 연구는 특발성 척추 측만증 청소년기 환자의 보행 시 근육의 활성도를 분석하고, 그 결과를 토대로 스포츠 테이핑 원리를 응용한 기능성 근골격계 보정 웨어를 개발하는 데 목적이 있었으며, 다음과 같은 결론을 얻었다.
또한, 기능성 웨어는 착용자의 동작 기능을 향상시키기 위해서 착용자에게 잘 밀착되면서도 적정한 압력을 유지하되, 인체의 동작을 거스리지 않게 설계되어야 한다는 점을 고려할 때, 동적자세가 기능성 웨어를 제작하는데 반드시 고려되어야 할 요소라고 하였다(Wang, Zhang, Feng & Yao, 2010). 이에 본 연구에서는 동적 움직임에서의 근활성도 및 자세에 대한 평가가 필요함에 따라 일상생활에서 가장 기본적인 움직임인 보행동작을 선정하여 근활성도를 파악하였다.
이에 본 연구에서는 집이나 학교에서 바른 자세를 유지하기 위한 방법이 모색되어야한다는 점을 문제제기하여, 테이핑 요법을 통해 긴장성 근육은 이완시키고, 이완된 근육은 긴장도를 최극화 시켜 바른 자세를 유지하는데 도움이 되는 기능 웨어 제작의 필요성을 가졌다.
그러나 임상적으로는 성장기 청소년의 경우 20도 이하이더라도 교정보조기 착용을 권하기도 하나, 보조기의 착용 불편감, body image의 변화, 대인관계 기피 등으로 중도 탈락율이 높아 별다른 치료 없이 측만증이 악화되는 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 청소년기 척추측만증 환자에게 보조기의 착용의 불편감에 대한 대안점으로 테이핑 요법을 응용한 근골격 보정웨어를 제작하는데 목적이 있었다.
제안 방법
(1)왼발이 지면에 닿는 순간(LHC), (2)오른발이 지면에서 떨어지는 순간(RTO), (3)왼발의 중간 입각기(LMS), (4)오른발이지면에 닿는 순간(RHS), (5)왼발이 지면에서 떨어지는 닿는 순간(LTO), (6)오른발의 중간 입각기(RMS), (7)왼발이 다시 지면에 닿는 순간(LHS2)으로 이벤트를 구성하였다.
3. 본 연구 결과를 토대로 테이핑 요법을 응용하여 오른쪽 광배근의 근활성도의 좌우 근력 차이에 중점을 두어 척추의 라인은 위·아래로 늘리게 하면서 오른쪽 광배근의 자극을 극대화 하고, 오른쪽 요근과 중둔근의 근긴장성을 완하시키는 근골격계 보정 웨어를 개발하였다.
각각 수집하였다. EMG 자료처리는 5-500 HZ Butterworth 2차 band pass filtering을 거쳐 simple math를 통하여 정류(rectification)하였다. 이후 resting EMG는 125-250 ms, 보행 시 EMG는 5-10 ms로 moving average 값을 구하여 % RVC로 표준화 처리하였다.
각 이벤트 사이 구간을 국면(phase)로 분류하여, 각 국면별 운동역학적 변인들을 분석하였다(Figure 3).
보행 중 근육의 활성도를 측정하기 위해 8쌍의 표면 전극(Delsys Trigno wireless system, USA)을 피험자의 좌 · 우 광배근, 흉요근막, 중둔근, 대퇴이두근에 부착하였다. 먼저 표준화를 위하여 기립 자세 시 resting EMG를 측정한 후 보행 시 EMG를 측정하였다(Figure 2). EMG 자료 샘플링 주파수는 2000 Hz로 5초간 각각 수집하였다.
보행 시 근전도의 데이터를 자료처리 하기 위한 이벤트 선정을 위해 고속카메라(Motionmaster 100, Visol, Korea; 120 Hz, Shutter speed= 1/1000s)로 보행동작을 촬영하고 이벤트 시점을 동조하였다. 촬영되어진 보행 동작은 카메라 분석을 통하여 다음과 같은 일곱 개의 특정 순간(critical instants), 즉 이벤트(event)로 구분하였고, 이벤트 사의의 구간을 6개의 phase로 나누었다.
보행 중 근육의 활성도를 측정하기 위해 8쌍의 표면 전극(Delsys Trigno wireless system, USA)을 피험자의 좌 · 우 광배근, 흉요근막, 중둔근, 대퇴이두근에 부착하였다.
생체전기저항분석기(Inbody 330, Korea)를 이용하여 신체질량 지수와 골격근량을 측정하였다. 체격 및 신체구성 검사의 진행은, 생체전기저항분석기(bioelectrical impedance analysis: Inbody 330, Korea)를 이용하여 신체질량지수(body mass index), 체지방률(percent body fat), 체지방량(fat mass), 제지방량(lean body mass), 골격근량(skeletal muscle mass)을 측정하였다(Table 1).
