[논문]어깨뼈 내밈 운동 시 운동 자세와 어깨관절 굽힘각도에 따른 앞 톱니근과 위 등세모근의 근 활성도 비의 비교

고은경; 원종혁; 정도영

doi:10.5103/kjsb.2012.22.2.193

어깨뼈 내밈 운동 시 운동 자세와 어깨관절 굽힘각도에 따른 앞 톱니근과 위 등세모근의 근 활성도 비의 비교
The Comparison of Electromyographic Ratio of Serratus Anterior and Upper Trapezius According to Exercise Position and Shoulder Flexion Angle during Scapular Protraction Exercises 원문보기

한국운동역학회지 = Korean journal of sport biomechanics, v.22 no.2, 2012년, pp.193 - 199

고은경 (마산대학교 물리치료과) , 원종혁 (중부대학교 관광보건대학 물리치료학과) , 정도영 (중부대학교 관광보건대학 물리치료학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate the activities of the serratus anterior (SA) and upper trapezius (UT) muscles during scapular protraction exercise with a dumbbell. Twenty-one healthy subjects with no medial history of shoulder pain or upper extremity disorders were recruited for this study. Subjects performed scapular protraction at $90^{\circ}$ and $130^{\circ}$ shoulder flexion with a dumbbell in supine and standing positions. The activities of the SA and UT were measured via surface electromyography (EMG) during 4 scapular protraction exercises. A 2 (angle) ${\times}$ 2 (position) repeated-measures analysis of variance (ANOVA) was used to compare the normalized activities of the SA and UT and the UT/SA ratio. The results showed that activities of both the SA and UT were the highest for the scapular protraction exercise at $130^{\circ}$ shoulder flexion in the standing position. However, the UT/SA ratio was the lowest for the exercise at $90^{\circ}$ shoulder flexion in supine position. Therefore, for selective activation of the SA muscle, we recommend performing the scapular protraction exercise with a dumbbell in the supine position at $90^{\circ}$ shoulder flexion.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

과거 혹은 현재 어깨 및 팔꿉관절의 통증및 기능이상이 있는 대상자와 최근 6개월 내에 척추 및 상지의 수술을 받은 대상자는 제외시켰다. 각각의 대상자들에게 실험전 실험 동의서의 내용을 알려주고 서명하도록 하였다.
, 2009), 어깨뼈 내밈 운동 시 운동 자세와 어깨 굽힘 각도에 따른 앞 톱니근과 위 등세모근의 근활성도 비를 알아봄으로써 효과적인 운동방법을 알아본 연구는 아직까지 없었다. 따라서 본 연구의 목적은 다양한 운동자세에서 아령을 이용한 어깨내밈 운동 시 위 등세모근과 앞 톱니근의 근활성도의 비를 비교하고 위 등세모근과 앞 톱니근의 근활성도 비를 통해 어깨근육의 불균형이 있는 어깨환자에게 효과적인 운동 방법을 제시해보고자 한다.
본 연구는 아령을 이용한 어깨뼈 내밈 운동 시 운동자세와 어깨관절 굽힘 각도에 따른 앞 톱니근과 위 등세모근의 근 활성도를 알아보았다. 연구 결과, 위 등세모근과 앞 톱니근의 의근 활성도모두, 바로 누운 자세의 어깨관절 90°와 선 자세에서의 어깨관절 90°, 바로 누운 자세에서의 어깨관절 130°와 선 자세에서의 어깨관절 130°, 그리고 선 자세에서의 어깨관절 90°와 130°에서 각각 통계학적으로 유의한 차이가 있었다(p=.
본 연구는 정상인을 대상으로 아령을 이용한 어깨뼈 내밈 운동 시 앞 톱니근과 위 등세모근의 근 활성도와 위 등세모근/앞 톱니근의 비를 운동자세(바로 누운 자세 × 선 자세)와 어깨 관절 굽힘 각도(90° × 130°)에 따라 비교하고자 하였다.

