편평족 중학생의 고관절 교정 운동 프로그램과 발교정구 착용 유무가 안정시 종골 기립 각도, 발목의 가동범위, 코어 근력에 미치는 영향 The Effects of Corrective Hip Joint Exercises and Foot Orthotics on RCSP, Ankle's Range of Motion, and Core Muscle Strength for Middle School Students with Pes Planus원문보기
Objective : The purpose of this study is to evaluate the effects of hip joint exercises and orthotics on RCSP, ankle's range of motion, and core muscle strength of middle school students with pes planus. Method : Out of the original pool of 200 students, 60 students with pes planus (RCSP < -2) were ...
Objective : The purpose of this study is to evaluate the effects of hip joint exercises and orthotics on RCSP, ankle's range of motion, and core muscle strength of middle school students with pes planus. Method : Out of the original pool of 200 students, 60 students with pes planus (RCSP < -2) were selected for the study. The selected 60 students were then divided into four groups. The first group was a combined orthotics and exercise group (12 students), the second was the orthotics-only group (9 students), the third was the exercise-only group (8 students), and the last was the control group (10 students). Exercise groups worked out twice a week for 60 minutes per session over 8 weeks. The independent variables were corrective hip joint exercises and orthotics. The dependant variables consisted of kinematic and kinetic variables. The kinematic variables were RCSP, and ankle's range of motion (dorsiflexion and plantarflexion). The kinetic variables were muscles forces that consist in core muscle strength, which are hip joint adduction, abduction, and flexion muscles forces. Statistical analysis was performed via SPSS 18.0 with multivariate analysis of covariance (MANCOVA) and a paired t-test was used. Results : The left foot was more responsive to the treatments, both exercise and orthotics, than the right foot. RCSP improved significantly in the left foot for the first and third groups. Only the first group significantly improved hip joint adduction, abduction, and flexion muscles' strengths. As for the ankle's range of motion of the left foot, plantarflexion showed improvement when treated with exercise, orthotics, or both. Conclusion : This study found that exercise is more effective in correcting RCSP and foot orthotics is more effective in reinforcing core muscle strength. Future studies should expand on these results to examine the relationship between the ankle, hip, and pelvis.
Objective : The purpose of this study is to evaluate the effects of hip joint exercises and orthotics on RCSP, ankle's range of motion, and core muscle strength of middle school students with pes planus. Method : Out of the original pool of 200 students, 60 students with pes planus (RCSP < -2) were selected for the study. The selected 60 students were then divided into four groups. The first group was a combined orthotics and exercise group (12 students), the second was the orthotics-only group (9 students), the third was the exercise-only group (8 students), and the last was the control group (10 students). Exercise groups worked out twice a week for 60 minutes per session over 8 weeks. The independent variables were corrective hip joint exercises and orthotics. The dependant variables consisted of kinematic and kinetic variables. The kinematic variables were RCSP, and ankle's range of motion (dorsiflexion and plantarflexion). The kinetic variables were muscles forces that consist in core muscle strength, which are hip joint adduction, abduction, and flexion muscles forces. Statistical analysis was performed via SPSS 18.0 with multivariate analysis of covariance (MANCOVA) and a paired t-test was used. Results : The left foot was more responsive to the treatments, both exercise and orthotics, than the right foot. RCSP improved significantly in the left foot for the first and third groups. Only the first group significantly improved hip joint adduction, abduction, and flexion muscles' strengths. As for the ankle's range of motion of the left foot, plantarflexion showed improvement when treated with exercise, orthotics, or both. Conclusion : This study found that exercise is more effective in correcting RCSP and foot orthotics is more effective in reinforcing core muscle strength. Future studies should expand on these results to examine the relationship between the ankle, hip, and pelvis.
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문제 정의
따라서 본 연구의 목적은 편평족의 발 교정을 위해 개발한 고관절 운동 프로그램과 발교정구 착용이 하지의 정렬과 근력에 미치는 영향력을 분석하는 것이다.
