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문제 정의
- 근전도 측정 준비 작업으로서 전극 부착 전에 피부 저항을 최소화하기 위한 목적으로, 제모 후 가는 사포로 문질러 각질을 제거하여 알코올로 소독한다음 접착식 Ag/AgCl 표면 전극을 각 근육에 부착하였다. 모든 표면 근전도의 측정은 우세측으로 하였다(Stevens 등, 2007).
- 내전근은 체간 근육의 활성화에 영향을 미치는 연관 근육으로서 교각운동 시에 내전근 동시수축이 체간 근육 활성화에 영향을 미치는 것으로 고려될 수 있다. 본 연구에서는 교각 운동 시 고관절 내전근의 동시수축을 통하여 체간근육의 활성도에 얼마나 효과적인 영향을 줄 수 있는 지를 알아보고자 하였고, 연구 결과 내전근의 동시 수축이 심부 복부근의 근활성도를 증가시키는 것으로 나타났다
- 그러나 고관절 내전근의 동시수축과 같이 체간의 안정성에 직간접적으로 영향을 미치는 요인이 있음에도 불구하고 이에 대한 연구는 시행되지 않았다. 이에 본 연구에서는 교각 운동 동안 내전근의 동시수축이 체간 근육의 근활성도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여 시행되었으며, 이를 통하여 체간 안정화를 위한 교각 운동 시 좀 더 효과적인 방법을 제시하고자 하였다.
제안 방법
- 고관절 내전근의 동시수축이 병행된 교각운동에서는 모든 대상자들이 내전근을 일정한 강도로 동시수축 시키기 위해서 교각 운동 동안에 양 무릎사이에 Stabilizer(Stabilizer™ Pressure Biofeedback Unit, Chattanooga, USA)를 적용하였다.
- 대상자들에게 2가지 운동조건을 적용하기 위하여, 동전을 사용하여 무작위로 순서를 정하였다. 근전도 측정 시 근 피로가 측정 자료에 영향을 주는 것을 피하기 위하여 각 운동마다 5분간 휴식시간을 주었다.
- 내전근 동시수축 강도 결정을 위한 예비 실험에서 양 무릎 사이에 Stabilizer™를 적용한 뒤 대상자에게 최대로 수축하도록 하였고, 이와 같은 방법으로 3번을 측정하여 가장 높은 값을 100% 수준으로 설정하였다.
- 내전근 동시수축 강도 결정을 위한 예비 실험에서 양 무릎 사이에 Stabilizer™를 적용한 뒤 대상자에게 최대로 수축하도록 하였고, 이와 같은 방법으로 3번을 측정하여 가장 높은 값을 100% 수준으로 설정하였다. 내전근 동시수축 시 각각 최대 강도의 70%수준과 50%, 20%의 강도로 적용하였을 때를 비교하였다. 그 결과 대근육과 소근육의 활성화 비에서 3가지 강도의 데이터가 서로 유의한 차이를 나타내지 않았다.
- 대상자들이 실험에 익숙할 수 있도록 시작 전 10분 동안 교각 운동을 연습하도록 하였고, 지속적인 피드백을 통하여 대상자가 교각 운동 시 척추와 골반은 중립 위치에, 양 하지는 평행하게 유지할 수 있도록 교육하였다. 대상자들에게 2가지 운동조건을 적용하기 위하여, 동전을 사용하여 무작위로 순서를 정하였다. 근전도 측정 시 근 피로가 측정 자료에 영향을 주는 것을 피하기 위하여 각 운동마다 5분간 휴식시간을 주었다.
- 대상자들이 실험에 익숙할 수 있도록 시작 전 10분 동안 교각 운동을 연습하도록 하였고, 지속적인 피드백을 통하여 대상자가 교각 운동 시 척추와 골반은 중립 위치에, 양 하지는 평행하게 유지할 수 있도록 교육하였다. 대상자들에게 2가지 운동조건을 적용하기 위하여, 동전을 사용하여 무작위로 순서를 정하였다.
- 모든 표면 근전도 측정은 각각 5초간 3회씩 반복 측정하였으며, 측정 후 앞뒤 1초간을 제외한 3초 동안의 평균값을 가지고 %MVIC 로 표준화하여 비교/분석하였다. 또한 체간의 안정화 정도를 예측할 수 있는 지표인 소근육의 상대적인 근활성도를 비교하기 위하여 대근육에 대한 소근육의 근활성도 비(내복사근:복직근, 다열근:척추기립근)를 산출하여 분석하였다(Arokoski 등, 2001).
- 본 연구에서 교각 운동 시 내복사근(internal oblique)과 복직근(rectus abdominis), 다열근(multifidus), 척추 기립근(erector spinae)의 근활성도를 측정하기 위하여 8채널 근전도 증폭기를 표면근전도계(Myo System 1400A, Noraxon, USA)에 연결하여 사용하였다.
- 이에 본 연구에서 양 발을 평행하게 놓고, 무릎을 60°로 세우고 그 사이에 Stabilizer™를 적용한 뒤 대상자에게 대상작용 없으면서도 적용하기에 편하도록 최대 수축력의 20% 수준을 기준으로 유지하도록 하였다(Wattanaprakornkul 등, 2011).
