[논문]계단오르기 동안 가방의 무게와 가방메기 형태가 안쪽빗넓은근과 가쪽넓은근의 근활성도비에 미치는 영향

조현래

doi:10.15268/ksim.2014.2.3.049

계단오르기 동안 가방의 무게와 가방메기 형태가 안쪽빗넓은근과 가쪽넓은근의 근활성도비에 미치는 영향
The Effects of Bag Weight and Carrying Bag Position on Vastus Medialis Oblique and Vastus Lateralis Muscle Activity Ratio during Step up in Healthy Adult 원문보기

Journal of the Korean Society of Integrative Medicine = 대한통합의학회지, v.2 no.3, 2014년, pp.49 - 55

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose : The purpose of this study was to investigate the effect of cross bag weight and carrying bag position type on vastus medialis oblique and vastus lateralis muscle activity ratio during step up. Method : Twenty healthy subjects participated in this study. subjects randomized performed step up with bag weight less than 15%, more than 15% of totalbody weight and without bag and carrying bag position ipsilateral and contralateral. muscle activity was measured with surface electromyography. One-way analysis of variance with repeated measures was used with a significance level of 0.05 Result : The results of this study were as follows: 1. The muscle activity ratio decreased significantly ipsilateral bag position more than 15% of body weight(p<.05). Also, the muscle activity ratio increased significantly contra lateral bag position more than 15% of body weight(p<.05). Conclusion : In conclusion, it was found that applied carrying bag position with weight on VMO,VL muscle activity ratio during step up down. Therefore carrying bag position can be used to selective activate vastus medialis oblique muscle in subjects with patellofemoral pain syndrome.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구는 부하가 가해진 계단보행이 일상생활동안 안쪽빗넓은근과 가쪽넓은근의 근활성비에 영향을 미칠 수 있으며, 이러한 변화는 대학생의 무릎뼈넙다리통증증후군 발생빈도를 높일 것이라는 전제로 시작하였다. 계단오르기는 평지보행과는 달리 다음 계단으로 이동하기 위해 한쪽 다리로 체중을 들어올려야 하며, 신체에 작용하는 중력중심선과 무릎관절 사이의 거리가 증가하게 되어 무릎관절의 굽힘모멘트가 눈에 띄게 증가하게 된다(Yoon 등, 2009).
연구는 20대 정상성인 20명을 대상으로 계단오르기 동작동안 가방의 무게와 가방을 메는 위치에 따라 가쪽넓은근에 대한 안쪽빗넓은근의 근활성비에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
이에 본 연구에서는 계단오르기 시 가방부하에 따른 안쪽빗넓은근과 가쪽넓은근의 근활성비에 대한 연구의 보고가 없어 부하에 따른 한쪽어깨가방이 안쪽빗넓은근과 가쪽넓은근에 근활성비에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.

