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문제 정의
- 2,10) 저자들은 근력을 측정할 수 있는 가장 정확한 방법 중의 하나로 알려져 있는 등속성 운동검사(isokinetic dynamometer) 기기를 이용해 발목관절의 외번근력(비골근력)을 평가하는 것이 기능적 불안정성을 반영하는 좋은 지표가 될 수 있다고 가정하였다. 단, 비골근에 의한 외번근력을 포함하여 발목관절의 운동과 관련된 정상 근력에 대해서는 현재까지 명확한 국내 자료가 없는 실정이며, 이에 본 연구에서는 등속성 운동검사를 이용해 한국인 성인에서의 발목관절 정상 근력을 분석하고, 성별이나 나이에 따른 차이가 있는지를 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 신전-굴곡 운동검사와 내번-외번 운동검사 사이에는 5분의 휴식과 발목 신연 운동을 하였다. 다음으로 90º/s 각속도 검사에서도 유사한 방식으로 발목관절의 신전, 굴곡, 내번, 외번 운동을 각각 10회씩 시행하여 근력을 측정하였다(Fig. 2).
- 최대 근력을 확인하기 위한 느린 속도의 30º/s 각속도에서의 운동검사와 달리기 및 점프 등의 빠른 관절 운동 시에 요구되는 근력을 확인하기 위한 90º/s 각속도에서의 운동검사가 이루어졌다. 먼저 30º/s 각속도 검사에서는 최대 강도의 50% 강도로 3회의 연습을 시킨 후, 최대 강도에서 발목관절의 신전(족배굴곡), 굴곡(족저굴곡), 내번, 외번 운동을 각각 5회씩 시행하여 근력을 측정하였다. 신전-굴곡 운동검사와 내번-외번 운동검사 사이에는 5분의 휴식과 발목 신연 운동을 하였다.
- isokinetic testing machine (BiodexMedical Systems, Shirley, NY, USA)을 이용하였으며, 검사 전 모든 피험자에게 검사의 목적과 기계의 작동 원리에 대해 설명하여 운동검사 시 최대의 힘을 발휘하도록 교육하였다. 모든 피험자는 양측 발목 모두 검사를 받았으며, 근력 검사 전 10분간의 발목관절신연 운동을 시킨 후 우세(dominant) 족부를 먼저 검사하였다. 피험자를 기구에 편한 자세로 앉힌 후 가슴과 골반 앞쪽으로 벨트를 착용하여 상체를 고정시키고, 무릎을 10도 정도 구부린 자세로 다리와 발을 각각 지지대에 고정시켰으며, 3가지 크기의 동일한 검사용 운동화 중 하나를 착용시켰다.
- 연령과 성별에 따라 20대 남성군, 20대 여성군, 30대 남성군, 30대 여성군, 40대 남성군, 40대 여성군의 6개 집단으로 연구 대상을 분류하여, 30º/s 각속도 및 90º/s 각속도에서 각 집단의 신전근력, 굴곡근력, 내번근력, 외번근력(최대 우력)의 평균치를 구하였다.
- 검사 보조자는 2명으로 구성하였고 한 명은 10년 이상의 경력과 전문 지식을 가진 물리치료사로 모든 검사 시 최대한의 근력을 낼 수 있게 구령을 붙여 격려하였으며, 또 다른 한 명은 피험자의 슬관절을 고정하였다. 최대 근력을 확인하기 위한 느린 속도의 30º/s 각속도에서의 운동검사와 달리기 및 점프 등의 빠른 관절 운동 시에 요구되는 근력을 확인하기 위한 90º/s 각속도에서의 운동검사가 이루어졌다. 먼저 30º/s 각속도 검사에서는 최대 강도의 50% 강도로 3회의 연습을 시킨 후, 최대 강도에서 발목관절의 신전(족배굴곡), 굴곡(족저굴곡), 내번, 외번 운동을 각각 5회씩 시행하여 근력을 측정하였다.
대상 데이터
- 2014년 1월부터 6월까지 충북대학교병원에 수부 및 주관절 질환으로 내원한 환자들 중 정상 발목관절을 가지고 있는 성인 60명(120 발목관절)을 대상으로 하였다. 정상 발목관절의 판정 기준은 설문지를 통해 뚜렷한 발목관절 손상의 과거력이 없으면서 통증이나 부종 등의 발목 증상이 없고, 신체검사를 통해 내반 및 전방 전위 스트레스상 불안정성이 없는 경우로 하였다.
- 설문지 작성 시 외상력에 대한 기억이 확실하지 않은 경우, 최근 5년 이내에 염좌 등의 병력이 없는 환자들은 연구 대상에 포함시켰다. 연령과 성별을 고려하여 20대, 30대, 40대 각 연령군별로 남성, 여성 각각 10명씩 총 60명을 목표치로 하여 연구 대상을 모집하였다. 본 연구의 진행계획과 환자 자료 분석에 대해 충북대학교병원 임상연구 윤리위원회(Institutional Review Board)의 승인을 받았다.
