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문제 정의
- 본 연구 결과 각각의 표면근전도의 측정값은 개인에 따라 큰 차이를 보여 표준편차의 범위가 크게 나타나 절댓값의 수치만으로는 표준화작업이 어려울 것으로 사료되었다. 이에 개인별 절댓값의 차이는 큰 차이를 보이더라도 정상인에서 개인의 좌우 차이는 크게 나타나지 않을 것으로 생각되어 개인별 좌우 차이의 비율 및 그 범위를 다양한 방법을 통해 확인해 보았다. 좌측과 우측의 비율인 백분율 환산 및 AI를 통해 비교해보았다.
제안 방법
- 표면근전도의 측정값은 root mean square(RMS)의 신호처리를 통해 측정하였다. 1회 근전도 신호 측정 시 relaxtion time은 5초, tension time은 3초였으며 gain index는 -1463에서 1463의 범위로, 반복 측정된 각각의 검사는 3회씩 측정하여 평균화되어, 그 평균값을 측정치로 이용하였다.
- . Frontalis muscle 및 양백 부위의 운동법으로 눈썹을 올려 이마를 주름지게 하였다.
- . Orbicularis oris muscle의 운동법으로 양 입술을 오므려 앞으로 내밀게 하였다.
- . Zygomaticus muscle 및 관료 부위의 운동법으로 구각을 상방과 양측 밖으로 당기게 하였다.
- 대상자로 선정된 40명의 피험자는 10분 안정 후 frontalis muscle(陽白, GB14), zygomaticus muscle(觀髎, SI18), orbicularis oris(禾髎, LI19)의 순서로 측정을 진행하였다. Frontalis muscle의 좌우 총 평균값은 78.
- Kim et al16)의 연구에 의하면 RMS는 근육의 힘 변화를 가장 명확하게 나타내는 지표이다. 본 연구에서 또한 RMS를 통한 안면 근육의 힘의 변화를 측정하였다.
- 비대칭 분율(asymmetry index, AI)은 두 값의 차이를 두 값의 합으로 나눈 것으로 본 연구에서는 좌측과 우측의 RMS 값 중 높은 값에서 낮은 값을 뺀 차이 값을 양측 RMS 값의 합으로 나누어서 비대칭 분율을 구하였다.
- 선정기준 및 제외기준을 검토하여 처음 방문 시 임상시험에 적합하다고 판단이 된 성인 40명을 대상으로 10분의 안정을 취하게 한 후 각 혈위의 자극 운동법을 안내한 후 frontalis muscle(陽白, GB14)ㆍzygomaticus muscle(觀髎, SI18)ㆍorbicularis oris muscle(禾髎, LI19)상의 穴位에 일회용 전극을 부착하여 측정하였다.
- 성별에 따른 표면근전도 측정값과 그 차이를 알아보았다. 남성 20명의 frontalis muscle의 좌우 총 평균값은 92.
- 전극의 방향은 각각 frontalis muscle, zygomaticus muscle, orbicularis oris muscle의 근섬유 방향과 평행하게 부착하였으며, 좌측에 1번, 우측에 2번 채널을 연결하였다. 예비 측정 후 시술자의 판단에 따라 피험자가 운동법을 숙지했다고 판단되었을 때 실측정을 실시하였다. 좌측, 우측 각각 1회씩 측정 후 수치를 기록하였다.
- 이에 저자는 특정 안면부 穴位상 표면근전도 측정값의 정상 범위를 설정할 수 있다면 향후 안면부 질환에 대한 증상의 정도 파악 및 치료 효과 확인 등 안면부 표면근전도 측정의 다양한 활용이 가능할 것으로 보았으며, 이를 위해 본 연구에서는 40명의 정상인을 대상으로 frontalis muscle(陽白, GB14), zygomaticus muscle(觀髎, SI18), orbicularis oris muscle(禾髎, LI19) 상에 위치한 穴位의 안면부 운동 시 표면근전도를 측정하고 측정값 좌우 차이 범위 및 비대칭 분율(asymmetry index) 등을 분석하였다.
- 전극 센서는 AM530 액티브 근전도센서((株)Laxtha, Korea)를 사용하였다. 전극의 방향은 각각 frontalis muscle, zygomaticus muscle, orbicularis oris muscle의 근섬유 방향과 평행하게 부착하였으며, 좌측에 1번, 우측에 2번 채널을 연결하였다. 예비 측정 후 시술자의 판단에 따라 피험자가 운동법을 숙지했다고 판단되었을 때 실측정을 실시하였다.