본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 운동프로그램과 발교정구를 동시에 또는 각각 처방하여 두 치료법이 신체의 정적, 동적 정렬과 코어근력에 미치는 각각의 효과 및 시너지효과까지 확인하고자 하였다.
본 연구의 목적은 청소년 편평족을 대상으로 고관절 교정 운동과 발교정구 착용 시 기립 시 종골각도, 발목관절의 가동범위, 코어 근력, 그리고 골반 움직임에 미치는 영향을 규명하는 것이며 실험을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다.
제안 방법
실험은 총 8주 간 진행하였으며, 사전측정 후, 8주 후에 사후 결과 측정을 실시하였다. group I과 group III는 8주 동안 주 2회 60분간의 운동프로그램을 실시하였으며, group II과 group III는 8주 간 신발 안에 발교정구를 적용한 상태에서 일상생활을 하도록 지도하였다. 총 실험 대상자 중 실험에 끝까지 참석한 39명을 대상으로 자료를 분석하였다.
2010)에서 왼발과 오른발의 교정력의 차이를 보이는 것과 같은 결과를 보였다. 개발한 고관절 교정 운동의 목적은 하지 움직임의 주된 역할을 하는 고관절을 축으로 무릎, 발목관절을 일직선으로 정렬하는 것이다. 이를 위하여 고관절, 무릎, 발목관절을 탄성 밴드로 연결하여 근육의 강제적 정렬을 도모하였다.
고관절근군은 근력의 움직임에 따라 고관절 굴곡근, 외전근, 내전근으로 나누어 측정하였으며, 측정 장치는 핸드 도수근력기(미국 Lafayette사)를 사용하였다. 고관절의 굴곡(flexion), 외전(abduction), 내전(adduction)은 의자에 앉은 자세에서 무릎을 90° 굽힌 상태에서 최대 등척성 수축 시킨 상태를 측정하였다(Song et al.
고관절의 굴곡(flexion), 외전(abduction), 내전(adduction)은 의자에 앉은 자세에서 무릎을 90° 굽힌 상태에서 최대 등척성 수축 시킨 상태를 측정하였다(Song et al., 2010; Jun, Shin, Park, Lee & Lee, 2011)(Figure 5).
골반의 전두면 상의 좌우 높이 차이는 좌우 수평을 측정이 가능한 anglometer를 이용하여 좌우 장골능(illiac crest) 최상단부의 높이 차를 측정한다.
골반의 횡단면상의 회전은 양측 둔부에 양 손등을 가볍게 밀착시킨 후, 제자리걸음 시 후방으로 더 회전하는 방향의 경향성을 파악하여 시계방향(clock-wise rotation)과 반시계방향(counter-clockwise) 회전으로 표기하고 양측의 움직임이 동일할 경우 균등으로 관찰한다.
넷째, 단일 방향, 단일축으로 시작하여 다방향, 다축 운동으로 진행하였다.
다섯째, 탄성을 많이 이용하여 단계에 따라 저항성을 주도록 구성하였다.
둘째, 손과 발, 그리고 머리를 축으로 사용하였다.
발교정구의 경우, 실험이 실시되는 8주 동안 1~2차례에 걸쳐 이학 검사를 실시하여 골반의 정렬을 맞추어 조정하였다. 골반의 움직임에서 발교정구 집단이 보이는 특징은 과교정된 상태를 보이는 것이다.
이를 위하여 고관절, 무릎, 발목관절을 탄성 밴드로 연결하여 근육의 강제적 정렬을 도모하였다. 발목관절의 족배굴곡과 족저굴곡이 발의 회내, 회외 운동을 유도하므로 이를 방지하기 위하여 탄성밴드의 폭으로 발을 감싸 발목이 족배굴곡된 상태에서 운동하였다. 이는 발목관절의 굴곡력 강화는 비복근, 후경골근, 장비골근, 대퇴사두근 나아가 거골하관절의 외번, 내번 움직임까지 같이 제어하여 전족의 족저 압력까지 강화시킨다는 선행연구에서 기인하였다(Hertel et al.
셋째, 운동으로 인한 과도한 요부의 전만의 발생을 막기 위해 스트레칭을 제외한 프로그램은 앙와위를 기본으로 구성하였다.
