시트의 각도 및 높이가 앉고 서기 시 하지 및 몸통의 근활성도에 미치는 영향 The Effects of Lower Limb and Trunk Muscle Activation on Seat Angle and Height during Sit to Stand and Stand to Sit원문보기
PURPOSE: This study investigated the effects of lower limb and trunk muscles activation on seat angle and height during sit to stand and stand to sit. METHODS: Subjects were instructed to sit and stand on different angles and heights; $0^{\circ}$(43cm), $5^{\circ}$(48cm), ...
PURPOSE: This study investigated the effects of lower limb and trunk muscles activation on seat angle and height during sit to stand and stand to sit. METHODS: Subjects were instructed to sit and stand on different angles and heights; $0^{\circ}$(43cm), $5^{\circ}$(48cm), $10^{\circ}$(51cm) and $15^{\circ}$(58cm). Measurements were conducted from sit to stand and stand to sit for external oblique, transversus abdominis, rectus femoris, vastus medialis, vastus lateralis, tibialis anterior and gastrocnemius muscle activation by surface EMG. The muscle activation was measured three times for five seconds in each posture, and the %RVC value was calculated after the exclusion of one second before and after this measurement. This calculation standardized the data from each participant so it could be comparatively analyzed. RESULTS: The external oblique, tibialis anterior, and erector spinae muscles showed significant difference in $10^{\circ}$(51cm), $15^{\circ}$(58cm) and $0^{\circ}$(43cm), rectus femoris, in $15^{\circ}$(58cm) and $0^{\circ}$(43cm)(p<.05) during sit to stand. The external oblique, tibialis anterior, and rectus femoris muscles showed significant difference in $0^{\circ}$(43cm) and $15^{\circ}$(58cm), erector spinae and vastus medialis muscles showed significant difference in $10^{\circ}$(51cm), $15^{\circ}$(58cm) and $0^{\circ}$(43cm)(P<.05) during stand to sit. CONCLUSION: The present study findings indicate that the toilet seat angle and height could affect muscle activities of the lower limb and trunk.
PURPOSE: This study investigated the effects of lower limb and trunk muscles activation on seat angle and height during sit to stand and stand to sit. METHODS: Subjects were instructed to sit and stand on different angles and heights; $0^{\circ}$(43cm), $5^{\circ}$(48cm), $10^{\circ}$(51cm) and $15^{\circ}$(58cm). Measurements were conducted from sit to stand and stand to sit for external oblique, transversus abdominis, rectus femoris, vastus medialis, vastus lateralis, tibialis anterior and gastrocnemius muscle activation by surface EMG. The muscle activation was measured three times for five seconds in each posture, and the %RVC value was calculated after the exclusion of one second before and after this measurement. This calculation standardized the data from each participant so it could be comparatively analyzed. RESULTS: The external oblique, tibialis anterior, and erector spinae muscles showed significant difference in $10^{\circ}$(51cm), $15^{\circ}$(58cm) and $0^{\circ}$(43cm), rectus femoris, in $15^{\circ}$(58cm) and $0^{\circ}$(43cm)(p<.05) during sit to stand. The external oblique, tibialis anterior, and rectus femoris muscles showed significant difference in $0^{\circ}$(43cm) and $15^{\circ}$(58cm), erector spinae and vastus medialis muscles showed significant difference in $10^{\circ}$(51cm), $15^{\circ}$(58cm) and $0^{\circ}$(43cm)(P<.05) during stand to sit. CONCLUSION: The present study findings indicate that the toilet seat angle and height could affect muscle activities of the lower limb and trunk.
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문제 정의
본 연구에서는 앉았다 일어설 때의 동작 시 필요한 넙다리네갈래근의 안쪽넓은근, 가쪽넓은근, 넓다리곧은근, 배가로근과 배바깥빗근의 활성도를 측정하기 위하여 근전도의 전극을 근육들에 부착하였다. 배가로근은 골반의 위앞엉덩뼈가시 중간선 사이 샅고랑인대 바로 위에 전극을 부착하였고, 배바깥빗근은 배꼽에서 대각선 위로 약 15cm부위에 전극을 부착하였다(Lee 등 2014).