제안 방법

근 활성도에 대한 분석을 위하여, 각 조건에서 3회씩 근전도 측정을 시행 한 후 제곱평균제곱근(root mean square) 평균값을 계산하였다. 그 후 이를 최대수의등척성수축(maximal voluntary isometric contraction)에 대한 백분율로 표준화하여 사용하였다. 최대수의등척성수축 평가는 Kendall(2005)에 의해 추천된 무릎 폄근의 맨손근력 검사 자세에서 시행되었으며, 8초 동안 수축하였을 때 측정된 무릎 폄근의 제곱평균제곱근값으로 기록되었다.
또 Grimmer 등(2002)은 가방의 무게가 증가 할수록 자세의 변화가 증가 된다고 보고 하였다. 그래서 본 실험에서는 체중의 15%미만, 15%이상을 변수로 두고 실험하였다. 하지만 선행 연구의 대부분은 성장기 아동이나 청소년을 대상으로 연구 하였고, 가방의 위치에 따른 배곧은근과 척추세움근의 근전도의 변화를 실험했을 때 일측성 보행 시 좌우 비대칭적인 근활성도가 나타난다고 하였고, 본 연구에서는 정상 성인을 대상으로 동측에 가방의 부하가 증가 할수록 가쪽넓은근에 대한 안쪽빗넓은근의 근활성도비가1.
비우세측 다리로 시작하여, 두 번째 칸에서의 우세측다리 초기입각기부터 말기입각기까지 내측 광근, 가쪽 광근의 근전도를 측정하였다. 근전도 측정은 각각 세 번씩 시행하였으며, 또한 각 대상자들에게 각 조건을 무작위 배정하여 진행하였으며 각 조건의 측정사이에 3분 정도의 휴식을 취하였다. 측정에 대한 평균값을 분석에 이용하였다.
계단 올라가기는 실험자에게 계단 3칸을 올라가라고 지시를 하였다. 비우세측 다리로 시작하여, 두 번째 칸에서의 우세측다리 초기입각기부터 말기입각기까지 내측 광근, 가쪽 광근의 근전도를 측정하였다. 근전도 측정은 각각 세 번씩 시행하였으며, 또한 각 대상자들에게 각 조건을 무작위 배정하여 진행하였으며 각 조건의 측정사이에 3분 정도의 휴식을 취하였다.
전극은 근섬유들의 방향으로 지향되도록 부착하였다(그림 1). 안쪽빗넓은근에 대한 전극은 무릎뼈(무릎뼈)의 위안쪽 가장자리(superomedial border)에서 위쪽으로 4 cm, 내측으로 3 cm 부위로 넙다리뼈에 대해 55도의 각을 이루도록 부착하였으며, 가쪽넓은근에 대한 전극은 무릎뼈의 위쪽 가장자리에서 위쪽으로 10 cm, 가쪽으로 7cm 부위로 하여 넙다리뼈에 대해 15도의 각을 이루도록 부착하였다. 근전도 신호의 표본 추출률(sampling rate)은 1024 Hz로 설정되었으며, 근전도 신호의 증폭률은 1785였다.
최대수의등척성수축 평가는 Kendall(2005)에 의해 추천된 무릎 폄근의 맨손근력 검사 자세에서 시행되었으며, 8초 동안 수축하였을 때 측정된 무릎 폄근의 제곱평균제곱근값으로 기록되었다. 최대수의 등척성수축 평가는 3회 시행하였으며, 평균값으로 계산되어 사용하였다.

대상 데이터

가방부하에 대한 영향을 평가하기 위하여 가로 27cm, 세로 24 cm, 그리고 가방끈길이는 Grimmer 등(2002)은 가방의 높이에 따른 청소년의 자세에 대한 연구에서 가방 의 위치는 신체 중심에서 골반이나 엉덩이가 가장 좋은 높이라 보고 인 크로스백 가방을 사용하였다. 본 연구에서 사용된 계단 도구는 난간이 없으며 높이 16.5 cm, 깊이 30.5 cm, 그리고 너비 190 cm의 계단을 이용하였다. 계단 올라가기는 실험자에게 계단 3칸을 올라가라고 지시를 하였다.
본 연구의 대상자는 M대학 20대 초반의 젊은 여성10명, 남성10명으로 하였다. 실험에 영향을 주는 약물을 복용하는 자, 하지에 과거 정형, 신경학적 병력이 있는자, 전도부착부위에 개방성 상처가 있는자를 제외시켰다.
실험에 참가한 대상자는 다리에 통증이 없고, 과거 병력의 경험이 없는 건강한 대학생 남녀 각각 10명을 대상으로 하였다. 연구 대상자의 특성은 다음과 같다(표 1).
안쪽빗넓은근과 가쪽넓은근의 활성도를 평가하기 위하여 표면 근전도를 사용하였으며, 측정된 자료는 근전도 소프트웨어인 MP 150 WSW을 이용하여 자료를 수집처리 하였다. 근정도 신호의 표본추출률은 1000 Hz로 설정하였고, 아날로그 신호는 60 Hz 노치필터를 사용하여 수집하였다.