제안 방법

각 조건에서의 운동과 각 근육의 최대 수의적 등척성 수축(Maximal voluntary isometric contraction: MVIC) 시 근 활성도를 측정하기 위해 표면근전도 MP150 WSW(BIOPAC System Inc. CA, USA)를 이용하였고 Acqknowledge 3.73(BIOPAC System Inc. Santa Babara, USA) 소프트웨어를 이용하여 근 활성도를 수집 및 분석하였다. 근전도 신호의 표본 추출률(sampling rate)은 1000 Hz로 하였고 밴드 패스 필터(band pass filter)는 20~500 Hz를 사용하였으며 노치필터(notch filter)는 60 ㎐를 사용하였다.
아령의 무게는 4 kg으로 하였으며 각각의 운동은 5초 동안 3번 반복 측정하였다. 근육의 피로를 예방하기 위해 각 조건 마다 5분간의 휴식을 취하도록 하였다.
근전도 두 개의 활성전극(active electrode)은 위 등세모근 어깨봉우리 돌기 후방 모서리 사이의 중간에 나란히 위치하도록 하여 부착하도록 하였으며 앞 톱니근의 근전도 활성전극은 넓은 등근 앞쪽과 겨드랑 아래 사이와 앞 톱니근의 평행근에 부착하도록 하였다(Cram, Kasman & Holtz, 1998)(Figure 1).
위 등세모근과 앞 톱니근의 기준전극(reference electrode)은 각 각 7번 목뼈의 가시돌기와 자뼈머리 부착하였다. 두 개의 근육들의 최대 수의적 등척성 수축 시 근활성도를 측정하기 위해 도수근력검사(manual muscle testing) 시자세를 이용하였다. 앞 톱니근은 앉은 자세에서 어깨를 130 °로굽히도록 하고 검사자의 한 손은 대상자의 위팔뼈에 폄(extension)방향으로 그리고 다른 한 손은 어깨뼈의 외측에 아래쪽 회전 방향으로 저항을 제공되어 최대한 등척성 수축하도록 하였다.
각각의 운동방법에 따른 등세모근과 앞 톱니근의 근 활성도를 정규화하기 위해 최대 등척성 수의적 수축 시 근 활성도를 측정하여 평균평방근(root mean square: RMS)으로 처리된 각 근육의 근 활성도를 백분율(%MVIC)로 분석하였다. 또한 각각의 운동방법에 따른 위 등세모근/앞 톱니근 근 활성도 비를 알아 보기 위해 각 조건에서의 위 등세모근의 근 활성도를 앞 톱니근의 근 활성도로 나누어 계산하였다.
아령을 이용한 어깨뼈 내밈 운동 시 근 활성도를 측정하기 위해 근전도 전극(T246H, BioProtech. Wonju, Korea)을 위 등세모근과 앞 톱니근에 부착하였다. 근전도 두 개의 활성전극(active electrode)은 위 등세모근 어깨봉우리 돌기 후방 모서리 사이의 중간에 나란히 위치하도록 하여 부착하도록 하였으며 앞 톱니근의 근전도 활성전극은 넓은 등근 앞쪽과 겨드랑 아래 사이와 앞 톱니근의 평행근에 부착하도록 하였다(Cram, Kasman & Holtz, 1998)(Figure 1).
이 때, 몸통이 한쪽으로 회전되지 않도록 하고 어깨뼈만 최대한 내밀도록 하였다. 아령의 무게는 4 kg으로 하였으며 각각의 운동은 5초 동안 3번 반복 측정하였다. 근육의 피로를 예방하기 위해 각 조건 마다 5분간의 휴식을 취하도록 하였다.
앞 톱니근은 앉은 자세에서 어깨를 130 °로굽히도록 하고 검사자의 한 손은 대상자의 위팔뼈에 폄(extension)방향으로 그리고 다른 한 손은 어깨뼈의 외측에 아래쪽 회전 방향으로 저항을 제공되어 최대한 등척성 수축하도록 하였다.
운동 자세와 어깨관절 각도에 따른 위 등세모근과 앞 톱니근의 근활성도와 위 등세모근/앞 톱니근의 비는 에 제시하였다.
위 등세모근과 앞 톱니근의근 활성도와 위 등세모근/앞 톱니근의 비는 운동 자세(바로 누운자세 / 선 자세)와 어깨관절 굽힘각도(90° / 130°)에 따라 4개의 수준(2 x 2)으로 분석하였다.
대상자들은 선 자세와 바로 누운 자세에서 어깨 관절 굽힘은 90°와 130° 각도 자세를 취하였다. 위팔뼈 위쪽 올림 각도는 각도계(goniometer)를 이용하여 측정한 후 목표지점을 중력선(plumb line)에 위치한 후 운동 시 목표 지점을 향해 어깨 내밈 운동을 실시하였다. 선 자세와 바로 누운 자세에서의 어깨 내밈 운동 시 팔꿈치는 완전히 펴고 우세 팔로 아령을 들고 위팔뼈 위쪽 올림 90° 또는 130° 각도에서 시작자세를 취하였다(Figure 2).