- 표면 근전도계 전극의 부착은 각각 복직근(배꼽 외측 3cm), 내외복사근(전상장골능과 치골결합부위 중간부분 서혜 인대 바로 위쪽/배꼽 외측 15cm), 다열근(체간의 중앙선 바로 외측으로 후상장골능(PSIS) 양쪽을 연결한 선의 위아래), 척추 기립근(2번 요추와 후상장골능 최 하부 늑골을 연결하는 삼각형에서 2cm 안쪽)에 10mm간격으로 부착하였다. 접지전극(ground electrode)은 전상장골능(anterior superior iliac spine)으로 하였다(Arokoski 등, 2004; Cram 등, 1998).
- 07 XP(Noraxon, 미국) 프로그램을 사용하여 분석하였다. 측정을 시작하기 전에 표면 근전도 표준화를 위하여 최대 수의적 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction MVIC)을 측정하였다. 각각의 측정 자세는 Kendall 등(2005)에 의해 제시된 도수근력 검사자세를 기준으로 실시하였다.
- 표면 근전도계 전극의 부착은 각각 복직근(배꼽 외측 3cm), 내외복사근(전상장골능과 치골결합부위 중간부분 서혜 인대 바로 위쪽/배꼽 외측 15cm), 다열근(체간의 중앙선 바로 외측으로 후상장골능(PSIS) 양쪽을 연결한 선의 위아래), 척추 기립근(2번 요추와 후상장골능 최 하부 늑골을 연결하는 삼각형에서 2cm 안쪽)에 10mm간격으로 부착하였다. 접지전극(ground electrode)은 전상장골능(anterior superior iliac spine)으로 하였다(Arokoski 등, 2004; Cram 등, 1998).
대상 데이터
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1. 연구 대상
대상자는 신경학적 병력이 없고, 보행에 문제가 없는 20~30대 건강한 성인 남녀 38명으로 본 연구의 내용을 충분히 이해하고 동의한 사람으로 하였으며, 선정 기준은 지난 6개월간 요통 등의 체간과 하지의 근 골격계 관련 정형 외과적 병력이나 신경학적 병력이 없는 자로써 연구에 필요한 동작 수행 시에 하지와 체간에서 근력약화나 통증을 호소하거나 고관절 구축이 없는 자로 하였다.
데이터처리
- 0통계 프로그램을 사용하여 분석 하였다. 대상자들에 관해 수집된 일반적 특성은 기술 통계를 이용하여 평균과 표준편차를 구하여 비교하였다. 또한 교각 운동에서 나온 각 근육별 근활성도와 근활성도 비들은 내전근 동시수축의 유무에 따라 짝비교 t 검정(paired t-test)으로 비교하였고, 대상자간 요인(조건:내전근 동시수축의 사용 유무)과 대상자 내 요인(성별: 남성과 여성)에 따라 2×2 반복 측정된 분산분석(2×2 repeated ANOVA)을 사용하여 비교하였다.
- 또한 교각 운동에서 나온 각 근육별 근활성도와 근활성도 비들은 내전근 동시수축의 유무에 따라 짝비교 t 검정(paired t-test)으로 비교하였고, 대상자간 요인(조건:내전근 동시수축의 사용 유무)과 대상자 내 요인(성별: 남성과 여성)에 따라 2×2 반복 측정된 분산분석(2×2 repeated ANOVA)을 사용하여 비교하였다.
- 각각의 측정 자세는 Kendall 등(2005)에 의해 제시된 도수근력 검사자세를 기준으로 실시하였다. 모든 표면 근전도 측정은 각각 5초간 3회씩 반복 측정하였으며, 측정 후 앞뒤 1초간을 제외한 3초 동안의 평균값을 가지고 %MVIC 로 표준화하여 비교/분석하였다. 또한 체간의 안정화 정도를 예측할 수 있는 지표인 소근육의 상대적인 근활성도를 비교하기 위하여 대근육에 대한 소근육의 근활성도 비(내복사근:복직근, 다열근:척추기립근)를 산출하여 분석하였다(Arokoski 등, 2001).
이론/모형
- 측정을 시작하기 전에 표면 근전도 표준화를 위하여 최대 수의적 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction MVIC)을 측정하였다. 각각의 측정 자세는 Kendall 등(2005)에 의해 제시된 도수근력 검사자세를 기준으로 실시하였다. 모든 표면 근전도 측정은 각각 5초간 3회씩 반복 측정하였으며, 측정 후 앞뒤 1초간을 제외한 3초 동안의 평균값을 가지고 %MVIC 로 표준화하여 비교/분석하였다.
- 본 연구에서 사용된 교각운동은 일반적으로 사용 되고 있는 방법으로 시행되었다. 교각운동은 대상자들이 바로 누운 자세에서 무릎을 60도 각도로 세우고, 양 발은 어깨 넓이만큼 벌려 평행하게 바닥에 붙여놓으며, 양팔을 30도 가량 벌리고 손바닥이 바닥을 향하도록 한 자세에서 시작하였다(김경환 등, 2010; 전호영, 2010; Stevens 등, 2007).
