[논문]고관절 가동성 증진을 위한 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭의 생체역학적 고찰

장지홍

doi:10.17661/jkiiect.2015.8.1.065

고관절 가동성 증진을 위한 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭의 생체역학적 고찰
A Biomechanical Study on the Hip Joint Flexibility Based on the Proprioceptive Neuromuscular Facilitation 원문보기

한국정보전자통신기술학회논문지 = Journal of Korea institute of information, electronics, and communication technology, v.8 no.1, 2015년, pp.65 - 69

장지홍 (Department of Occupational Therapy, Jungwon University)

초록
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작업치료에서 관절의 가동성은 치료 절차와 기간에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 수동적 스트레칭과 능동적 스트레칭을 병행하는 고유수용성 신경근 촉진법이 고관절의 가동성에 미치는 영향과 주요 굽힘/폄근의 근전도 활성정도 바탕으로 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭의 생체역학적 특징을 고찰하였다. 10명의 20대 학생을 대상으로 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭을 실시한 결과 고관절의 가동성이 전담 보조자의 도움을 받았을 때, 평균 $18.9^{\circ}$ 증가하였고 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 근전도의 활성 또한 고유수용기의 생체역학적 특징을 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Joint flexibility is an important factor which affect the process and duration of the therapeutic methods in the filed of occupational therapy. Hip joint flexibility and electromyography (EMG) of major flexor and extensor for the hip joint were examined to understand the biomechanical characteristics of Proprioceptive Neuromuscular Facilitation (PNF). Hip joint flexibility increased $18.9^{\circ}$ on average after PNF was performed by a designated assistant on 10 college students. EMGs of quadriceps femoris muscle and hamstring muscles agreed with biomechanical characteristics of proprioceptive organs in muscles.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 수축과 이완을 보조자의 조력에 의한 수동적 스트레칭과 병행하는 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭의 생체역학적 특징에 대해 조사하였다. 엉덩관절의 가동 범위는 전담 보조자가 조력한 경우, 평균 18.
또한 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭의 경우 수동적 스트레칭과 능동적 스트레칭을 효과적으로 혼합한 형태로 ROM의 증가와 운동성의 증가에 모두 효과적인 스트레칭 방법이다 [5]. 본 연구에서는 엉덩관절에 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭을 실시하여 ROM의 변화와 더불어 엉덩관절의 굽힘 및 폄에 작용하는 주동근의 근전도(electromyography, EMG)의 변화를 기반으로 하여 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭의 생체역학적 특징에 대한 이해를 높이고자 한다.

제안 방법

1단계는 준비 과정이며, 2-4단계의 수행을 한 번의 루틴으로 한다. 각 단계는 5-10초에 걸쳐 실시되었으며, 각 피험자의 좌/우측 엉덩관절에 대해 4회의 루틴을 실시하였다. 엉덩관절의 ROM은 스트레칭 전/후에 측정하였다.
근전도 신호는 앰프의 게인을 1000 수준에서 1000Hz의 샘플링레이트와 로우패스필터를 사용하여 측정하였다. 모든 피험자의 엉덩관절 ROM의 중간 위치에서 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 최대수의적노력(Maxim- um Voluntary Exertion)에 대한 근전도를 측정하였으며, 각 단계별 근전도의 평활부에 대한 정규화를 통해 상대수의적수축수준(Relative Volu- ntary Contraction Level)을 이용하였다.
근전도 신호는 앰프의 게인을 1000 수준에서 1000Hz의 샘플링레이트와 로우패스필터를 사용하여 측정하였다. 모든 피험자의 엉덩관절 ROM의 중간 위치에서 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 최대수의적노력(Maxim- um Voluntary Exertion)에 대한 근전도를 측정하였으며, 각 단계별 근전도의 평활부에 대한 정규화를 통해 상대수의적수축수준(Relative Volu- ntary Contraction Level)을 이용하였다. 본 연구의 피험자는 하지 근골격계질환 이력이 없는 20대의 여학생 10명으로 구성되어 있으며 인구학적 특징은 표 1과 같다.
엉덩관절의 가동성을 측정하기 위하여 2축 전자각도기(Electronic goniometer, BIOPAC TSD130B)를 사용하였다. 전자각도기는 엉덩관절의 가로축(transverse axis)을 가로지르는 위치의 엉덩관절가쪽 피부에 부착하였으며 (그림 1), 각각의 피험자에 대한 측정 이전에 보정절차를 거쳤다.
보조자는 모두 관련면허 소지자의 초보적 훈련을 거쳐 스트레칭 방법을 숙지하였다. 전담 보조자 역할은 훈련 성과가 가장 좋은 보조자 1인이 담당하여 왼쪽 엉덩관절에 대한 스트레칭을 실시하였으며, 나머지 보조자들은 무작위로 선정되어 오른쪽 엉덩관절에 대한 스트레칭을 담당하였다.

