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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 신체 기능이 쇠약해진 노인들의 건강한 노후를 위한 운동 방법의 하나로 개개인의 신체적 능력에 따라 훈련 강도를 조절하여 적용할 수 있는 가상현실 훈련을 시행하여 훈련 전⋅후 노인들의 하지 근활성도를 알아보고자 한다.
- 본 연구는 가상현실 훈련이 정상 노인의 하지 근활성도에 미치는 영향을 알아보기 위해 시행되었다. 하지 근활성도 비교 결과 가상현실 훈련군에서 발목의 움직임에 관여하는 앞정강근과 장딴지근의 활성도가 향상됨을 볼 수 있었다.
제안 방법
- 근활성도를 측정하기 위해 MP150(BIOPAC System Inc., CA. USA)을 사용하였고 넙다리두갈래근(biceps femoris), 장딴지근(gastrocnemius), 앞정강근(tibialis anterior), 가쪽넓은근(vastus lateralis)(Rainoldi 등, 2004) 을 선택하여 하지 근활성도를 측정하였다. 전극은 AgAg/Cl(Biopac, diameter 2cm)를 사용하였고 전극의 부착 부위는 피부 저항을 최소화하기 위해 알코올 거즈로 닦은 후 전극을 부착하였으며 접지 전극(ground electrode)은 C7 가시돌기(spinous process)에 부착하였다.
- 두 발로 바로 선 자세를 기준으로 하고 한 쪽 다리를 들게 한 후 지지하는 다리의 근활성도를 측정하였다. 중재 전⋅후 동일한 측정자가 3회 반복한 측정치의 평균 값을 얻어 각 근육의 활성도를 비교 분석하였으며 측정된 값을 표준화하기 위하여 원자료를 실효치(Root Mean Square: RMS)로 변환하였다.
- 전극을 부착하기 전에 부착 부위의 피부에 있는 털을 제거한 후 알코올 소독하여 피부 저항을 최대한으로 줄였다. 모든 준비 작업이 끝난 후 해당 근육에 대한 근전도를 측정하였다.
- Wii-Fit은 밸런스보드(balance board)와 프로그램 실행 CD로 구성되어있고 압력센서가 있는 밸런스보드 위에 대상자가 올라서면 화면에 아바타(Mii)가 나타나 대상자의 움직임을 따라하고 이는 대상자에게 시각적, 청각적 피드백을 제공할 뿐 아니라 위 리모트(wii-remote)를 통해 다양한 움직임에 대한 진동반응을 촉각 피드백으로 제공한다. 본 연구에 사용된 밸런스 게임은 Ski slalom, Table tile, Balance bubble로 각 프로그램 당 10분씩 시행하였다. 본 연구에 참여한 대조군은 어떠한 중재도 하지 않았다.
- 측정 시, 전극과 근전도계를 연결하는 전선이 엉키지 않도록 깔끔하게 정리하여 움직임 잡음(motion artifact)이 생기지 않도록 하였고 화면에 나타난 근전도 신호를 관찰하여 근전도 잡음이 발생되고 있는지 여부를 조사하여 잡음이 발생되는 경우에는 원인을 제거시킨 후 전극을 부착하였다. 전극을 부착하기 전에 부착 부위의 피부에 있는 털을 제거한 후 알코올 소독하여 피부 저항을 최대한으로 줄였다.
- 중재 전⋅후 동일한 측정자가 3회 반복한 측정치의 평균 값을 얻어 각 근육의 활성도를 비교 분석하였으며 측정된 값을 표준화하기 위하여 원자료를 실효치(Root Mean Square: RMS)로 변환하였다. 표면 근전도의 경우 표준화 과정을 거쳐 일반화 시키기 위해 MVIC(Maximum Voluntary Isometric Contraction)나 RVC(Reference Voluntary Contraction)의 값을 기준으로 하는데 본 연구에서는 RVC로 표준화하였다.
대상 데이터
- 대상자의 일반적인 특성은 표 2에 나타내었다. 가상 현실 훈련군의 평균 연령은 73세, 신장은 164.21cm, 체중은 63.66kg이고 대조군의 평균연령은 71세, 신장은 162.25cm, 체중은 64.43kg으로 두 그룹 간 동질성 검정에서 유의한 차이가 나타나지 않았다.
- 본 연구는 OO시에 거주하는 65세 이상 80세 이하의 노인 32명을 가상현실 운동군 17명, 일상생활동작군 15명으로 무작위 배치하였다. 참여하는 모든 대상자는 실험 내용을 이해할 수 있도록 본 연구의 목적과 방법에 대해 충분히 설명한 후 자발적인 동의를 얻어 실시하였고 참가자 중 한국형 간이정신상태 판별검사(MMSE-K) 점수가 23점 이하 인 자, 최근 6개월 이내에 골절 등 정형외과적 질환으로 진단 받은 자, 시각과 청각에 이상이 있는 자, 검사를 시행하기 전에 균형에 영향을 주는 아편계열, 알코올, 스트렙토 항생제 등의 약물을 복용한 자, 진행성 장애나 신경학적 장애(파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 다발성 경화증, 간질, 뇌졸중)가 있는 자는 대상자에서 제외하였다.