데이터처리

0 프로그램을 이용하여 통계 처리하였다. 5개의 변수(N=부하 없음, I1=체중의 15% 미만을 동측에 가했을 때, I2=체중의 15%를동측에 가했을 때, C1=체중의 15% 미만을 반대측에 가했을 때, C2=체중의 15%를 반대측에 가했을 때)에서 평가된 가쪽넓은근에 대한 안쪽빗넓은근의 근활성비를 비교하기 위하여 일요인 반복측정 분산분석(one way repeated ANOVA)을 사용하였으며, 사후검증을 위해 Bonfferni 수정법을 이용하였다. 통계학적 유의 수준은 α=0.
근 활성도에 대한 분석을 위하여, 각 조건에서 3회씩 근전도 측정을 시행 한 후 제곱평균제곱근(root mean square) 평균값을 계산하였다. 그 후 이를 최대수의등척성수축(maximal voluntary isometric contraction)에 대한 백분율로 표준화하여 사용하였다.
근전도 측정은 각각 세 번씩 시행하였으며, 또한 각 대상자들에게 각 조건을 무작위 배정하여 진행하였으며 각 조건의 측정사이에 3분 정도의 휴식을 취하였다. 측정에 대한 평균값을 분석에 이용하였다.

이론/모형

그 후 이를 최대수의등척성수축(maximal voluntary isometric contraction)에 대한 백분율로 표준화하여 사용하였다. 최대수의등척성수축 평가는 Kendall(2005)에 의해 추천된 무릎 폄근의 맨손근력 검사 자세에서 시행되었으며, 8초 동안 수축하였을 때 측정된 무릎 폄근의 제곱평균제곱근값으로 기록되었다. 최대수의 등척성수축 평가는 3회 시행하였으며, 평균값으로 계산되어 사용하였다.

성능/효과

1. 계단오르기 동작동안 가방을 들지 않은 상태와 비교하여 동측에 부하가 증가할수록 가쪽넓은근에 대한 안쪽빗넓은근의 근활성비는 감소하였다.
2. 반대측에 15%의 부하를 주었을 때 가방을 들지 않은 상태와 비교하여 가쪽넓은근에 대한 안쪽빗넓은근의 근활성비는 증가하였다.
가방 위치와 부하에 따른 가쪽넓은근의 근활성도변화 평균을 보면 부하가 없을 때의 근활성도값 104.60±92.40%에 비해 동측에 체중의 15%미만 부하 적용 시 149.17±131.87%, 15%이상 부하 적용 시 172.89±242.25%, 반대측으로 체중의 15%미만 부하 적용 시 221.44±496.88%, 15%이상 부하 적용 시 227.81±465.24%의 근활성도를 보여 동측 보다는 반대쪽이 그리고 부하가 증가될수록 가쪽넓은근의 근활성도의 평균값이 높게 나타났다(표 2).
가방 위치와 부하에 따른 안쪽넓은근의 근활성도변화 평균을 보면 부하가 없을때의 근활성도값 135.86±140.60%에 비해 동측에 15%이상 부하 적용 시 129.98±118.17%로 낮은 근활성도를 보였고, 반대측으로 체중의 15%미만 부하 적용 시 145.14± 130.92%, 15%이상 부하 적용 시 145.99± 139.89%의 높은 근활성도를 보였다(표 3.).
가방위치와 부하에 따른 안쪽빗넓은근과 가쪽넓은근의 근활성비의 변화를 보면 부하가 없을 때 1.90±2.09에 비해 동측에 체중의 15%미만 부하 적용 시 1.38±1.20%, 15%이상 부하 적용 시 1.16±.69%, 반대측으로 체중의 15%미만 부하 적용 시 1.59±1.38, 15%이상 부하 적용 시 2.94±7.41%의 근활성도를 보였으며(표 4.), 부하를 주지않을 때의 들지않은상태보다 동측으로 부하가 증가될수록 가쪽넓은근에 대한 안쪽빗넓은근의 활성비가 유의하게 감소하였으며(표 5, P<.05) 반대측에 부하가 15%일때 가쪽넓은근에 대한 안쪽빗넓은근의 활성비가 유의하게 증가하였다(표 5, P<.05).
그러나 본 실험에서 안쪽빗넓은근, 가쪽넓은근의 근활성도비가 2.94±7.41%로 나타나, 우세측의 반대 어깨에 체중의 15% 이사의 가방을 소지 시 무릎뼈넙다리통증증후군의 발병확률을 낮출 수 있는 것으로 나타났다.
또한, Irish 등(2010)은 등척성 엉덩관절 모음을 접목 시킨 쪼그려 앉기 운동이 올바른 무릎뼈 움직임을 유지하며 안쪽빗 넓은근을 선택적으로 강화시킬 수 있는 운동방법이라고 제안하였다. 본 연구의 결과로 우세측 반대쪽 어깨에 가방을 메는 것이 무릎뼈넙다리통증증후군환자의 안쪽넓다리근의 근활성도 증가에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.