본 연구의 대상은 K시 중학교에 재학 중인 남녀 중학생 200명을 표본 조사하여 그 중 발유형 지표 중 하나인 RCSP(Rest Calcaneous Stance Position) 값을 측정하여 RCSP가 –3° 이하인 편평족을 선택하고, 이중 60명을 4개 실험집단으로 나누어 group I은 고관절운동과 발교정구를 같이 처치한 복합집단으로, group II은 발교정구만 적용한 집단, group III은 고관절운동프로그램만 적용한 집단, 그리고 group IV은 대조군으로 아무 처치도 하지 않았다. 실험은 총 8주 간 진행하였으며, 사전측정 후, 8주 후에 사후 결과 측정을 실시하였다. group I과 group III는 8주 동안 주 2회 60분간의 운동프로그램을 실시하였으며, group II과 group III는 8주 간 신발 안에 발교정구를 적용한 상태에서 일상생활을 하도록 지도하였다.
개발한 고관절 교정 운동의 목적은 하지 움직임의 주된 역할을 하는 고관절을 축으로 무릎, 발목관절을 일직선으로 정렬하는 것이다. 이를 위하여 고관절, 무릎, 발목관절을 탄성 밴드로 연결하여 근육의 강제적 정렬을 도모하였다. 발목관절의 족배굴곡과 족저굴곡이 발의 회내, 회외 운동을 유도하므로 이를 방지하기 위하여 탄성밴드의 폭으로 발을 감싸 발목이 족배굴곡된 상태에서 운동하였다.
첫째, 간단한 동작에서 점차 어려운 동작으로 점진적으로 구성하였다.
대상 데이터
발교정구는 맞춤제작 발교정구로 각 실험군의 발의 형태에 따라 맞춤제작 되었다. 발교정구는 전체적인 발의 형태를 결정하는 본체(shell), 후족의 안정성을 부여하는 포스팅(posting), 발과 직접 닿는 부분인 커버(cover)로 구성되었으며 본체는 반강성 재질(semi-rigid)인 폴리프로필렌, 포스팅은 EVA(Ethylene Vinyl Acetate), 그리고 커버는 vinyl 재질로 제작되었다. 제작 방식은 석고붕대를 이용한 음형 캐스팅(negative casting) 방법으로 전문 발교정구 제작업체인 바이오메카닉스(주) (한국 고양시)에서 제작하였다.
본 연구의 대상은 K시 중학교에 재학 중인 남녀 중학생 200명을 표본 조사하여 그 중 발유형 지표 중 하나인 RCSP(Rest Calcaneous Stance Position) 값을 측정하여 RCSP가 –3° 이하인 편평족을 선택하고, 이중 60명을 4개 실험집단으로 나누어 group I은 고관절운동과 발교정구를 같이 처치한 복합집단으로, group II은 발교정구만 적용한 집단, group III은 고관절운동프로그램만 적용한 집단, 그리고 group IV은 대조군으로 아무 처치도 하지 않았다.
group I과 group III는 8주 동안 주 2회 60분간의 운동프로그램을 실시하였으며, group II과 group III는 8주 간 신발 안에 발교정구를 적용한 상태에서 일상생활을 하도록 지도하였다. 총 실험 대상자 중 실험에 끝까지 참석한 39명을 대상으로 자료를 분석하였다. 대상자의 일반적인 특성은 [Table 1]과 같다.
데이터처리
네 집단 내의 차이는 paired t-test로 검증하였고, 모든 통계적 유의 수준은 α=.05로 설정하였다.
측정된 자료는 SPSS Ver. 23.0 프로그램으로 대상자 39명의 기초통계량인 평균 및 표준편차를 산출한 후, 교정운동프로그램과 발교정구의 영향력을 측정하기 위해 중다공변량분석(MANCOVA; multivariate analysis of covariance)을 실시하였다. 네 집단 내의 차이는 paired t-test로 검증하였고, 모든 통계적 유의 수준은 α=.