대상 데이터

본 연구의 대상자는 M대학교 재학생 중 21명(남성 14명, 여성 7명)의 건강한 20대 성인을 대상으로 하였다. 대상자의 평균 연령은 22.

데이터처리

각각의 운동방법에 따른 등세모근과 앞 톱니근의 근 활성도를 정규화하기 위해 최대 등척성 수의적 수축 시 근 활성도를 측정하여 평균평방근(root mean square: RMS)으로 처리된 각 근육의 근 활성도를 백분율(%MVIC)로 분석하였다. 또한 각각의 운동방법에 따른 위 등세모근/앞 톱니근 근 활성도 비를 알아 보기 위해 각 조건에서의 위 등세모근의 근 활성도를 앞 톱니근의 근 활성도로 나누어 계산하였다.
분산분석에서 유의한 효과가 발견되었을 때 본훼로니 t-검정 교정(paired-sample t-tests with Bonferroni correction)을 이용한 사후검정을 실시하였으며 유의 수준 α= .0125(.05/4)로 하였다.
통계 프로그램은 SPSS version 12.0을 이용하여 반복 측정된 개체 내 이요인 분산분석(repeated-measures ANOVAs with 2 within-subject factors)을 실시하였다. 위 등세모근과 앞 톱니근의근 활성도와 위 등세모근/앞 톱니근의 비는 운동 자세(바로 누운자세 / 선 자세)와 어깨관절 굽힘각도(90° / 130°)에 따라 4개의 수준(2 x 2)으로 분석하였다.

성능/효과

본 연구 결과, 운동 자세에 따른 근 활성도가 앞 톱니근과 위 등세모근 모두 바로 누운 자세보다 선 자세에서 유의하게 높았다. 그 이유는 아령에 의한 저항 힘에 의해 발생되는 외적인 모멘트 팔(external moment arm)의 길이가 바로 누운 자세보다 선 자세가 더 커서 이를 유지하기 위한 내적인 모멘트를 생성시키는 각 근육의 수축력이 증가했기 때문이라 사료된다.
Ekstrom, Donatelli와 Soderberg(2003)의 연구결과, 선 자세에서 120°이상으로 어깨 면에서의 어깨 벌림 운동(scaption) 시 위 등세모과 앞 톱니근의 근 활성도가 각각 79%MVIC와 96%MVIC였으며 바로누운 자세에서 어깨 관절 90° 상태로 한쪽 팔로 아령을 들어 어깨뼈 내밈 운동 시 72%MVIC, 62%MVIC였다. 본 연구결과와 유사하게 바로 누운 자세보다 선 자세에서 앞 톱니근과 위등세모근 모두 근 활성도가 높았다.
사후 분석 결과, 위 등세모근과 앞 톱니근의 의 근 활성도모두, 바로 누운 자세의 어깨관절 90°와 선 자세에서의 어깨관절 90°, 바로 누운 자세에서의 어깨관절 130°와 선 자세에서의 어깨관절 130°, 그리고 선 자세에서의 어깨관절 90°와 130°에서 각각 통계학적으로 유의한 차이가 있었다<Figure 3, 4>(p<.0125).
어깨관절 각도에 따른 위 등세모근/앞 톱니근의 비는 통계학적으로 유의한 차이가 없었으며 운동 자세에 따른 비는 유의한 차이가 있었다(p=.001) <Table 2>. 사후 분석 결과, 위 등세모근과 앞 톱니근의 의 근 활성도모두, 바로 누운 자세의 어깨관절 90°와 선 자세에서의 어깨관절 90°, 바로 누운 자세에서의 어깨관절 130°와 선 자세에서의 어깨관절 130°, 그리고 선 자세에서의 어깨관절 90°와 130°에서 각각 통계학적으로 유의한 차이가 있었다<Figure 3, 4>(p<.
어깨관절 굽힘 각도에 따른 앞 톱니근과 위 등세모근의 근활성도는 바로 누운 자세에서는 유의한 차이가 없었으나 선 자세에서는 90°보다 130°에서 유의한 차이가 있었다.
연구 결과, 위 등세모근과 앞 톱니근의 의근 활성도모두, 바로 누운 자세의 어깨관절 90°와 선 자세에서의 어깨관절 90°, 바로 누운 자세에서의 어깨관절 130°와 선 자세에서의 어깨관절 130°, 그리고 선 자세에서의 어깨관절 90°와 130°에서 각각 통계학적으로 유의한 차이가 있었다(p=.0125).