- 좌우 비교에서 백분율 분석은 좌측과 우측 중 높은 측정값을 100 %로 변환하여 이에 대한 낮은 측정값의 비율을 계산하였다. 그 결과, frontalis muscle은 평균 80.
- 예비 측정 후 시술자의 판단에 따라 피험자가 운동법을 숙지했다고 판단되었을 때 실측정을 실시하였다. 좌측, 우측 각각 1회씩 측정 후 수치를 기록하였다. 표면근전도의 측정값은 root mean square(RMS)의 신호처리를 통해 측정하였다.
- 이에 개인별 절댓값의 차이는 큰 차이를 보이더라도 정상인에서 개인의 좌우 차이는 크게 나타나지 않을 것으로 생각되어 개인별 좌우 차이의 비율 및 그 범위를 다양한 방법을 통해 확인해 보았다. 좌측과 우측의 비율인 백분율 환산 및 AI를 통해 비교해보았다.
- 총 40명의 선정된 피험자의 좌우 측정값 중 높은 값을 100 %로 변환하여 이에 대하여 낮은 값의 백분율을 계산하여 분석하였으며 그 수식은 다음과 같다.
- 0 Neuromedi Inc)을 사용하였다. 표면근전도 신호에 대한 피부 저항을 감소시키는 요소를 제거하기 위해 의료용 알코올 솜으로 검사 부위를 닦은 후 피부표면이 완전히 건조되었음을 확인한 후 전극을 부착하였다. 전극 센서는 AM530 액티브 근전도센서((株)Laxtha, Korea)를 사용하였다.
- 피험자의 frontalis muscle, zygomaticus muscle, orbicularis oris muscle 각각에서 측정된 좌우 측정값 중 높은 값에 대한 낮은 값의 비율을 백분율로 계산하여 분석하였다.
대상 데이터
- 2013년 10월 28일부터 11월 2일까지 모집한 만 20세 이상 40세 미만의 건강인 중에서 본 연구의 내용을 이해하고 적극적으로 참여할 것을 동의하면서 다음의 제외기준에 해당하지 않는 남녀 각 20명, 총 40명을 대상자로 선정하였다. 총 모집된 피험자의 평균 연령은 26.
- 표면근전도 신호에 대한 피부 저항을 감소시키는 요소를 제거하기 위해 의료용 알코올 솜으로 검사 부위를 닦은 후 피부표면이 완전히 건조되었음을 확인한 후 전극을 부착하였다. 전극 센서는 AM530 액티브 근전도센서((株)Laxtha, Korea)를 사용하였다. 전극의 방향은 각각 frontalis muscle, zygomaticus muscle, orbicularis oris muscle의 근섬유 방향과 평행하게 부착하였으며, 좌측에 1번, 우측에 2번 채널을 연결하였다.
데이터처리
- 각 좌우의 차이와 정상인의 평균 수치를 알기 위해 t-test를 실시하였다.
이론/모형
- 표면근전도는 4채널 근전도 측정시스템 QEMG-4 XL((株)Laxtha, Korea)을 사용하였으며, 측정 프로그램은 QEMG-4 XL(version1.0 Neuromedi Inc)을 사용하였다. 표면근전도 신호에 대한 피부 저항을 감소시키는 요소를 제거하기 위해 의료용 알코올 솜으로 검사 부위를 닦은 후 피부표면이 완전히 건조되었음을 확인한 후 전극을 부착하였다.
- 좌측, 우측 각각 1회씩 측정 후 수치를 기록하였다. 표면근전도의 측정값은 root mean square(RMS)의 신호처리를 통해 측정하였다. 1회 근전도 신호 측정 시 relaxtion time은 5초, tension time은 3초였으며 gain index는 -1463에서 1463의 범위로, 반복 측정된 각각의 검사는 3회씩 측정하여 평균화되어, 그 평균값을 측정치로 이용하였다.
성능/효과
- 1. 정상인 40명의 실험군에서 frontalis muscle의 좌우 총 평균값은 78.36±40.87, zygomaticus muscle의 좌우 총 평균값은 84.70±49.81이었으며 orbicularis oris muscle의 좌우 총 평균값은 104.83±38.81이었다.