성능/효과
- 교각운동 시 내전근 동시수축 유무에 따른 복부와 배부의 대근육에 대한 소근육의 비를 알아 본 결과 복부에서 이 비가 유의하게 증가되는 것으로 나타났다(p<.05).
- 내전근 동시수축 시 각각 최대 강도의 70%수준과 50%, 20%의 강도로 적용하였을 때를 비교하였다. 그 결과 대근육과 소근육의 활성화 비에서 3가지 강도의 데이터가 서로 유의한 차이를 나타내지 않았다. 이에 본 연구에서 양 발을 평행하게 놓고, 무릎을 60°로 세우고 그 사이에 Stabilizer™를 적용한 뒤 대상자에게 대상작용 없으면서도 적용하기에 편하도록 최대 수축력의 20% 수준을 기준으로 유지하도록 하였다(Wattanaprakornkul 등, 2011).
- 71). 모든 근육에서 성별에 따른 주 효과는 나타나지 않았으며(내복사근: F=.31, p=.50; 복직근: F=1.58, p=.22, 다열근: F=.41, p=.53, 척추기립근: F=.22, p=.64), 또한 모든 근육에서 성별과 내전근 동시수축의 유무와의 상호작용도 나타나지 않았다(Table 2)
- 복직근에 대한 내복사근의 근활성도 비는 교각 운동만 시행하였을 때보다 교각 운동 시 내전근을 동시수축 시켰을 때 유의하게 높은 것으로 나타났다(p.05).
- 본 연구에서 교각운동 동안 내전근을 동시수축내전근을 동시수축시키는 것이 체간근육들의 활성도에 영향을 미칠 수 있으며, 특히 소근육의 활성도를 높이는데 기여하는 것으로 나타났다. 요추부에서 소근육의 활성도가 높아지는 것은 체간의 안정성과 관련이 있으므로 체간의 안정화를 위하여 교각운동을 사용하는 경우 내전근의 동시수축을 통해 요추부 소근육의 활성도가 높아지도록 유도하면 체간의 안정성을 높이는데 더욱 효과적일 것이다.
- 또한 Arokoski 등(2004)은 요추부 안정화를 위하여 소근육 활성화 비가 중요하다고 강조하였다. 본 연구의 결과에서 소근육의 활성도가 대근육에 비해 많은 향상이 있었으므로, 교각운동 시 내전근을 동시수축 시키는 방법이 요추부 안정화를 위하여 더 효과적인 것으로 여겨질 수 있다. 그러나 배부근육에서의 근활성도 및 근활성도 비는 유의한차이가 없었다(p>.
- 연구의 주된 결과는 교각운동 시 내전근 동시수축을 병행하였을 경우, 복부 근육의 근활성도와 근 활성도 비 모두에서 유의한 증가되었다는 것이다 (p<.05).
- 전체 대상자들의 내복사근과 복직근의 근활성도는 교각 운동 시 내전근 동시수축 시켰을 때 유의 하게 증가되었으나(p<.05), 다열근과 척추 기립근의 근활성도에는 유의한 차이가 보이지 않았다(p>.05).
후속연구
- 또한 본 연구에서 20~30대의 건강한 성인을 대상으로 하였기 때문에 다양한 특성을 가진 대상자들에게 연구의 결과를 일반화시키기는 어려울 수 있다. 그러므로 실질적인 임상 적용을 위해서는 다양한 증상과 장애를 가지고 있는 환자들을 대상으로 심도깊은 연구가 필요할 것으로 생각된다. 마지막으로 교각 운동 시 근육의 활성도에 영향을 미치는 요인은 여러 가지가 있기 때문에 단순히 내전근을 동시수축 시킨다는 것만으로는 설명하기에 제한이 있을 수 있다.
- 또한 적절한 내전근활성 도를 위한 강도 설정에 대한 근거가 부족한 실정이다. 내전근 동시수축에 있어서 적용되는 강도에 따라 근육 활성화 비에 어떠한 영향을 미치는지 추후 연구되어져야 할 것이다.
- 이것은 내전근의 동시수축이 체간 안정화 근육의 적절한 협응을 증진시키기 위한 효과적인 중재 방법일 수 있다는 것을 의미한다. 대상자가 내전근 동시수축시 얼마나 많은 힘을 사용하는지에 따라서, 근육의 활성도 정도가 달라질 수 있으므로 향후 내전근 동시수축 시에 협응 증진을 위한 적정 수준의 강도에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 표면 근전도를 사용하여 나타난 신호를 근육의 활성도로 가정하여 측정하였으나, 표면 근전도 측정의 특성상 운동 시 근육의 움직임에 따라 신호 잡음이 발생될 수 있을 것이다. 또한 본 연구에서 20~30대의 건강한 성인을 대상으로 하였기 때문에 다양한 특성을 가진 대상자들에게 연구의 결과를 일반화시키기는 어려울 수 있다. 그러므로 실질적인 임상 적용을 위해서는 다양한 증상과 장애를 가지고 있는 환자들을 대상으로 심도깊은 연구가 필요할 것으로 생각된다.
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