데이터처리
- 연령에 따른 근력 차이를 비교하기 위해 남성, 여성 각각에서 연령군별 평균치를 ANOVA test를 이용해 비교하였다. 또한 남녀를 통합하여 20대군, 30대군, 40대군으로 나눈 뒤 연령군별 평균치를 ANOVA test를 이용해 비교하였다.
- 성별에 따른 근력 차이를 비교하기 위해 각 연령대에서 남성군과 여성군의 평균치를 Student t-test를 이용해 비교하였다. 또한 모든 연령대를 통합하여 남성군과 여성군의 평균치를 Student t-test 를 이용해 비교하고, 남성에 대한 여성의 상대적인 근력 결손율(deficit ratio)을 분석하였다.
- 성별에 따른 근력 차이를 비교하기 위해 각 연령대에서 남성군과 여성군의 평균치를 Student t-test를 이용해 비교하였다. 또한 모든 연령대를 통합하여 남성군과 여성군의 평균치를 Student t-test 를 이용해 비교하고, 남성에 대한 여성의 상대적인 근력 결손율(deficit ratio)을 분석하였다.
- 연령에 따른 근력 차이를 비교하기 위해 남성, 여성 각각에서 연령군별 평균치를 ANOVA test를 이용해 비교하였다. 또한 남녀를 통합하여 20대군, 30대군, 40대군으로 나눈 뒤 연령군별 평균치를 ANOVA test를 이용해 비교하였다.
- 우세(dominant)-비우세(nondominant) 족부 사이의 근력 차이를 비교하기 위해 두 군 간의 평균치를 Student t-test를 이용해 비교하였으며, 비우세 족부의 상대적인 결손율을 분석하였다. 본 연구에서는 우측이 우세 족부인 경우가 55명, 좌측이 우세 족부인 경우가 5명이었고, 우세 수부와 우세 족부의 방향이 일치하지 않는 경우도 1명 있었다.
- 측정 결과의 통계적 비교는 IBM SPSS Statistics version 19.0 (IBM Co., Armonk, NY, USA)을 통해 이루어졌으며, p<0.05일 때 통계적 차이가 있는 것으로 평가하였다.
이론/모형
- 등속성 운동검사는 BiodexTM isokinetic testing machine (BiodexMedical Systems, Shirley, NY, USA)을 이용하였으며, 검사 전 모든 피험자에게 검사의 목적과 기계의 작동 원리에 대해 설명하여 운동검사 시 최대의 힘을 발휘하도록 교육하였다. 모든 피험자는 양측 발목 모두 검사를 받았으며, 근력 검사 전 10분간의 발목관절신연 운동을 시킨 후 우세(dominant) 족부를 먼저 검사하였다.
성능/효과
- 발목관절 의 근력은 나이가 많아질수록 약화되는 경향을 보였으며, 특히 40대 이후에서 뚜렷한 감소를 나타냈다. 남녀 성별에 따른 차이를 보였고, 우세 및 비우세 족부 사이에 유의한 근력 차이가 있었다. 발 목관절 손상 환자에 대한 근력 평가 및 치료 방침의 결정, 재활치료 결과의 평가 시 유용한 참고치가 될 수 있을 것으로 생각되며, 본 연구에서의 자료를 바탕으로 향후 발목관절 불안정증 환자들과의 비교연구, 만성 불안정증에 대한 수술 전후의 발목관절 근력 차이, 임상 결과와 근력회복 정도 사이의 상관관계 등에 대한 추가적인 분석이 필요할 것으로 생각한다.
- 9 Nm였다(30º/s 각속도). 발목관절 의 근력은 나이가 많아질수록 약화되는 경향을 보였으며, 특히 40대 이후에서 뚜렷한 감소를 나타냈다. 남녀 성별에 따른 차이를 보였고, 우세 및 비우세 족부 사이에 유의한 근력 차이가 있었다.
- 은 여성의 내번근 최대우력은 남성의 67%, 외 번근 최대우력은 62% 정도라고 보고하였다. 본 연구에서는 발목의 4가지 기본 관절 운동 모두에서 남녀 간의 유의한 차이를 보였으며, 30º/s 각속도에서 여성의 신전근력은 남성의 61.1%, 굴곡근력은 66.2%, 내번근력은 48.5%, 외번근력은 55.4%였다. 또한 우세족부와 비우세 족부 사이에 30º/s 각속도에서 유의한 근력의 차이가 있었으며, 비우세 족부는 우세 족부에 비해 신전근력은 88.
- 연령과 성별을 통합한 총 120 발목관절에 대한 등속성 운동검사상의 최대 근력치는 30º/s 각속도상 신전근력이 평균 31.5 Nm, 굴곡근력이 평균 69.3 Nm, 내번근력이 평균 19.6 Nm, 외번근력이 평균 12.9 Nm였다. 또한 90º/s 각속도에서는 신전근력이 평균 18.
- 정상 한국인 성인에서 등속성 운동검사상 발목관절의 신전근력은 평균 31.5 Nm, 굴곡근력은 평균 69.3 Nm, 내번근력은 평균19.6 Nm, 외번근력은 평균 12.9 Nm였다(30º/s 각속도). 발목관절 의 근력은 나이가 많아질수록 약화되는 경향을 보였으며, 특히 40대 이후에서 뚜렷한 감소를 나타냈다.
