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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 4가지 다른 유형의 지지 면에서 푸쉬업 플러스 운동을 하였을 때 돌출 어깨뼈의 원인이 되는 앞톱니근의 근 활성화를 시킬 수 있는 가장 효과적인 방법을 알아보고자 한다.
- 따라서 본 연구에서는 어깨 뼈 주위 근육들의 안정화를 위하여 푸시업 플러스 동작 시 다양한 지면의 조건을 비교함으로 써 선택적인 근육별 운동방법을 알아보고 어깨뼈 안정화 관련된 근육인 위등세모근, 큰가슴근, 앞톱니근의 근 활성도를 측정하기 위하여 표면 근전도를 통하여 실효값 평균(RMS)을 구하고 그 신호 량을 분석 하였다. 이 값은 근육을 수축하는 동안 활동하는 운동단위의 수를 대표하며, 특히 등척성 수축 시 근전도 활성도와 힘은 선형적 관계를 갖게 되므로 근전도 에서 나타나는 근 활성도는 근육에 힘을 나타내는데 사용된다[20].
- 본 연구는 수정된 팔굽혀 펴기 운동을 안정면과 상지 불안정면, 하지불안정면과 더불어 상지 및 하지 모두에 불안정면을 적용하였을 때 위등세모근, 큰가슴근, 앞톱니근의 근 활성도 변화를 연구하여 돌출어깨뼈 치료에 효과적인 운동방법을 찾고자 실시하였다. 그 결과 어깨 주변 근육들은 다양한 조건의 지지면에 따라 유의한 차이가 나타나지 않았지만 돌출어깨뼈에 핵심이 되는 앞톱니근은 상지 및 하지 불안정면에서 가장 높은 값으로 활성화 되었다.
제안 방법
- 위 등세모근의 최대 등척성 수축 역시 앉은 자세에서 시행되었으며, 우세측 어깨의 상승과 목의 같은 쪽으로 옆굽힘하고 반대편으로 돌림한 상태에 대해 어깨와 뒤통수에 저항을 적용하였다. 각 근육의 최대등척성수축시 근 활성도를 3회 반복 측정 하였으며 10초 동안 자료 값을 RMS 처리 한 후 처음과 마지막 3초를 제외한 중간 4초 동안의 평균 근전도 신호 량을 100%MVIC로 사용하였다.
- 각각의 측정 방법에서 수정된 팔굽혀펴기 운동 시 마지막 단계 동안 최대 어깨뼈 전인을 10초간 등척성 수축으로 유지하기 위해 초시계를 사용하였으며, 근 피로를 막기 위해 측정 방법 사이에 30분의 휴식시간을 주었다. 네 가지 방법을 실시하는 순서는 제비뽑기를 통해 무작위로 실시하였다.
- 각각의 측정 방법에서 수정된 팔굽혀펴기 운동 시 마지막 단계 동안 최대 어깨뼈 전인을 10초간 등척성 수축으로 유지하기 위해 초시계를 사용하였으며, 근 피로를 막기 위해 측정 방법 사이에 30분의 휴식시간을 주었다. 네 가지 방법을 실시하는 순서는 제비뽑기를 통해 무작위로 실시하였다.
- 근전도 측정방법은 총 네 가지로 실시되었다. 다른 조건의 지지면 에서 팔굽혀펴기를 실시하였고 마지막 수정된 단계에서 5초간의 최대 어깨뼈 전인을 등척성 수축으로 유지하고 이때 위등세모근, 큰가슴근, 앞톱니근의 근전도 신호를 수집하였고 이것을 3회 연속으로 실시하였다[그림2][그림3][그림4][그림5].
- 수정된 팔굽혀펴기 운동 동작 시 중요하게 작용하는 위등세모근, 큰가슴근, 앞톱니근의 근 활성도를 측정하기 위해 표면 근전도 (Biograph infiniti, thought technology Ltd., Canada)를 사용하였다. 전극은 3극(positive-ground-negative)으로 구성된 3극 표면 전극을 사용하였다[그림1].
- 시작자세는 손을 어깨 넓이로 벌려 바닥을 짚은 다음, 팔을 바닥에 수직으로 하고 팔꿈치를 완전히 펴고, 양발을 모으고 몸을 일직선으로 유지하도록 한다[14]. 실험에 들어가기에 앞서 수정된 팔굽혀펴기 동작을 예비연습으로 3회 실시하였다. 근전도 측정방법은 총 네 가지로 실시되었다.
- 저항은 아래팔에 수평 벌림 되는 방향으로 적용하였다. 앞톱니근의 최대등척성 수축은 앉은 자세에서 어깨를 안쪽돌림 한 후 어깨뼈 면에서 125도 벌림 된 상태에서 측정되었으며, 저항은 대상자의 팔꿈치의 근접한 부위에 적용하였다. 위 등세모근의 최대 등척성 수축 역시 앉은 자세에서 시행되었으며, 우세측 어깨의 상승과 목의 같은 쪽으로 옆굽힘하고 반대편으로 돌림한 상태에 대해 어깨와 뒤통수에 저항을 적용하였다.