후속연구

따라서 위 등세모근의 과도한 수축 시 선택적인 앞 톱니근 강화목적으로 바로 누운 자세로 위팔뼈 위쪽 올림 각도 90°에서 아령을 이용한 어깨뼈 내밈 운동을 추천한다. 향후 연구에서는 위 등세모근과 앞 톱니근의 근 불균형이 있는 어깨 질환 환자에게 장기적으로 아령을 이용한 어깨뼈 내밈 운동이 어깨 통증 및 어깨 기능향 상에 미치는 효과를 알아보고자 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	어깨뼈의 위쪽 돌림근으로서 기능하는 근육들은 어떤 것에 필수적인가?	위 등세모근(upper trapezius), 아랫 등세모근(lower trapezius), 그리고 앞 톱니근(serratus anterior)은 어깨뼈의 위쪽 돌림근들(upward rotators)로써 기능을 한다(Levangie & Norkin, 2011). 따라서 이러한 근육들은 어깨-위팔뼈 리듬(scapulohumeral rhythm)을 유지하는데 있어 필수적인 역할을 한다(Bagg & Forest, 1988). 특히, 앞 톱니근은 일상생활 중 머리 위로의 팔 움직임 시 어깨뼈 위쪽 돌림뿐 만 아니라 어깨 뼈 내밈(protraction) 역할을 함으로써 어깨가슴 관절(scapulothoracic joint)의 안정성에 기여를 한다.
	어깨뼈의 위쪽 돌림근들로써 기능하는 것은?	위 등세모근(upper trapezius), 아랫 등세모근(lower trapezius), 그리고 앞 톱니근(serratus anterior)은 어깨뼈의 위쪽 돌림근들(upward rotators)로써 기능을 한다(Levangie & Norkin, 2011). 따라서 이러한 근육들은 어깨-위팔뼈 리듬(scapulohumeral rhythm)을 유지하는데 있어 필수적인 역할을 한다(Bagg & Forest, 1988).
	어깨뼈의 위쪽 돌림근 중 어깨가슴 관절의 안정성에 기여하는 것은 무엇인가?	따라서 이러한 근육들은 어깨-위팔뼈 리듬(scapulohumeral rhythm)을 유지하는데 있어 필수적인 역할을 한다(Bagg & Forest, 1988). 특히, 앞 톱니근은 일상생활 중 머리 위로의 팔 움직임 시 어깨뼈 위쪽 돌림뿐 만 아니라 어깨 뼈 내밈(protraction) 역할을 함으로써 어깨가슴 관절(scapulothoracic joint)의 안정성에 기여를 한다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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