이론/모형
종골의 이등분선을 측정하기 위해 tractograph를 사용하며, 기립 시 각도를 측정하기 위해 digital vertical goniometer를 사용하였다. RCSP에 대한 분류는 Song, Hillstorm, Secord과 Levitt (1996)의 연구의 기준을 채택하였다(Table 3).
발교정구는 전체적인 발의 형태를 결정하는 본체(shell), 후족의 안정성을 부여하는 포스팅(posting), 발과 직접 닿는 부분인 커버(cover)로 구성되었으며 본체는 반강성 재질(semi-rigid)인 폴리프로필렌, 포스팅은 EVA(Ethylene Vinyl Acetate), 그리고 커버는 vinyl 재질로 제작되었다. 제작 방식은 석고붕대를 이용한 음형 캐스팅(negative casting) 방법으로 전문 발교정구 제작업체인 바이오메카닉스(주) (한국 고양시)에서 제작하였다.
종골의 이등분선을 측정하기 위해 tractograph를 사용하며, 기립 시 각도를 측정하기 위해 digital vertical goniometer를 사용하였다. RCSP에 대한 분류는 Song, Hillstorm, Secord과 Levitt (1996)의 연구의 기준을 채택하였다(Table 3).
성능/효과
그리고 고관절운동프로그램과 발교정구를 같이 적용한 복합집단은 두 변인의 효과를 같이 나타내고 상호 보완되는 것으로 보인다. RCSP에서 복합 집단은 유의한 영향력은 나타내지 않았지만 집단 내에서 왼발 65.8%, 오른발 51.2%로 발교정구와 운동 프로그램의 효과가 오른발과 왼발의 편향성이 개선되는 쪽으로 나타나는 것을 알 수 있다. 운동과 발교정구를 각각 적용했을 때 나타났던 왼발과 오른발의 효과의 편위성이 적어짐으로 운동과 발교정구가 발의 교정뿐만 아니라 신체의 균형 잡힌 정렬에 가정 적합한 것으로 생각된다.
고관절 교정 운동프로그램을 8주 간 주 2회, 60분 씩 실시한 후 측정한 결과, RCSP의 교정에서 유의한 개선효과를 나타내었다. 집단 내에서도 RCSP 교정율이 왼발 77.
고관절 굴곡근력 개선에는 발교정구가 왼측(F=14.413,p< .001)과 우측(F=11.998, p< .001)에서 유의한 영향력을 나타내었고 고관절 외전근력 개선에서는 발교정구와 운동의 복합작용이 유의한 영향력을 미쳤다(F=9.278, p< .01) (Table 10).
고관절 운동프로그램과 발교정구의 효과를 분석하면 운동프로그램은 발의 RCSP 교정에 발교정구보다 더 효과적이며, 발교정구는 발목의 족저굴곡과 코어근력 개선에 더 효과적인 것으로 분석된다. 운동프로그램과 발교정구는 골반의 움직임에 개선 효과는 있었지만 그 효과가 크게 나타나진 않았다.
골반의 움직임에서는 독립변인 간 집단 내의 차이는 유의하게 나타나지 않았고 골반의 좌우 높낮이에서는 사전측정에서 좌측 골반이 높았으나 사후측정에서는 우측골반이 조금 높게 나타나는 경향을 보였으며, 시상면상의 경사에서는 경사도가 조금 더 심화되는 경향을 나타내었다. 반면 횡단면상의 영향력은 미비하였다.
네 group의 실험 후 효과 검증에서는 왼발에서는 group I(t=-2.409, p< .05), group II(t=-3.988,p< .01), group III(t=-2.773, p< .05)은 유의하게 증가였으나, 대조군인 group IV(t=2.746, p< .05)는 유의하게 감소하였고, 오른발에서는 group III(t=-2.492, p< .05)에서 유의하게 증가하였다(Table 7).
둘째, 편평족을 가진 청소년에게 발교정구는 고관절 근육강화에 효과적이며 RCSP 개선에는 운동에 비해 효과가 적게 나타났다.
발교정구를 8주 간 처치한 집단에서는 RCSP의 교정에 유의한 영향력이 나타나지 않았다. 그러나 집단 내에서는 RCSP교정율이 왼발 57.