후속연구
- 또한 외번-내번 근력비 측정이 발목관절의 기능적 불안정성을 진단하는 효과적인 평기지표가 될 수 있는지에 대해서도 추가 연구가 필요하다. 다만, 기존의 연구들에서 등속성 운동검사의 측정 방법에 있어 피험자의 자세나 관절의각도, 기계의 각속도 설정 등에 대해 저자들마다 각기 다른 방법으로 근력검사가 이루어졌다는 점이 다양한 결과가 보고되는 이유중 하나라고 판단되므로, 이에 대한 표준화된 기준 설정이 선행되어야 한다.
- 만성 발목 불안정증 환자에서 근력을 측정할 때 만약 불안정증이 있는 족부가 우세 족부라면, 실제로는 근력의 약화가 있다 하더라도 비우세 족부를 기준으로 할 시 근력 약화가 없는 것으로 측정될 수도 있을 것이다. 따라서 발목 근력 측정 시 우세-비우세 족부에 대한 고려는 필수적이며, 우세 수부가 우세 족부를 유추하는 데 도움이 되지만 항상 일치하는 것은 아니므로 근력검사 전자세한 문진과 이학적 검사를 통해 우세 족부를 확인하는 것이 필요하다고 생각한다.
- 발목관절 불안정성과 외번근 또는 내번근 약화와의 정확한 상관관계에 대해서는 본 연구에서 도출된 정상 근력 자료를 바탕으로 만성 발목관절 불안정증 환자들과의 비교 연구, 만성 불안정증 수술 전후의 발목관절 근력 변화에 대한 연구 등을 통해 추가적인 분석이 필요할 것으로 생각한다. 또한 외번-내번 근력비 측정이 발목관절의 기능적 불안정성을 진단하는 효과적인 평기지표가 될 수 있는지에 대해서도 추가 연구가 필요하다. 다만, 기존의 연구들에서 등속성 운동검사의 측정 방법에 있어 피험자의 자세나 관절의각도, 기계의 각속도 설정 등에 대해 저자들마다 각기 다른 방법으로 근력검사가 이루어졌다는 점이 다양한 결과가 보고되는 이유중 하나라고 판단되므로, 이에 대한 표준화된 기준 설정이 선행되어야 한다.
- 남녀 성별에 따른 차이를 보였고, 우세 및 비우세 족부 사이에 유의한 근력 차이가 있었다. 발 목관절 손상 환자에 대한 근력 평가 및 치료 방침의 결정, 재활치료 결과의 평가 시 유용한 참고치가 될 수 있을 것으로 생각되며, 본 연구에서의 자료를 바탕으로 향후 발목관절 불안정증 환자들과의 비교연구, 만성 불안정증에 대한 수술 전후의 발목관절 근력 차이, 임상 결과와 근력회복 정도 사이의 상관관계 등에 대한 추가적인 분석이 필요할 것으로 생각한다.
- 발목관절 불안정성과 외번근 또는 내번근 약화와의 정확한 상관관계에 대해서는 본 연구에서 도출된 정상 근력 자료를 바탕으로 만성 발목관절 불안정증 환자들과의 비교 연구, 만성 불안정증 수술 전후의 발목관절 근력 변화에 대한 연구 등을 통해 추가적인 분석이 필요할 것으로 생각한다. 또한 외번-내번 근력비 측정이 발목관절의 기능적 불안정성을 진단하는 효과적인 평기지표가 될 수 있는지에 대해서도 추가 연구가 필요하다.
- 둘째, 피험자의 체중을 보정한 측정치를 제시하지 못했다는 점이다. 체중은 체내 근육량과 비례하고 이는 근력에 밀접한 영향을 미치기때문에, 체중에 의한 근력의 차이를 보정하는 과정이 선행되었어야 집단 간의 측정치에 대한 더욱 객관적인 비교가 가능하였으리라 생각된다.
- 29) 여러 저자들이 발목관절의 동적 안정성을 유지하는 기전에 근육의 편심성 수축이 중요하며 구심성 수축보다 더 많은 기여를 한다고 보고하면서,5,30) 최근에는 발목관절의 편심성 근력을 측정하고 이를 분석하는 연구가 활발하다. 향후 발목관절의 운동과 관련된 근육들에 대한 편심성 근력 측정을 통해 실제 보행 및 발목 염좌 시의 발목관절 안정성과 관련된 근력 분석이 필요하다고 생각한다. 둘째, 피험자의 체중을 보정한 측정치를 제시하지 못했다는 점이다.
- 본 연구에서는 모든 저자들이 직접 여러 가지 각속도에서의 예비 검사를 경험한 뒤, 최대 근력을 확인하기 위한 느린 속도의 30º/s 각속도와 빠른 관절 운동 시에 요구되는 근력을 확인하기 위한 90º/s 각속도에서 운동검사가 이루어졌다. 향후 여러 기관에서의 보고와 추가적인 연구를 통해 발목관절의 등속성 근력검 사를 위한 최적의 각속도와 측정 자세가 보편적인 기준으로 정해져야 할 것이다.
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