따라서 앉고 일어서기 동작은 일상생활에서 가장 많이 쓰이는 동작들 중 낙상의 위험이 높은 동작이며, 낙상으로 이어지는 공간을 나열하였을 경우에는 욕실 또는 화장실이 단연 높다. 일상생활에서 의자에서 앉고 일어서기와 같이 좌변기 시트에서 앉고 일어서기 또한 노인, 임산부 그리고 신체적 장애인들에게서 많이 수행되는 동작으로 좌변기 시트에서의 배변 이후의 앉고 일어서기 동안 하지 근력이 일정한 대상자에게 시트의 각도 및 높이를 조절함으로써 앉고 일어서기 시 몸통과 하지의 근 활성도를 알아보고자 하였다.
제안 방법
2. 앉기에서 일어서기 시 각도 및 높이에 따른 근 활성도 비교.
3. 앉기 시 각도 및 높이에 따른 근 활성도 비교.
각도 및 높이를 주기 위해 A사 텀블 폼 웨지를 좌변기 위에 놓고 실시하였고 각도 및 높이는 0°(43cm), 5°(48cm), 10°(51cm), 15°(58cm)로 실시하였으며, 무작위 추출방식으로 진행하였다.
USA)을 사용하였으며 주변 환경의 잡음을 제거하기 위하여 대역통과필터(band pass filter)를 사용하였다. 그리고 각각의 각도에서 측정한 데이터를 기준으로 앞, 뒤 1초간의 기록을 제외하고 %RVC 값을 산출하였고, %RVC 값의 계산을 위한 각 근육의 자발적 기준 수축 백분율 값은 선 자세를 기준으로 측정되었으며, 이를 통해 각 대상자의 데이터를 표준화하여 분석하였다.
근전도 측정 시 표면근전도계(Biopac student Lap MP 36. Biopac system inc. USA)을 사용하였으며 주변 환경의 잡음을 제거하기 위하여 대역통과필터(band pass filter)를 사용하였다. 그리고 각각의 각도에서 측정한 데이터를 기준으로 앞, 뒤 1초간의 기록을 제외하고 %RVC 값을 산출하였고, %RVC 값의 계산을 위한 각 근육의 자발적 기준 수축 백분율 값은 선 자세를 기준으로 측정되었으며, 이를 통해 각 대상자의 데이터를 표준화하여 분석하였다.
대상 데이터
본 연구의 대상자는 연구에 필요한 앉고 서기 동작 시 필요한 정상적인 관절가동범위를 가진 G대학 건강한 성인 남녀 15명을 대상으로 실시하였으며 연구내용을 이해하고 참여를 희망한 사람을 대상으로 연구를 진행하였다.
연구대상자는 정상 성인 남성 15명으로. 연구 대상자의 일반적 특성은 아래와 같다.
데이터처리
허리뼈 3번의 가시돌기에서 2cm 가쪽에 부착하였고, 넙다리곧은근은 앞면의 엉덩뼈능선과 무릎중간 지점, 가쪽넓은근은 무릎뼈의 3∼5cm위에서 중심선의 가쪽 사선방향으로 부착하였고 안쪽넓은근는 무릎뼈의 2cm위에서 중심선의 안쪽사선방향에 부착하였으며(Kang 등, 2012), 앞정강근은 정강이뼈선상 가쪽 2cm부위에 부착하였으며 장딴지근은 무릎관절 바로 아래 중심선에서 내측으로 2 cm에 부착하였고(Choi 등, 2003), 근활성도를 비교하기 위하여 일원배치분산분석(one-way ANOVA)을 사용하였다. 사후분석은 LSD로 하였으며 통계학적 유의수준 p=.05로 하였다.
허리뼈 3번의 가시돌기에서 2cm 가쪽에 부착하였고, 넙다리곧은근은 앞면의 엉덩뼈능선과 무릎중간 지점, 가쪽넓은근은 무릎뼈의 3∼5cm위에서 중심선의 가쪽 사선방향으로 부착하였고 안쪽넓은근는 무릎뼈의 2cm위에서 중심선의 안쪽사선방향에 부착하였으며(Kang 등, 2012), 앞정강근은 정강이뼈선상 가쪽 2cm부위에 부착하였으며 장딴지근은 무릎관절 바로 아래 중심선에서 내측으로 2 cm에 부착하였고(Choi 등, 2003), 근활성도를 비교하기 위하여 일원배치분산분석(one-way ANOVA)을 사용하였다.