발목의 가동범위에서는 독립변인의 영향력은 유의하게 나타나지 않았으나 집단 내에서 족저굴곡에서 왼발, 오른발 모두 유의한 개선효과를 나타내었다.
셋째, 8 주 간의 고관절 운동과 발교정구는 RCSP의 교정에는 효과적이지만 골반 교정에는 부족하며, 고관절의 굴곡, 신전, 내전, 외전 움직임과 관련 근력 개선은 운동과 발교정구를 같이 적용하는 것이 효과적이다.
2%로 발교정구와 운동 프로그램의 효과가 오른발과 왼발의 편향성이 개선되는 쪽으로 나타나는 것을 알 수 있다. 운동과 발교정구를 각각 적용했을 때 나타났던 왼발과 오른발의 효과의 편위성이 적어짐으로 운동과 발교정구가 발의 교정뿐만 아니라 신체의 균형 잡힌 정렬에 가정 적합한 것으로 생각된다.
이를 볼 때, 발교정구에서는 코어근력 개선과 골반의 움직임의 교정에 강한 영향력을 미치고 운동은 좌우 골반의 균형 개선에 더 효과적인 결과를 보여주며 이는 통계적으론 유의하지 않았지만 운동만 실시한 집단에서 골반의 전/후방 경사의 좌우 균형이 맞게 나타난 것과 발교정구만 착용한 집단과 대조군에서는 골반의 움직임이 더 편위된 결과가 나온 것으로 볼 때, 발교정구와 같은 보형물 착용은 Q각과 같은 골반의 정렬에 직접 영향을 미친다는 선행 연구 결과와 일치하지만(Yun, 2007) 일시적 착용 또는 단기간 착용 시에는 골반의 전방 경사 개선에 도움이 되지 못하는 것을 알 수 있었다. 그러므로 골반의 전방경사를 발생시키는 연부조직의 불균형을 해결하기 위해서는 운동이 가장 좋은 방법인 것으로 유추된다(Lee et al.
코어근력에서는 좌우 고관절 굴곡근에서 유의한 영향력을 나타내었다. 집단 내에서는 고관절 좌우 굴곡근과 왼측의 외전근에서 유의한 개선 효과가 나타났다.
집단 내에서도 RCSP 교정율이 왼발 77.1%, 오른발 34.5%로 거의 2°정도의 개선이 되었으며 운동과 발교정구를 같이 처치한 복합 집단보다도 개선도가 높았다.
그러나 근활성도 향상에 초점을 맞춰 검증하는 방법에는 두 가지 문제점이 있다. 첫째, 발교정구나 테이핑을 착용한 상황에서는 근활성 변화를 지속적으로 확인할 수 없다는 점과, 근활성에 의한 기능적인 변화가 반드시 구조적인 변화를 가져오지 않는다는 것이다. 근활성에 의한 기능변화가 구조변화로 반드시 이어지지 않는다는 점은, 발과 하지의 움직임에 대한 상관성 연구에서도 잘 나타나고 있다.
첫째, 편평족을 가진 청소년에게 고관절운동 프로그램은 RCSP 개선에 효과적이다.
예를 들어 골반의 개선효과를 볼 때, 운동을 한 집단은 균형에 가까운 개선효과를 나타낸 반면 발교정구는 과교정성을 나타내었고 복합 집단은 두 효과의 중간에 가까운 결과를 나타냄으로 운동과 발교정구의 처치는 두 효과를 서로 보완해 주는 것을 알 수 있었다. 코어근력에서는 오른쪽 외전근에서 복합 집단이 유의한 영향력을 나타냈으며 왼발은 굴곡근과 외전근, 오른발은 외전근, 내전근, 굴곡근에서 모두 유의한 개선효과를 나타내었다. 이는 운동 집단과 발교정구 집단에 시너지 효과가 있음을 나타내고 있다.