- 2. Frontalis muscle의 좌측, zygomaticus muscle의 좌우의 측정값은 통계적으로 남성이 여성보다 높았으며 평균값도 frontalis muscle과 zygomaticus muscle에서 좌우 모두 남성이 높게 측정되었다. Orbicularis oris muscle에서 여성이 남성 보다 높게 측정되었다.
- 3. 모든 그룹에서 frontalis muscle과 zygomaticus muscle, orbicularis oris muscle의 좌우 측정값은 유의한 차이가 없었다.
- 4. 좌우 측정값 중 높은 값에 대한 낮은 값의 백분율 환산 결과, Frontalis muscle은 평균 80.29±12.46%, Zygomaticus muscle은 평균 76.51±13.19%, Orbicularis oris muscle은 평균 84.38±12.04%였다.
- 40명 피험자의 모든 근육에서 높은 값을 기준으로 한 높은 값과 낮은 값 차이의 백분율 전체 평균은 19.60±12.88 %였다(Table 4).
- 5. 좌우 측정값 중 높은 값에 대한 좌우 값 차이의 백분율 환산 결과, 정상인 40명의 평균 좌우차이 비율은 19.60±12.88 %였다.
- 6. 좌우 측정값의 비대칭 분율을 분석한 결과 frontalis muscle의 AI 평균은 11.47±8.07 %, zygomaticus muscle의 AI 평균은 13.95±8.90 %, orbicularis oris muscle의 AI 평균은 8.95±7.50 %였으며, 세 근육 전체의 AI 평균은 11.46±8.36 %였다.
- Frontalis muscle에서 남성의 평균값은 92.28±44.10, 여성의 평균값은 64.45±32.27로 남성이 높게 측정되었으며, zygomaticus muscle에서 남성의 평균값은 100.90±53.89였으며 여성의 평균값은 68.50±39.78이었다.
- Frontalis muscle에서 측정된 높은 값에 대한 낮은 값의 백분율 전체 평균은 80.29±12.46 %였다.
- Frontalis muscle의 AI 평균은 11.47±8.07 %, zygomaticus muscle의 AI 평균은 13.95±8.90 %, orbicularis oris muscle의 AI 평균은 8.95±7.50 %였으며, 세 근육 전체의 AI 평균은 11.46±8.36%였다(Table 5).
- Frontalis muscle의 AI의 평균은 11.47±8.07 %였으며, 가장 높은 AI 값은 33.33 %, 가장 낮은 AI 값은 0 %였다.
- Frontalis muscle의 낮은 값의 백분율 평균은 80.29±12.46 %, zygomaticus muscle의 낮은 값의 백분율 평균은 76.51±13.19 %였으며, orbicularis oris muscle의 낮은 값의 백분율 평균은 84.38±12.04 %였다.
- Frontalis muscle의 좌우 총 평균값은 78.36±40.87, zygomaticus muscle의 좌우 총 평균값은 84.70±49.81이었으며, orbicularis oris의 좌우 총 평균값은 104.83±38.81이었다.
- 13 %였으며, 좌우 차이가 가장 차이가 많이 나타난 피험자는 높은 값에 대한 높은 값과 낮은 값 차이의 비율이 50 %였다. Orbiculalis oris muscle에서 좌우 차이가 가장 적었던 피험자는 높은 값에 대한 높은 값과 낮은 값의 차이의 비율이 1.27 %였으며, 좌우 차이가 가장 차이가 많이 나타난 피험자는 높은 값에 대한 높은 값과 낮은 값 차이의 비율이 45.10%였다(Fig. 2).
- 19 %였다. Orbiculalis oris muscle에서 좌우 차이가 가장 적었던 피험자의 좌우 측정값 중 높은 측 대비 낮은 측의 비율은 98.73 %였으며, 가장 차이가 많이 나타난 피험자의 좌우 측정값 중 높은 측 대비 낮은 측의 비율은 54.90 %였다. Orbiculalis oris muscle에서 측정된 높은 값에 대한 낮은 값의 백분율 전체 평균은 84.
- Orbiculalis oris muscle에서 측정된 높은 값에 대한 낮은 값의 백분율 전체 평균은 84.38±12.04 %였다(Fig. 1).
- Orbiculalis oris muscle의 AI 평균은 8.95±7.50 %였으며, 가장 높은 AI 값은 29.11 %, 가장 낮은 AI 값은 0.64%였다(Fig. 3).