- 연구에서 수집된 자료들은 EMG(Biopragh infiniti, thought technology Ltd., Canada)를 이용하여 각 자세에 따른 근육의 활성도를 비교 하였다. 각 자세별간의 변화 자료에 대한 유의성 검정은 반복 측정된 일원배치분산분석(repeated one-way ANOVA)을 하였으며, 유의수준 α=.
- 우세 측을 기준으로 위등세모근, 큰가슴근, 앞톱니근의 근 활성도를 측정하기 위해 기존의 연구들을 참조하여 각 근육의 전극 부착 위치를 결정하였다[12]. 우세측 상지는 구두로 질문하여 결정되었으며, 연구대상자들의 우세측 상지는 모두 우측이었다.
- 앞톱니근의 최대등척성 수축은 앉은 자세에서 어깨를 안쪽돌림 한 후 어깨뼈 면에서 125도 벌림 된 상태에서 측정되었으며, 저항은 대상자의 팔꿈치의 근접한 부위에 적용하였다. 위 등세모근의 최대 등척성 수축 역시 앉은 자세에서 시행되었으며, 우세측 어깨의 상승과 목의 같은 쪽으로 옆굽힘하고 반대편으로 돌림한 상태에 대해 어깨와 뒤통수에 저항을 적용하였다. 각 근육의 최대등척성수축시 근 활성도를 3회 반복 측정 하였으며 10초 동안 자료 값을 RMS 처리 한 후 처음과 마지막 3초를 제외한 중간 4초 동안의 평균 근전도 신호 량을 100%MVIC로 사용하였다.
- Decker[6]는 무릎관절을 굴곡한 팔굽혀펴기 운동은 무릎관절을 신전한 팔굽혀펴기 운동보다 힘이 적게 들면서도, 유사한 근전도 진폭을 도출할 수 있다고 하였다. 이에, 실험자들에게 무릎관절을 굴곡한 수정된 팔굽혀펴기 운동을 적용하였다. 대상자는 테이블 위로 올라가 다음과 같이 시작자세를 취했다.
대상 데이터
- 본 연구는 2011년 2월 7일부터 2월 13일까지 7일간 M대학에 재학 중인 학생으로 과거에 어깨관절, 팔꿉관절, 손목관절의 손상이나 신체적 결함이 없는 건강한 학생 18명(남 9명, 여 9명)을 대상으로 실시하였으며, 모든 대상자는 본 실험의 목적에 숙지하고 자발적으로 참여하였다. 연구대상자의 일반적인 특성은 <표 1>과 같다.
- , Canada)를 사용하였다. 전극은 3극(positive-ground-negative)으로 구성된 3극 표면 전극을 사용하였다[그림1].
데이터처리
- Canada)를 이용한 컴퓨터에 연결된 14비트 아날로그 전자변환기를 사용하여 전자신호로 전환하였다. ④ 각 근육이 수축한 시간동안 수집된 신호를 정량화하기 위해 BioGraph Infiniti(thought Technology Ltd,.canada)를 통해 제공된 실효평균값(root mean square, RMS) 처리하여 분석하였다.
- 각 자세별간의 변화 자료에 대한 유의성 검정은 반복 측정된 일원배치분산분석(repeated one-way ANOVA)을 하였으며, 유의수준 α=.05로 하였다.
이론/모형
- 조건별차이의 유의성을 검증하기 위하여 본페로니수정법 (Bonferroni's correction)을 사용하였다.
성능/효과
- 그 결과 본 연구에서는 네 가지 다른 유형의 지지면에 따라 위 등세모근의 근 활성도는 유의한 차이를 나타내지 않았다. 그 이유는 본 연구에 참여한 대상자가 20대의 신체 건강한 남녀로 써 위 등세모근과 앞톱니근과의 불균형이 없는 정상적인 대상자이기 때문이다.
- 본 연구는 수정된 팔굽혀 펴기 운동을 안정면과 상지 불안정면, 하지불안정면과 더불어 상지 및 하지 모두에 불안정면을 적용하였을 때 위등세모근, 큰가슴근, 앞톱니근의 근 활성도 변화를 연구하여 돌출어깨뼈 치료에 효과적인 운동방법을 찾고자 실시하였다. 그 결과 어깨 주변 근육들은 다양한 조건의 지지면에 따라 유의한 차이가 나타나지 않았지만 돌출어깨뼈에 핵심이 되는 앞톱니근은 상지 및 하지 불안정면에서 가장 높은 값으로 활성화 되었다. 따라서 앞톱니근의 약화로 인한 돌출어깨뼈 질환에는 상하지 불안정한 지지면 조건을 이용하는 것이 효과 적일 것이다.