이러한 근전도의 결과에 따라, 본 연구에서는 척추 측만과 주변 근육 즉, 오른쪽 광배근의 근활성도의 좌우 근력 차이에 중점을 두어 척추의 라인은 위·아래로 늘리게 하면서(black zone) 오른쪽 광배근을 중심으로 아래 그림에서 보는 바와 같이 A zone에 텐션을 집중시키는(white zone) 스포츠 테이핑 원리를 이용한 기능성 근골격계 보정 웨어를 개발하였다(Figure 4).
생체전기저항분석기(Inbody 330, Korea)를 이용하여 신체질량 지수와 골격근량을 측정하였다. 체격 및 신체구성 검사의 진행은, 생체전기저항분석기(bioelectrical impedance analysis: Inbody 330, Korea)를 이용하여 신체질량지수(body mass index), 체지방률(percent body fat), 체지방량(fat mass), 제지방량(lean body mass), 골격근량(skeletal muscle mass)을 측정하였다(Table 1).
보행 시 근전도의 데이터를 자료처리 하기 위한 이벤트 선정을 위해 고속카메라(Motionmaster 100, Visol, Korea; 120 Hz, Shutter speed= 1/1000s)로 보행동작을 촬영하고 이벤트 시점을 동조하였다. 촬영되어진 보행 동작은 카메라 분석을 통하여 다음과 같은 일곱 개의 특정 순간(critical instants), 즉 이벤트(event)로 구분하였고, 이벤트 사의의 구간을 6개의 phase로 나누었다.
대상 데이터
검사에 응한 정상 12명의 청소년 중 Cobb's angle이 2-5 °사이인 청소년 2명을 제외한 10명을 정상인 집단으로 선별하였고, Cobb's angle이 10-20 ° 사이인 청소년 10명을 환자 집단으로 선별하였다.
이러한 근전도의 결과에 따라, 본 연구에서는 척추 측만과 주변 근육 즉, 오른쪽 광배근의 근활성도의 좌우 근력 차이에 중점을 두어 척추의 라인은 위·아래로 늘리게 하면서(black zone) 오른쪽 광배근을 중심으로 아래 그림에서 보는 바와 같이 A zone에 텐션을 집중시키는(white zone) 스포츠 테이핑 원리를 이용한 기능성 근골격계 보정 웨어를 개발하였다(Figure 4). 보정 웨어의 섬유적 특징은 Dupont사의 Lycra제품(인장강도 0.16-1.2 g/d, 신장률 450-800%, 신장탄성률 95-99%(50% 신장시)을 사용하였으며, 기능성 내의의 성격을 반영한 땀을 신속히 배출하고 급속히 마르는 속건정 재질로 제작하였다(Figure 6).
본 연구의 대상자는 13-18세 남자 청소년을 대상으로 방사선 촬영을 실시하여 Cobb‘s angle이 20도 이하인 특발성 척추측만증(idiopathic scoliosis) 환자를 2차 선별 한 후 검사결과가 양성인 학생과 음성(정상)인 학생 중 본인과 학부모의 동의를 취득한 경우에 한해 각각 10명, 총 20명의 학생을 선정하였다.
전방굴곡 검사를 이용하여 늑골 돌출고(rib hump)와 요부 돌출고(lumbar hump)를 측정하고, 검사결과 5 ° 이상의 변형각을 보인 학생을 K대 재활의학과에서 2차 검사(X-ray) 대상으로 선별하였다.
데이터처리
각 이벤트에 따른 국면별 근전도 값을 분석하기 위해 정상인과 측만증 환자간의 independent t-test를 사용하였다. 유의수준은 p<.
성능/효과
1. 측만증 환자의 보행 시, 왼발을 지면에 지지하는 동안 오른쪽 광배근의 활성도가 유의하게 낮게 나타났다.
2. 측만증 환자의 보행 시, 오른쪽 요근과 오른쪽 중둔근의 근 활성도가 보행 전체 주기에서 정상인 보다 높게 나타났으나, 통계적 유의한 차이는 없었다.
[Figure 4]는 정상인의 근전도 결과 그래프이고, [Figure 5]는 척추측만 환자의 근전도 결과 그래프이며, 정상인의 근활성도가 측만증 환자의 근활성도보다 전체적으로 크게 나타났다. 또한 정상인은 보행주기 중 phase 3에서 가장 큰 근 활성도를 보였고, 측만증 환자는 phase 2, 5에서 가장 큰 근 활성도를 보였다.