대상 데이터

모든 피험자의 엉덩관절 ROM의 중간 위치에서 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 최대수의적노력(Maxim- um Voluntary Exertion)에 대한 근전도를 측정하였으며, 각 단계별 근전도의 평활부에 대한 정규화를 통해 상대수의적수축수준(Relative Volu- ntary Contraction Level)을 이용하였다. 본 연구의 피험자는 하지 근골격계질환 이력이 없는 20대의 여학생 10명으로 구성되어 있으며 인구학적 특징은 표 1과 같다.
근전도의 측정을 위한 전극은 이들 근육의 힘살 가운데에 위치시켰다 (그림 1) [6]. 엉덩관절의 가동성과 굽힘/폄근의 근전도는 BIOPAC MP150 데이터 수집 장치를 이용하여 측정하였다.

이론/모형

본 연구에서 적용된 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭은 수축-이완-길항근-수축 (Contract– relax-antagonist-contract) 스트레칭으로 피험자와 보조자가 협동하여 (그림 2) 스트레칭을 실시하며 아래와 같은 5단계의 과정으로 구성되어 있다 [7].

성능/효과

11로 나타났다. 2단계와 동일한 메커니즘을 유지하는 5단계 스트레칭에서 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 활성 수준은 각각 1.6%(SD=0.55)와 4.7%(SD=1.88)로 관찰되었다.
16을 나타낸다. 3단계에서 피험자의 능동적 폄운동에 의해 뒤넙다리근의 수축이 비교적 높게 나타났으며(33.2%), 넙다리네갈래근의 수축은 1.9%로 관찰되었다. 3단계에서 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 수축 수준에 대한 표준편차는 각각 1.
4° 증가한 것으로 나타났다. 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭이 전담 보조자의 조력하에 관절 가동성 증가에 매우 효과적인 스트레칭 방법임을 알 수 있다. 또한 보조자의 역할이 관절 가동성 증가에 매우 중요한 요소임을 알 수 있으며 스트레칭 강도의 일반화를 위한 가이드라인이 제시되어야 할 것으로 판단된다.
보조자가 무작위로 지정된 우측 엉덩관절의 관절 가동 범위의 평균 증가량은 6.5°이며 1번 피험자의 1.8°(최소값)부터 2번 피험자의 16.1°에 이르기까지 편차가 비교적 크게 나타났다(SD=4.2°).
7%)의 활성 경향은 유사성을 갖게 된다. 본 연구에 적용된 스트레칭의 진행은 부상 억제를 위해 천천히 진행되었으며, 따라서 장력과 인장속도에 모두 반응하는 근육방추보다 골지힘줄기관에 대한 자극이 더 큰 것으로 나타났다[7].
스트레칭의 각 단계에서 나타나는 근전도의 활성 수준은 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭의 메커니즘을 충분히 반영하고 있는 것으로 나타났다. 2단계 스트레칭에서 엉덩관절의 수동적 굽힘이 뒤넙다리근의 골지힘줄기관과 근육방추를 자극하여 넙다리네갈래근의 수축과 뒤넙다리근의 불수의적 수축으로 나타나 비교적 낮은 수준의 수축으로 나타나게 된다[8].
본 연구에서는 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 수축과 이완을 보조자의 조력에 의한 수동적 스트레칭과 병행하는 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭의 생체역학적 특징에 대해 조사하였다. 엉덩관절의 가동 범위는 전담 보조자가 조력한 경우, 평균 18.9° 증가한 것으로 나타났으며 보조자가 무작위로 선택된 경우 6.4° 증가한 것으로 나타났다. 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭이 전담 보조자의 조력하에 관절 가동성 증가에 매우 효과적인 스트레칭 방법임을 알 수 있다.
전담 보조자가 스트레칭을 보조한 좌측 엉덩관절의 관절 가동 범위의 평균 증가량은 18.9°으로 나타났다.