성능/효과
1) 독립적인 보행에 문제가 없고, 하지와 몸통의 근력약화가 없는 자.
3) 몸통 및 하지의 근육 뼈대 계 관련된 외과적 병력이나 신경학적 병력이 없는 자.
먼저 배바깥빗근과 척추기립근의 활성도가 감소하였는데, 이는 Hwang(2008) 등의 연구와 같이 좌변기의 높이가 높을수록 엉덩관절 및 무릎관절에서의 굽힘 모멘트가 감소함과 동시에 몸통의 굽힘 각도도 줄어들어 일어서기 시에 척추를 바로 세우기 위한 관절 및 근육의 움직임을 크게 만들지 않아도 된 것으로 판단되어진다. 또한 넙다리곧은근의 활성도 또한 감소한 것으로 나타났는데, 엉덩관절과 무릎관절을 폄하는 주된 근육으로 굽힘의 각도가 줄어듬에 따라 근활성도도 낮게 측정되었다. 이러한 결과는 –5도에서 35도까지 좌면의 각도를 높였고 측정결과 노인의 경우 넙다리곧은근은 20도에서 19%로 가장 높게 나타났으며 35도에서 가장 낮은 16.
노인의 경우 기립동작 시 의자의 높이가 하지근육과 무릎관절에 영향을 미치는 것으로 나타났으며(Kim 등, 2010), 의자의 높이가 낮을수록 일어날 때 엉덩관절 및 무릎관절에서 굽힘 모멘트가 증가하였고(Hwang 등, 2008), 고령 여자그룹의 경우에는 젊은 여자보다 모멘트나 근육활성도 정도가 낮게 측정되었으며, 의자의 높이가 높으면 최대 신전우력이 감소하는 것으로 나타났다(Kim 등 2010). 본 연구의 결과에서도 좌변기의 높이가 높을수록 근 활성도를 측정한 모든 근육의 활성도가 유의하게 감소한 것으로 나타났다. 먼저 배바깥빗근과 척추기립근의 활성도가 감소하였는데, 이는 Hwang(2008) 등의 연구와 같이 좌변기의 높이가 높을수록 엉덩관절 및 무릎관절에서의 굽힘 모멘트가 감소함과 동시에 몸통의 굽힘 각도도 줄어들어 일어서기 시에 척추를 바로 세우기 위한 관절 및 근육의 움직임을 크게 만들지 않아도 된 것으로 판단되어진다.
시트의 각도 및 높이의 변화가 하지 및 몸통 근활성도를 알아보기 위해 0°와 43cm, 5°와 48cm, 10°와 51cm, 15°와 58cm 4가지 각도와 높이에 대한 연구를 진행한 결과 좌변기 시트의 높이와 각도의 변화가 높고 각도가 클수록 일어서기에서의 근 활성도는 낮게 측정되었으며, 좌변기 시트의 높이와 각도가 높은 것에 비해 좌변기의 높이와 각도가 낮아질수록 엉덩 관절과 무릎관절, 그리고 발목관절의 굽힘 각도는 커짐으로써 이에 따른 근육의 원심성 수축시간이 연장되었고, 근 활성도도 높아지는 것으로 나타났다.
이외에도 앞정강근의 활성화도 감소된 것으로 나타났는데, 이는 앉기에서 일어서기 시 넙다리곧은근에 의한 엉덩관절과 무릎이 빠르게 폄되는 동시에 발목에서도 각도변화만큼의 원심성 근 활성도 감소로 바른 서기가 가능했던 것으로 생각되어진다. 좌변기의 높이에 따른 서기에서 앉기로의 자세에서도 앉기에서 서기와 같이 배바깥빗근, 척주세움근, 넓다리곧은근과 앞정강근에서 높이가 낮아질수록 각 근육에서 근활 성도가 높아지며 유의한 차이를 나타내었다. 서기에서 앉기로의 특징으로는 안쪽넓은근에서의 유의성이 높은 것으로 나타났는데, 이는 서기에서 앉기로의 체중부하를 줄여주는데 넓다리곧은근만으로는 역할을 다 할 수 없는 것으로 안쪽넓은근이 넓다리곧은근과 함께 원심성 근 활성도를 높여줌으로써 앉기의 속도를 조절해준 것으로 판단되어진다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
앉는 동작 수행 시 낙상을 유발시키는 요인은?