- Orbicularis oris muscle의 좌측 평균값은 106.80±36.23, 우측 평균값은 102.85±41.61이었으며 좌측과 우측 차이의 평균은 18.50±15.59였다(Table 1).
- Zygomaticus muscle에서 좌우 차이가 가장 적었던 피험자는 높은 값에 대한 높은 값과 낮은 값의 차이의 비율은 2.13 %였으며, 좌우 차이가 가장 차이가 많이 나타난 피험자는 높은 값에 대한 높은 값과 낮은 값 차이의 비율이 50 %였다.
- 46 %였다. Zygomaticus muscle에서 좌우 차이가 가장 적었던 피험자의 좌우 측정값 중 높은 측 대비 낮은 측의 비율은 97.87 %였으며, 가장 차이가 많이 나타난 피험자의 좌우 측정값 중 높은 측 대비 낮은 측의 비율은 50.00 %였다. Zygomaticus muscle에서 측정된 높은 값에 대한 낮은 값의 백분율 전체 평균은 76.
- Zygomaticus muscle에서 측정된 높은 값에 대한 낮은 값의 백분율 전체 평균은 76.51±13.19 %였다.
- Zygomaticus muscle의 AI 평균은 13.95±8.90 %였으며, 가장 높은 AI 값은 33.33 %, 가장 낮은 AI 값은 1.08 %였다.
- Zygomaticus muscle의 좌측, 우측 측정값 모두 남성이 여성보다 높았으며, 좌측(t=2.143, p<0.05)과 우측(t=2.135, p<0.05)의 차이 모두 남녀 차이가 통계적으로 유의하였다.
- 각 혈위의 남녀 차이를 각각 검증하기 위해 분석한 결과, frontalis muscle의 좌측 측정값은 남성이 여성보다 통계적으로 유의하게 높았다(t=2.697, p<0.05).
- 그 결과, frontalis muscle은 평균 80.29±12.46 %, zygomaticus muscle은 평균 76.51±13.19 %, orbicularis oris muscle은 평균 84.38±12.04 %였으며, 전체 평균은 80.40±12.88 %였다.
- 높은 값을 기준으로 한 높은 값과 낮은 값 차이의 백분율 평균은 frontalis muscle에서는 19.71±12.46%, zygomaticus muscle에서는 23.49±13.19 %였으며, orbicularis oris muscle에서는 15.62±12.04 %였다.
- 또한 좌우 측정값의 차이를 구하여 백분율로 계산하였을 때 높은 값을 기준으로 한 높은 값과 낮은 값 차이의 백분율 평균은 frontalis muscle은 19.71±12.46 %, zygomaticus muscle은 23.49±13.19 %, orbicularis oris muscle은 15.62±12.04 %였다.
- 본 연구 결과 각각의 표면근전도의 측정값은 개인에 따라 큰 차이를 보여 표준편차의 범위가 크게 나타나 절댓값의 수치만으로는 표준화작업이 어려울 것으로 사료되었다. 이에 개인별 절댓값의 차이는 큰 차이를 보이더라도 정상인에서 개인의 좌우 차이는 크게 나타나지 않을 것으로 생각되어 개인별 좌우 차이의 비율 및 그 범위를 다양한 방법을 통해 확인해 보았다.
- 36 %였다. 본 연구 결과를 비대칭 분율로 분석하였을 때 정상인에 있어서 orbicularis oris muscle이 좌측과 우측의 차이가 가장 적은 것으로 볼 수 있으며, zygomaticus muscle이 좌측과 우측의 차이가 가장 큰 것으로 볼 수 있다. 또한 정상인의 안면 근육에서 좌측과 우측의 AI 값은 11.
- 본 연구에서 표면근전도를 이용하여 frontalis muscle(陽白, GB14)ㆍzygomaticus muscle(觀髎, SI18)ㆍorbicularis oris(禾髎, LI19)를 각각 순서대로 측정한 결과 frontalis muscle의 좌우 총 평균값은 78.36±40.87, zygomaticus muscle의 좌우 총 평균값은 84.70±49.81이었으며, orbicularis oris muscle의 좌우 총 평균값은 104.83±38.81이었다.
- 본 연구에서도 좌우 차이에 대한 비대칭의 분율인 AI 값을 구한 결과, frontalis muscle의 AI 평균은 11.47±8.07 %, zygomaticus muscle의 AI 평균은 13.95±8.90 %, orbicularis oris muscle의 AI 평균은 8.95±7.50 %였으며, 세 근육에서의 전체 AI 평균값은 11.46±8.36 %였다.