후속연구

이러한 경향은 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭에서 보조자의 역할이 중요함을 나타내 주는 것이라 할 수 있다. 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭에서 보조자의 스트레칭 보조 강도를 규범화 할 수 있는 방법의 개발이 필요하다고 판단된다.
고유수용성 신경근 촉진 스트레칭이 전담 보조자의 조력하에 관절 가동성 증가에 매우 효과적인 스트레칭 방법임을 알 수 있다. 또한 보조자의 역할이 관절 가동성 증가에 매우 중요한 요소임을 알 수 있으며 스트레칭 강도의 일반화를 위한 가이드라인이 제시되어야 할 것으로 판단된다.
본 연구는 20대의 근골격계질환 이력이 없는 학생들을 대상으로 실시하였으므로 본 연구의 결과를 장애를 가진 환자들에게 직접 적용하는 것은 일반화의 오류를 불러올 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 얻어진 결과를 기반으로 뇌졸중이나 외상성뇌질환 등으로 인한 마비 환자들에 대한 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭의 참고 자료와 근육 내부 감각수용기의 기능 및 역할에 대해 활용되기를 기대한다.
본 연구는 20대의 근골격계질환 이력이 없는 학생들을 대상으로 실시하였으므로 본 연구의 결과를 장애를 가진 환자들에게 직접 적용하는 것은 일반화의 오류를 불러올 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 얻어진 결과를 기반으로 뇌졸중이나 외상성뇌질환 등으로 인한 마비 환자들에 대한 고유수용성 신경근 촉진 스트레칭의 참고 자료와 근육 내부 감각수용기의 기능 및 역할에 대해 활용되기를 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	관절의 가동성의 특징은 무엇인가?	특히 신경근골격계(Neuromusculoskeletal system)의 기능 중 관절의 가동성은 인체 각 분절의 운동능력에 영향을 미치는 중요한 요소이다 [1]. 관절의 가동성은 연령에 반비례하는 특징을 가지고 있으며, 이외에도 뇌졸중(Cerebrovascular Accident, CVA) 및 외상성뇌손상(Traumatic Brain Injury, TBI) 등에 의해 저하되기도 한다.
	일상생활수행능력이란 무엇인가?	작업치료에서 일상생활수행능력(Activities of Daily Living, ADL)은 일시적/영구적으로 장애를 갖는 사람들이 일상생활을 독립적으로 영유할 수 있도록 제공하는 재활치료활동의 중요한 척도이다. 다양한 형태의 일상생활을 독립적으로 수행하기 위하여 환자의 신체기능을 평가하고 향상시키는 것은 매우 중요한 요소이다.
	관절의 가동성은 어떻게 증가시킬 수 있는가?	관절의 가동성은 재활치료의 영역이외에도 스포츠의 영역에서도 매우 중요한 요소이다. 관절 가동성의 증가는 스트레칭에 의해 증가되며 스트레칭의 효과는 즉각적이며 지속적인 것으로 보고되고 있다 [2]. 스트레칭에 의한 관절의 가동성 증가는 일상생활과 스포츠의 영역에서 부상위험을 줄여주는 것으로 받아들여지고 있다 [3][4].

참고문헌 (9)

The American Occupational Therapy Association, "Occupational Therapy Practice Framework: Domain and Process", American Journal of Occupational Therapy, Vol. 68, pp. s1-s48, 2014.
L. Harvey, R. Herbert and J. Crosbie, "Does stretching induce lasting increases in joint ROM? A systematic review", Physiotherapy Research International, Vol. 7(1), pp. 1-13, 2002.

상세보기
D. E. Hartig and J. M. Henderson, "Increasing hamstring flexibility decreases lower extremity overuse injuries in millitary basic trainees", American Journal of Sports Medicine, Vol. 27(2), pp.173-6, 1999.

상세보기
J. J. Knapik, B. H. Jones, C. L. Bawman and J. M. Harris, "Strength, flexibility and athletic injuries", Sports Medicine, Vol 14(5), pp. 277-88, 1992.

상세보기
F. G. Shellock and W. E. Prentice, "Warming-up and stretching for improved physical performance and prevention of sports-related injuries", Sports Medicine Vol. 2(4), pp. 267-78, 1985.

상세보기
S. Lee, K. Lee, J. Go, and W. Park, "A Study Median Frequency Analysis of Surface EMG on Gender Differences", J. of KIIECT, Vol 5(1), pp. 20-25, 2012
S. B. Hall, "Basic biomechanics 5th Ed.", pp. 134-6, McGraw-Hill, 2007
N. Place, Y. Blum, S. Armand, N. A. Maffiuletti, D. G. Behm, "Effects of a short proprioceptive neuromuscular facilitation stretching bout on quadriceps neuromuscular function, flexibility, and vertical jump performance", J. of Strength & Conditioning Research, Vol. 27(2), pp. 463-70, 2013

상세보기
R. L. Lieber, "Skeletal muscle dtructure and function: Implications for rehabilitation and sports medicine", pp. 122-124, Williams & WIlkins, 1992

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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