Fidler와 Jowett(1976) 또한 척추 주만곡 부위의 철부의 뭇갈래근(multifidus) 근육이 요부의 것보다 저속 연축(slow twitch)하여 근섬유가 증가되어 있으나 그 길이가 단축되어 있어 특발성 척추측만증의 원인이 국소적이 척추 근육의 이상이라고 하였다. 이러한 관점으로 접근할 때, 본 연구의 근전도 분석 결과, 전체적으로 오른쪽 광배근의 근활성도는 정상인에 비해 전 구간에서 낮게 나타났고, 오른쪽 흉요근막과 오른쪽 중둔근의 근 활성도가 보행 시 전 구간에 걸쳐 정상인에 비해 높게 나타난 것은 오른쪽 광배근의 근위약과 오른쪽 요근의 긴장의 결과로써, 선행연구를 지지하고 있다고 볼 수 있다.
전체적으로 오른쪽 광배근의 근활성도는 정상인에 비해 전 구간에서 낮게 나타났지만, 주로 왼발이지면에 지지하는 동안(phase 1, 3) 정상인과 비교하여 유의한 차이(p<.05)가 나타남을 알 수 있었다.
청소년기 척추 측만증 환자의 보행 시 근전도 분석결과, 왼발이 heel strike 후 오른발이 toe off 되기까지의 구간에서 오른쪽 광배근의 유의한 차이가 나타났고, 왼발이 mid stance에서 오른발이 heel strike 까지 구간에서도 오른쪽 광배근의 유의한 차이(p<.05)가 나타났다.
후속연구
이에, 본 연구에서 테이핑 요법을 적용하여 제작한 척추 측만증 환자를 위한 근골격계 보정웨어는 오른쪽 광배근의 근기능을 활성화 시키고, 오른쪽 요근의 긴장성을 완하 시킬 것으로 기대되는 바이다. 또한, 추후 본 연구에서 개발한 보정웨어가 특발성 환자의 척추측만증 개선에 도움이 되는지에 대한 검증에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.
본 연구에서 개발된 근골격계 보정웨어가 특발성 청소년기 척추측만증을 환자를 위한 근기능 활성화에 활용되기를 기대한다.
이에, 본 연구에서 테이핑 요법을 적용하여 제작한 척추 측만증 환자를 위한 근골격계 보정웨어는 오른쪽 광배근의 근기능을 활성화 시키고, 오른쪽 요근의 긴장성을 완하 시킬 것으로 기대되는 바이다. 또한, 추후 본 연구에서 개발한 보정웨어가 특발성 환자의 척추측만증 개선에 도움이 되는지에 대한 검증에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
기능성 웨어는 어떻게 설계되어야 합니까?
또한, 기능성 웨어는 착용자의 동작 기능을 향상시키기 위해서 착용자에게 잘 밀착되면서도 적정한 압력을 유지하되, 인체의 동작을 거스리지 않게 설계되어야 한다는 점을 고려할 때, 동적자세가 기능성 웨어를 제작하는데 반드시 고려되어야 할 요소라고 하였다(Wang, Zhang, Feng & Yao, 2010). 이에 본 연구에서는 동적 움직임에서의 근활성도 및 자세에 대한 평가가 필요함에 따라 일상생활에서 가장 기본적인 움직임인 보행동작을 선정하여 근활성도를 파악하였다.
스포츠 테이핑의 장점은 무엇입니까?
이 테이핑 기법은 근육의 긴장도를 조절하여 신체의 밸런스를 보정하고 수의적인 강한 동작과 혼합되어 주동근, 협력근, 그리고 길항근에 대한 근육간 밸런스를 유지하여 신체가 이상적인 상태를 가질 수 있게 유도하는 기능을 가지고 있을 뿐만 아니라(Aeo, 1999), 고유수용성 감각을 향상시키며 (Kim, Kwon & Yi, 2001; Refshauge, Kilbreath & Raymond, 2000), 고유수용성 감각이 떨어지는 사람의 경우는 감각의 정확성을 유의하게 향상시키는 것으로 밝혀졌다 (Callaghan, Selfe, Bagley & Oldham, 2002).
근골격계 이상은 초기에 발견되어야 하는데 그 이유는 무엇입니까?
근골격계 이상은 더욱 심화되기 전에 초기에 발견되어야 하는데 그 이유는 대부분의 경우 이상이 일찍 발견될수록 교정율도 높아지기 때문이다(Eden-Kilgour & Gilson, 1990; Francis & Bryce, 1987). 우리나라의 학교 현장에서 발견되는 청소년기 특발성 척추측만증의 경우 각도 10도 이하가 상당수로 학교에서는 이들에게 6개월에 1회의 방사선 촬영을 권유하는 것 이외에는 별다른 처치나 관리를 하지 못하고 있는 실정이다(Park, & Park, 2003)
참고문헌 (24)
Aeo, K.(1999). Tapping Therapy of Musculo-skeletal Disease. : Seoul: Woojin.