- 00이었다. 세 측정 부위 중 orbicularis oris muscle에서만 여성의 측정값 평균이 남성에 비해 높았으며 frontalis muscle과 zygomaticus muscle에서는 남성의 측정값 평균이 여성보다 더 높게 나타났다.
- 전체 40명 피험자 모든 근육의 높은 값을 기준으로 한 높은 값과 낮은 값 차이의 백분율 평균은 19.60±12.88 %였다.
- 통계를 통해서 frontalis muscle의 좌측과 zygomaticus muscle 좌우 모두 남성이 여성보다 높은 것으로 확인되었다(p<0.05).
- 본 실험의 결과 정상인에서 좌측과 우측은 어느 그룹에서도 큰 차이를 보이지 않았으며 이는 향후 표면근전도를 통해 안면부 질환 시 좌측과 우측을 비교하여 그 차이가 있을 시, 진단의 근거로 사용될 수 있다. 하지만 표면근전도의 측정 결과는 각 개인에 따라 큰 차이를 보여 frontalis muscle에서 가장 낮은 값이 16, 가장 높은 값이 186, zygomaticus muscle에서 가장 낮은 값이 24, 가장 높은 값이 277, orbicularis oris muscle에서 가장 낮은 값이 43, 가장 높은 값이 182로 측정되어 세 근육에서 모두 그 차이가 크게 나타났다. 이와 같이 측정값의 개인별 차이가 크게 나타나 각 혈위별 표면근전도의 표준화 작업에 있어서 대상자가 많아도 개인의 단순 수치만으로는 정상과 비정상의 범주를 구하기 위한 표준화 작업은 어려울 것으로 보인다.
후속연구
- 혈위별 표준화 작업을 위해서는 이러한 영향을 최소화하기 위하여 측정 환경을 통제하고 정형화된 방법으로 더욱 많은 대상자를 통해 개인 결과의 차가 큰 표면근전도의 영향을 최소화할 필요가 있다. 또한 부착부위의 세밀한 정리가 필요하며 부착과정에서 어려움이 있는 등 향후 오차를 줄이기 위한 측정 방법에 대한 연구도 필요할 것이다.
- 본 실험의 결과 정상인에서 좌측과 우측은 어느 그룹에서도 큰 차이를 보이지 않았으며 이는 향후 표면근전도를 통해 안면부 질환 시 좌측과 우측을 비교하여 그 차이가 있을 시, 진단의 근거로 사용될 수 있다. 하지만 표면근전도의 측정 결과는 각 개인에 따라 큰 차이를 보여 frontalis muscle에서 가장 낮은 값이 16, 가장 높은 값이 186, zygomaticus muscle에서 가장 낮은 값이 24, 가장 높은 값이 277, orbicularis oris muscle에서 가장 낮은 값이 43, 가장 높은 값이 182로 측정되어 세 근육에서 모두 그 차이가 크게 나타났다.
- 하지만 이를 위해서는 비정상을 판단하고 질환을 진단하기 위해서 안면부의 혈위별 표면근전도 측정 방법과 정상 범위의 표준화가 필요할 것으로 보인다. 이를 위해 향후 보다 많은 정상인을 대상으로한 표준화 작업이 이루어져야 할 것이며 이를 통해 한의학 치료의 객관화 작업으로서 치료의 근거 및 치료의 효과를 검증해야 할 것이다.
- 이상의 결과를 통하여 안면 근육의 표면근전도 측정에서 좌우 측정값에 대한 백분율 방식 혹은 AI 등을 통한 표준화 작업이 필요할 것으로 생각되며, 안면부 질환의 치료 근거와 효과 검증에 대한 표면근전도의 활용을 위해 향후 더 많은 정상인에 대한 측정 결과 데이타 확보와 표준화를 위한 활발한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- 향후 안면부 질환의 진단에서 환자의 편의에 따라 침상전극보다는 표면전극을 이용한 표면근전도의 사용이 더욱 활용되어야 할 것으로 보인다. 하지만 이를 위해서는 비정상을 판단하고 질환을 진단하기 위해서 안면부의 혈위별 표면근전도 측정 방법과 정상 범위의 표준화가 필요할 것으로 보인다.
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