- 따라서 본 연구에서도 불안정한 지지면에서 push up plus 운동을 하였을 때 앞톱니근의 활성화가 증가 되었고, 특히 상하지 불안정인 조건일 때는 오히려 상지 불안정한 조건과 하지 불안정한 조건 보다 더 많이 근 활성화가 발생하였다. 그러므로 앞톱니근을 활성화시키기에 효율적인 방법으로는 본 연구에서 실시한 상하지 불안정한 지지 면이 더 효과 적인 것으로 사료 된다.
- Park&You[19]의 연구에 의하면 앞톱니근을 활성화시키기 위해서는 push up 운동 보다는 push up plus가 효과 적이며, 특히 불안정한 지지면 에서 운동을 할 때가 안정된 지지면 에서 운동을 하는 것 보다 더 효과적이라고 보고 하였다. 따라서 본 연구에서도 불안정한 지지면에서 push up plus 운동을 하였을 때 앞톱니근의 활성화가 증가 되었고, 특히 상하지 불안정인 조건일 때는 오히려 상지 불안정한 조건과 하지 불안정한 조건 보다 더 많이 근 활성화가 발생하였다. 그러므로 앞톱니근을 활성화시키기에 효율적인 방법으로는 본 연구에서 실시한 상하지 불안정한 지지 면이 더 효과 적인 것으로 사료 된다.
- 또한 본 연구에서 큰가슴근은 푸쉬업 플러스를 통하여 근 활성도를 측정한 결과 최대 근 수축보다 낮은 결과를 나타내게 되었다. 이러한 이유는 큰 가슴 근에서의 푸쉬업 플러스 동작은 어깨 돌출 뼈의 정적 안정화보다는 주관절의 굴곡기와 신전기 동안 상완골두의 중심화와 동적안정화에 더 기여 한다고 보고한 선행 연구[2]와 일치하였다.
- 하지만 본 연구에서는 몇 가지 제한점을 가지고 있다. 본 연구의 대상자 선정에 있어 돌출어깨뼈 환자를 포함하지 못했기 때문에 정확한 효과를 단정 지을 수 없었고, 대상자의 수가 18명으로 한정되어 결과 값을 일반화 할 수 없었다. 또한 어깨 주변 근육들을 모두 활성화시키기에는 부족하였다.
- 사후 검정 결과 안정된 지지면 에서 107.03±95.79㎶와 상지 불안정한 지지면 에서 107.50±95.44㎶ 보다 상하지 불안정한 지지면 에서 169.63±144.45㎶로 근 활성도가 유의하게 증가 하였다(p<.05).
- 앞톱니근의 근 활성도는 안정면에서 107.03±95.79㎶, 상지 불안정한 면에서 107.50±95.44㎶, 하지 불안정면에서 36.30±98.86㎶, 상하지 불안정면에서 169.63±144.45㎶로 지면 조건간의 유의한 차이가 있었다(p<.05).
- 또한 Lehman[13]의 연구에서는 push up plus 운동을 안정된 지지 면과 불안정한 지지면 에 시행 할 때 손이 닿는 지면의 조건과는 관련 없이 발의 높이 변화에 따라 앞톱니근의 근 활성도가 유의하게 차이가 난다고 보고하였다. 이러한 결과는 본 연구에서 하지에 불안정한 지지 면을 제공 하였을 때 상지 안정적인 지면과 상지 불안정한 지면 조건보다 통계적으로 유의하게 향상되지는 않았지만 분명히 근 활성도가 증가 되는 결과와 일치 하였다. 따라서 앞톱니근의 근 활성도에 영향을 미치는 것은 하지의 지면 조건에 따라 변화한다는 선행 연구와 유사한 결과를 나타내었다.
- 하지만 앞톱니근의 불균형이 있는 환자에게서는 위 등세모근이 과도한 근 활성도가 발생 한다고 보고되어져 있다[14]. 하지만 본 연구에서는 불안정한 지지 면에서 푸시업 플러스 운동을 하는 동안 근 활성도를 기록 한 결과 안정된 지지면 에서의 근 활성도와 유의한 차이가 나타나지 않았다. 따라서 불안정한 지지면 조건에서 푸시업 플러스 운동을 실시하여도 위세모근이 과도한 활성화가 일어나지 않기 때문에 불안정한 지지 면에서 푸시업 플러스 운동을 하는 것이 잘못된 방법이 아니라는 것을 유추 할 수 있다[14].
후속연구
- 또한 어깨 주변 근육들을 모두 활성화시키기에는 부족하였다. 따라서 향후에는 돌출어깨뼈 환자를 포함하여 연구 대상자 수를 늘리고 지지면 뿐만 아니라 어깨 주변의 근육들을 모두 향상시킬 수 있는 운동 프로그램이 연구되어야 할 것이다.
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