앉은 자세로부터 일어서기는 다른 자세로 옮기기, 걷기, 돌기, 계단 오르기 등과 같이 일상생활에서 빈번 하게 행해진다(Hwang 등, 2008). 앉는 동작 수행 시 불균형적인 근력은 낙상을 유발시키는 요인이 되며, 특히 노인들은 42-43%가 의자로부터 일어서는데 어려움을 겪고 있으며, 근력이 부족한 노인에게는 의자높이가 독립적인 생활을 유지하기 위한 필수 요소이다 (Chamberlaind 등, 1984). 노화과정에 의한 균형의 감소, 신경계 기능의 퇴화, 보행능력의 감소 및 근력 약화와 같은 신체적 변화로 인해 노인은 걸려서 넘어지거나 미끄러지는 낙상 사고가 쉽게 발생하는데 낙상의 위험 장소로는 욕실이 가장 높았으며, 이어서 현관, 침실, 부엌, 거실, 계단의 순서이며(Park 등, 2004), 앉고 서기시 신체관절 굽힘에서 무게중심이 안정된 상태에서 불안정한 상태로 전환되어 하지와 몸통 근육의 협응성이 요구되기 때문에(Baer와 Ashbum, 1995) 허약한 노인과 근골격계 환자는 보조 없이 일어서기 동작을 수행하기가 어렵다(Mak 등, 2003).
노인에게 낙상사고가 쉽게 발생하는 원인은 무엇인가?
앉는 동작 수행 시 불균형적인 근력은 낙상을 유발시키는 요인이 되며, 특히 노인들은 42-43%가 의자로부터 일어서는데 어려움을 겪고 있으며, 근력이 부족한 노인에게는 의자높이가 독립적인 생활을 유지하기 위한 필수 요소이다 (Chamberlaind 등, 1984). 노화과정에 의한 균형의 감소, 신경계 기능의 퇴화, 보행능력의 감소 및 근력 약화와 같은 신체적 변화로 인해 노인은 걸려서 넘어지거나 미끄러지는 낙상 사고가 쉽게 발생하는데 낙상의 위험 장소로는 욕실이 가장 높았으며, 이어서 현관, 침실, 부엌, 거실, 계단의 순서이며(Park 등, 2004), 앉고 서기시 신체관절 굽힘에서 무게중심이 안정된 상태에서 불안정한 상태로 전환되어 하지와 몸통 근육의 협응성이 요구되기 때문에(Baer와 Ashbum, 1995) 허약한 노인과 근골격계 환자는 보조 없이 일어서기 동작을 수행하기가 어렵다(Mak 등, 2003). 노인은 젊은 성인에 비해 몸통을 더 많이 굽힘 시키면서 일어서기를 수행하는데 이것은 하지 근력이 약할 경우 몸통의 굽힘을 통해 움직임을 최대한 신체 중심에 가깝게 위치하도록 하기 위한 것이 며(Yu와 Lim, 2007), 신체중심에 가깝게 위치하게 하는 근육은 배곧은근과 배빗근으로 몸통을 구부리는 작용 근이며, 골반을 적절히 고정 하였을 때는 배곧은근 아래가 주로 작용하며, 골반을 고정하지 않은 채 몸통을 구부리면 배곧은근의 상부가 작용하게 된다.
일어서기와 앉기에서 의자의 높이가 노인에게 어떠한 영향을 미치는가?
일상생활 동작을 수행하기 위해 일어서기와 앉기는 기능적 독립성을 결정하는 핵심 요소이다(Schneider와 Guranlink 등, 1999). 노인의 경우 기립동작 시 의자의 높이가 하지근육과 무릎관절에 영향을 미치는 것으로 나타났으며(Kim 등, 2010), 의자의 높이가 낮을수록 일어날 때 엉덩관절 및 무릎관절에서 굽힘 모멘트가 증가하였고(Hwang 등, 2008), 고령 여자그룹의 경우에는 젊은 여자보다 모멘트나 근육활성도 정도가 낮게 측정되었으며, 의자의 높이가 높으면 최대 신전우력이 감소하는 것으로 나타났다(Kim 등 2010). 본 연구의 결과에서도 좌변기의 높이가 높을수록 근 활성도를 측정한 모든 근육의 활성도가 유의하게 감소한 것으로 나타났다.
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