후속연구
이러한 연구들을 볼 때, 코어근를 강화시키는데 효과적인 운동은 근력, 자세, 균형의 개선뿐만 아니라 발의 형태적 개선에도 효과적일 것으로 생각된다(Park, 2011). 그러므로 골반을 위한 고관절 근육근군을 강화하는 운동프로그램은 발교정구와 마찬가지로 신체의 정렬을 잡아 줌으로써 발과 하지의 교정에도 효과적일 것이고 이는 발교정구가 가지는 한계점을 해결할 대안 될 수 있을 것이다. 그러나 아직 발교정구와 이러한 운동 프로그램 중 어느 쪽이 더 발과 하지 정렬과 근력의 균형에 효과적인지, 그리고 어느 영역에서 각각의 방법들이 더 치료의 효과가 큰지에 대한 연구는 아직 미비하다.
따라서 재질의 경도와 교정 각도 등을 정확히 명시하고 전문가에 의뢰해 제작한 발교정구의 후족 제어에 대한 연구가 필요한 실정이다. 그리고 이는 발의 역학적 움직임에 영향을 많이 받는 하지의 정렬과 근활성의 영향력을 정확하게 판단할 수 있는 근거가 될 것이다.
따라서 하지 골반 내 근육 교정을 위한 맞춤식 운동 프로그램을 구성한 운동 프로그램과 발교정구의 교정 효과에 대한 연구는 각자가 가지고 있는 장단점을 분석하여 상호 보완할 수 있는 방안을 제시할 수 있을 것이다. 그리고 편평족들이 발 변형 교정과 예방을 목적으로 운동과 발교정구 치료를 결정해야 할 때, 좀 더 효율적으로 접근할 수 있는 근거가 될 수 있을 것이다.
따라서 하지 골반 내 근육 교정을 위한 맞춤식 운동 프로그램을 구성한 운동 프로그램과 발교정구의 교정 효과에 대한 연구는 각자가 가지고 있는 장단점을 분석하여 상호 보완할 수 있는 방안을 제시할 수 있을 것이다. 그리고 편평족들이 발 변형 교정과 예방을 목적으로 운동과 발교정구 치료를 결정해야 할 때, 좀 더 효율적으로 접근할 수 있는 근거가 될 수 있을 것이다.
본 연구는 개별적으로 탄성 밴드를 이용한 고관절의 코어 근력에 기반을 둔 고관절 교정운동과 발교정구가 발, 발목관절과 골반의 움직임, 그리고 코어 근력에 미치는 영향력에 대한 연구를 진행하여 발 변형과 하지 정렬의 정도에 따라 교정 시 선택할 수 있는 방법에 대한 기초적인 자료로 활용될 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
맞춤제작식발교정구는 어떠한 점에서 혼란을 야기하나?
맞춤제작식발교정구의 교정 기전은 후족의 회내/회외 움직임을 구조적으로 변화시켜 이에 관여하는 근육의 움직임을 제어 또는 보조하는 것이다. 그러나 선행 연구에서는 발교정구가 후족의 회내/회외 움직임을 제어하여 관련 근육의 근 활성도에 효과가 있다는 연구결과(Lee et al., 2007, Song, 2008)와, 효과가 있다 하더라도 그 결과가 유의하게 나타나지 않는다는 상반된 결과가 있어(Kim, Kim, Kack, Bae & Park, 2007) 혼란을 야기한다. 이러한 상반된 연구결과들은 실험에 사용한 발교정구의재질과 경도 및 형태에 따르는 것으로 생각되며, 움직임 제어를 위한 기준을 발의 어느 위치에 두는 지에 영향을 받았을 것으로 생각된다.
발의 과도한 회내 움직임이 야기하는 문제점은?
발의 과도한 회내 움직임은 경골과 대퇴골에 내측 회전력을 과도하게 발생시키고 이는 다시 골반을 앞으로 당기는 전방 경사 움직임을 발생시켜 골반의 과도한 전방 경사뿐만 아니라, 요추전만까지 발생시켜 이것이 요통(low-back pain)을발생시키는 하나의 원인으로 생각되고 있다(Schamberger etal., 2002).
발이란 무엇인가?
발(foot)은 신체에서 가장 낮은 곳에 위치한 보행 기관이다.
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