- USA)을 사용하였고 넙다리두갈래근(biceps femoris), 장딴지근(gastrocnemius), 앞정강근(tibialis anterior), 가쪽넓은근(vastus lateralis)(Rainoldi 등, 2004) 을 선택하여 하지 근활성도를 측정하였다. 전극은 AgAg/Cl(Biopac, diameter 2cm)를 사용하였고 전극의 부착 부위는 피부 저항을 최소화하기 위해 알코올 거즈로 닦은 후 전극을 부착하였으며 접지 전극(ground electrode)은 C7 가시돌기(spinous process)에 부착하였다. 표 1에 나타나 있는 각각 근육에서 근복(muscle belly)의 위치를 찾아 전극을 부착하였다.
데이터처리
- 또한 시간 경과에 따른 그룹 내 가상현실 훈련 전⋅후 검증을 위하여 대응표본 t-test를 실시하였고 유의수준은 .05로 하였다.
- 실험 결과는 SPSS 12.0 for windows를 이용하여 측정된 모든 변인에 대하여 평균과 표준오차를 산출하고, 그룹 간 측정 시기(가상현실 훈련 전⋅가상현실 훈련 후)의 변화통계량을 알아보기 위해 독립 t-test를 실시하였다.
- 중재 전⋅후 동일한 측정자가 3회 반복한 측정치의 평균 값을 얻어 각 근육의 활성도를 비교 분석하였으며 측정된 값을 표준화하기 위하여 원자료를 실효치(Root Mean Square: RMS)로 변환하였다.
이론/모형
- 본 연구에서 실시한 가상현실 훈련은 닌텐도 사 (Nintendo Inc., Japan)에서 제공하는 Wii-Fit의 Wii balance board(WBB) 게임 프로그램을 이용하였다. Wii-Fit은 밸런스보드(balance board)와 프로그램 실행 CD로 구성되어있고 압력센서가 있는 밸런스보드 위에 대상자가 올라서면 화면에 아바타(Mii)가 나타나 대상자의 움직임을 따라하고 이는 대상자에게 시각적, 청각적 피드백을 제공할 뿐 아니라 위 리모트(wii-remote)를 통해 다양한 움직임에 대한 진동반응을 촉각 피드백으로 제공한다.
성능/효과
- 가상현실 훈련군의 가쪽넓은근 활성도는 훈련 전 83.23±8.60 에서 훈련 후 145.83±31.02 로 유의한 차이가 나타났고(p<.05), 대조군은 훈련 전 95.01±10.49 에서훈련 후 116.61±21.51 로 유의한 차이가 없었다(p>.05).
- 가상현실 훈련군의 넙다리두갈래근 활성도는 훈련 전 80.87±7.78 에서 훈련 후 98.33±6.60 로 유의한 차이가 없었고(p>.05), 대조군은 훈련 전 89.11±13.29, 훈련 후 99.13±20.05 로 유의한 차이가 없었다(p>.05).
- 가상현실 훈련군의 앞정강근 활성도는 훈련 전 84.32±13.66 에서 훈련 후 150.19±29.21 로 유의한 차이가 나타났고(p<.05), 대조군의 경우 훈련 전 94.37±9.84에서 훈련 후 85.70±17.92 로 유의한 차이를 나타내지 않았다(p>.05).
- 가상현실 훈련군의 장딴지근 활성도는 훈련 전 92.47±9.80 에서 훈련 후 138.16±17.93 로 통계학적으로 유의한 차이가 있었고(p<.05), 대조군의 경우 훈련 전 122.96±19.57 에서 훈련 후 125.87±20.28 로 통계학적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다(p>.05).
- 본 연구에서 가상현실 훈련 중재 전, 후에 따른 노인의 하지 근활성도를 살펴 본 결과 장딴지근과 앞정강근에서 유의한 차이가 나타났는데 이는 발목 전략에 주로 사용되는 근육들로 가상현실 훈련이 발목관절의 안정성 향상에 기여함을 나타낸다.
- 본 연구는 가상현실 훈련이 정상 노인의 하지 근활성도에 미치는 영향을 알아보기 위해 시행되었다. 하지 근활성도 비교 결과 가상현실 훈련군에서 발목의 움직임에 관여하는 앞정강근과 장딴지근의 활성도가 향상됨을 볼 수 있었다.
후속연구
- 나이가 들어감에 따라 모든 신체적 기능이 저하되는 노인들이 꾸준한 운동을 한다면 효과적인 낙상 예방 방법이 될 수 있다. 특히, 비용면에서도 부담없이 가정에서 쉽게 접하고 재미있게 시행할 수 있는 닌텐도 위핏 프로그램을 정상 노인들이 꾸준히 시행한다면 낙상의 예방에 효과적일 것으로 제안할 수 있겠다.
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