후속연구

향후 무릎뼈넙다리통증증후군 환자를 대상으로 한 연구가 필요하며, 무릎뼈넙다리통증증후군 환자의 일상생활에서의 무릎관리를 위한 다양한 연구가 이루어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	무릎관절의 안정성을 유지하는데 중요한 역할을 하는 근육은 무엇인가?	넙다리네갈래근 중 가쪽넓은근과 안쪽빗넓은근의 경사갈래가 무릎뼈의 위치를 결정하면서 무릎관절의 안정성을 유지하는데 중요한 역할을 한다. 넙다리네갈래근이 무릎관절을 폄할때 무릎뼈는 가쪽 방향으로 아탈구 되려고 하는데 이는 가쪽넓은근과 엉덩정강근막띠, 가쪽폄근지지띠 등의 무릎관절 주변의 여러 구조물들이 넙다리네갈래근 수축시 무릎뼈의 가쪽방향으로 힘을 작용하기 때문이다.
	넙다리네갈래근이 무릎관절을 폄할때 무릎뼈는 가쪽 방향으로 이탈구 되려는 이유는?	넙다리네갈래근 중 가쪽넓은근과 안쪽빗넓은근의 경사갈래가 무릎뼈의 위치를 결정하면서 무릎관절의 안정성을 유지하는데 중요한 역할을 한다. 넙다리네갈래근이 무릎관절을 폄할때 무릎뼈는 가쪽 방향으로 아탈구 되려고 하는데 이는 가쪽넓은근과 엉덩정강근막띠, 가쪽폄근지지띠 등의 무릎관절 주변의 여러 구조물들이 넙다리네갈래근 수축시 무릎뼈의 가쪽방향으로 힘을 작용하기 때문이다. 안쪽빗넓은근 빗갈래는 이러한 가쪽방향의 힘에 대응하여 안쪽방향으로 힘을 작용함으로서 무릎뼈의 가쪽 아탈구를 방지하는데 중요한 역할을 한다(Francis & Scott, 1974; Speakman & Weisburg,1977).
	넙다리네갈래근 내의 균형이 깨짐으로써 발생하는 문제는?	안쪽빗넓은근은 생리학적으로 가장 약하고, 근약화가 가장 먼저 나타날 뿐만 아니라 회복되는 속도도 가장 느리기 떄문에 일단 약화되면 넙다리네갈래근 내의 균형이 깨진다고 알려져 있다. 넙다리네갈래근의 불균형은 무릎관절 주변의 역학적인 변화를 일으켜 무릎뼈의 가쪽 아탈구의 원인이 된다(Insall, 1982).

참고문헌 (28)

김양원, 김도희(2011). 대학생의 가방 착용 행태 조사. 한국생활과학회지 동계학술발표 논문집, 2011(1), 101-102.
김진섭, 김경, 전덕훈(2011). 젊은 성인 여성의 휴대 가방 위치가 보행 후 정적 균형 변화에 미치는 영향. 대한물리의학회지, 6(1), 51-58.
김현희, 송창호(2011). 건강한 여성의 하이힐 계단오르기 보행이 안쪽빗넓은근과 가쪽넓은근의 근활성비와 개시시간에 미치는 영향. 대한물리의학회지, 6(2), 135-143.
여상석, 권중원, 김중선(2009). 발목관절의 각도가 무릎관절 폄근의 근활성도에 미치는 영향. 대한물리의학회지, 4(1), 15-21.
오덕원, 김선엽(2009) 신발 뒤굽 높이가 계단 올라가기 및 내려오기 동안 안쪽빗넓은근과 가쪽광근의 그 활성도에 미치는 영향. 한국전문물리치료학회지, 16(3), 24-31.
유원규, 이충휘, 이현주(2004). 정적인 스쿼트 운동시 복합적인 하지의 자세가 가쪽넓은근과 안쪽빗넓은근의 근활성도에 미치는 영향. 한국전문물리치료학회지, 11(3), 1-9.