Callaghan, M. J., Selfe, J., Bagley, P. J., & Oldham, J. A.(2002). The effect of patellar taping on knee joint proprioception. Journal of Athletic Training, 37(1), 19-24.
EdenKilgour, S., & Gibson, D. E.(1990). Nursing management of children with scoliosis. Journal of Practical Nursing, 40, 34-38.
Fidler, M. W., & Jowett, R. I.(1976). Muscle imabalance in the etiology of scoliosis. Journal of Bone and Joint Surgery, 58(B), 200-201.
Francis, R. S., & Bryce, G. R.(1987). Screening for musculoskeletal deviations: a challenge for the Physical therapist: the Utah study. Physical Therapy, 67, 1221-1225.
Host, H. H.(1995). Scapular taping in the treatment of anterior shoulder impingement. Physical Therapy, 75(9), 803-812.
Janda, V.(1998). The swiss ball theory, basic exercises and clinical application. Pasadena, USA: Springer.
Kang, H. Y., Moon, G. S., & Choi, J. Y.(2006). Electromyographical analysis of the upper Limb according to application of sports-taping on golf swing. Journal of Korean Alliance For Health, Physical Education, Recreation And Dance, 45(1), 789-797.
Kim, C. I., Kwon, O. Y., & Yi, C. H.(2001). The Effect of taping on the Range of motion and proprioception at the ankle joint. Journal of Korean Academy of University Trained Physical Therapists, 8(3), 43-52.
Kim, Y. J., Chae, W. S., & Lee, M. H.(2004). The effect of sports taping on the lower limbs' muscle activities in isokinetic exercise. Journal of Korean Alliance for Health, Physical Education, Recreation and Dance, 43(5), 369-375.
Lee, M. S.(2008). Effects of an exercise program including promotion of self-efficacy on the physical and psychological functions of middle school students with minimal scoliosis. Journal of Korean Academy Society of Nursing Education, 14(2), 282-293.
Lenssink, M. L., Frijlink, A. C., Berer, M. Y., BiermanZeinstra, S. M., Verkerk, K., & Verhagen, A. P.(2005). Effect of bracing and other conservative interventions in the treatment of idiopathic scoliosis in adolescents: a systematic review of clinical trials. Physical Therapy, 85(12), 1329-1339.
Mitchell, R. I., & Carmen, G. M.(1990). Results of a multicenter trial using an intensive active exercise program for the treatment of acute soft tissue and back injuries. Spine, 15(6), 514-521
Moon, H. H., & Jang, K. T.(2007). The effect of correction exercise program on primary school students with idiopathic scoliosis. Journal of Korean Society of Sports and Leisure Studies, 31, 1033-1041.
Moon, H. K., So, J. M., & Han, G. S.(2007). The effect of torso rotation exercise on the alleviation of the curvature of the female adolescent idiopathic scoliosis. Journal of Korean Alliance for Health, Physical Education, Recreation and Dance, 46(2), 441-450.
Morrissey, D.(2000). Proprioceptive shoulder taping. Journal of Bodywork and Movement Therapies, 4(3), 189-194.
Negrini, S., Antonini. G., Carabalona, R., & Minozzi, S.(2003). Physical exercises as a treatment for adolescent idiopathic scoliosis. A systematic review. Developmental Neurorehabilitation, 6(3-4), 227-235.
Park, K. D., & Lee, T. H.(2007). The effect of lumbar back strength and body balance stabilization of the women high-school scoliosis patient"s apply with qigong program and manipulation. The Korea Journal of Sports Science, 16, 535-546.
Park, M J., & Park, J. S.(2003). Effect of a posture training program on cobb angle and knowledge of posture of elementary school students. Journal of Korean Society of Nursing Science, 33(5), 643-650.
Park, S. A., & Lee, K. I.(2008). Daily living habits and knowledge of good posture among the middle school students. Journal of Korean Society of Sports and Leisure Studies, 33, 603-614.
Ramon, T., Prades, M., Armengou, L., Lanovaz, J. L., Mullineaus, D. R., & Clayton, H. M.(2004). Effects of athletic taping of the fetlock on distal limb mechanics. Equine Veterinary Journal, 36(8), 764-768.
Refshauge, K. M., Kilbreath, S. L., & Raymond, J.(2000). The effect of recurrent ankle inversion sprain and taping on proprioception at the ankle. Medicine & Science in Sports Exercise, 32, 10-15.
Suk, S. I., Kim, Y. H., & Lee, C. K.(1994). A study on contractile proteins of muscles and platelets in idiopathic scoliosis patients. Journal of Korean Orthopaedic Association, 29(4), 1087-1096.
Wang, Y., Zhang, P., Feng, X., & Yao, Y.(2010). New method for investigating the dynamis pressure behavior of compression garment. Journal of Clothing Science and Technology, 22(5), 374-383.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.