원문보기 상세보기
최보람, 김민희, 전혜선(2009). 대퇴사두근 근력 운동시 고관절 중립 자세와 내전 자세에 따른 내측광근과 외측광근의 근수축 개시 시간 차이 비교. 한국전문물리치료학회지, 16(3), 42-49.

원문보기 상세보기
Andriacchi TP, Andersson GB, Fermier RW et al(1980). A study of lower-lomb mechanics during stairclimbing. J Bone Joint Surg, 62(5), 749-757.

상세보기
Christou EA(2004). Patellar taping increases vastus medialis oblique activity in the presence of patellofemoral pain. J Electromyogr Kinesiol, 14(4), 495-504.

상세보기
Cook JL, Khan KM, Maffulli N et al(2000). Overuse tendinosis, not tendinitis Part 2: Applying the new approach to patellar tendinopathy. Phys Sports Med, 28(6), 31-46.
Ficat RO, Hungerford DS(1977). Disorder of the patello-femoral joint. Baltimore, Lippincott Williams & Wilkins.
Francis RS, Scott DE(1974). Hypertrophy of the vastus medialis in knee extension. Phys Ther, 54(10), 1066-1070.

상세보기
Fruin JJ(1991). Pedestrian planning and design: 유봉렬, 김용성 역. 서울, 태림문화사.
Grabiner MD, Koh TJ, Draganich LF(1994). Neuromechanics of the patellofemoral joint. Med Sci Sports Exerc, 26(1), 10-21.

상세보기
Grimmer K, Dansie B, Milanese S et al (2002). Adolescent standing postural response to backpack loads: a randomised controlled experimental study. BMC Musculoskelet Disord, 3, 10.

상세보기
Insall J(1982). Current concepts review: patellar pain. J Bone Joint Surg, 64(1), 147-152.

상세보기
Irish SE, Millward AJ, Wride J et al(2010). The effect of closed-kinetic chain exercises and open-kinetic chain exercise on the muscle activity of vastus medialis obilque and vastus lateralis. J Strength Cond Res, 24(5), 1256-1262.

상세보기
Kendall FP2005). Muscles testing and function with posture and pain. 5th ed, Baltimore, Lippincott Williams & Wilkins,
Livingston L(1984). Kinematic analysis of stairclimbing. Kingston Queen's University, MSc Thesis.
Makhsous M, Lin F, Koh JL et al(2004). In vivo and noninvasive load sharing among the vasti in patellar malalignment. Med Sci Sports Exerc, 36(10), 1768-1775.

상세보기
McFadyen BJ, Winter DA(1988). An intergrated biomechanical analysis of normal stair ascent and descent. J Biomech, 21(9), 733-744.

상세보기
Miler J, Sedory D, Croce R(1997) Vastus medialis obliques and vastus lateralis activity in patient and without patellofemoral pain syndrome. Phys Ther.:1:23-29
Powers CM(2000). Patellar kinematics, Part I: The influence of vastus muscle activity in subjects with and without patellofemoral pain. Phys Ther, 80(10), 956-964.

상세보기
Souza DR, Gross MT(1991). Comparion of vastus medialis obliquus: vatus lateralis muscle inegrated electromyographic ratios between healthy subjects and patients with patellofemoral pain. Phys Ther, 71(4), 310-316.
Speakman HG, Weisburg J(1977). The vastus medialis controversy. Physiother, 63(8), 249-254.
Tang SF, Chen CK, Hsu R et al(2001). Vastus medialis obliquus and vastus lateralis activity in open and closed kinetic chain exercises in patients with patellofemoral pain syndrome: an electromyographic study. Arch Phys Med Rehabil, 82(10), 1441-1445.

상세보기
Yoon JY, An DH, Yoo WG et al(2009). Differences in activity of the lower extremity muscle with and without heel contact during stair ascent by young women wearing high-heeled shoes. J Orthop Sci, 14(4), 418-422.

상세보기
Hong Y, Fong DT, Li JX(2011) The effect of school bag design and load on spinal posture during stair use by children. Ergonomics, 54(12), 1207-1213.

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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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