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초록
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본 연구에서는 입원 또는 재활 초기단계에 환자가 이동하지 않고 침대에 누운 상태에서 자전거 운동이 가능한 하지 재활 훈련 시스템을 개발하였으며, 정상 성인을 대상으로 침대에 누운 자세에서 다양한 조건에서의 자전거 운동 시의 하지 근 활성도를 비교 분석하고자 하였다. 피험자는 근 골격계나 신경근육계 병력이 없는 20대~60대 사이의 건강한 성인 남녀 42명을 대상으로 하였으며, 운동 모드, 부하, 속도에 따른 자전거 운동 시 오른쪽 하지의 대퇴직근, 대퇴이두근, 전경골근, 내측 비복근, 가자미근의 근 활성도를 측정하였다. 그 결과, 부하를 1과 5단계로 제공하였을 때보다 10단계로 제공하였을 때 내측 비복근의 근활성이 높아짐을 보였다. 또한, 속도가 증가할수록 내측 비복근을 제외한 모든 근육에서 근활성도가 감소하는 결과를 보였다. 즉, 운동 조건에 따라 크게 활성화되는 근육들이 각기 달랐으며, 이러한 결과는 침상에 누워 재활훈련이 가능한 자전거 시스템 개발을 위한 기초 자료로써 활용될 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This research was to develop the cycling system of lower limbs for rehabilitation during cycle exercise in supine position. Also we analyzed the muscular activity of lower-limbs at various exercise conditions according to exercise mode, load, velocity. 42 healthy subjects(ages 20-60 years) were part...

주제어

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문제 정의

  • 따라서, 본 연구에서는 하지 근 손상 환자나 스스로 운동할 수 없는 중증환자를 위하여 입원 초기 또는 재활 초기단계에 환자가 이동하지 않고 침대에 누운 자세에서 자전거 운동이 가능한 하지 재활 훈련 시스템을 개발하였다. 또한, 시제품 개발에 대한 기초 평가를 위하여 정상 성인을 대상으로 침대에 누운 자세에서 운동 모드, 부하, 속도에 따른 자전거 운동 시 하지 근 활성도를 비교·분석하고자 하였다.
  • 또한, 시제품 개발에 대한 기초 평가를 위하여 정상 성인을 대상으로 침대에 누운 자세에서 운동 모드, 부하, 속도에 따른 자전거 운동 시 하지 근 활성도를 비교·분석하고자 하였다.
  • 본 연구는 정상 성인을 대상으로 침대에 누운 자세에서 운동 모드, 부하, 속도에 따른 자전거 운동 시의 하지 근 활성도를 비교·분석하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 침대형 자전거 시스템을 이용하여 다양한 조건에 따른 하지 근육의 활성도를 측정하였다. Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
침대에서부터 재활을 시작 할 수 있도록 제작된 자전거 운동기기들의 단점은 무엇인가? 특히, 침대 위에 올려놓고 자전거 페달을 돌리는 것과 유사한 형태의 운동을 제공하는 침대용 사이클링 시스템과 침대의 하단부에 자전거 페달을 부착하고 침대에 경사를 주어 기울임 상태에서 사이클링이 가능한 경사침대를 이용한 재활 훈련 시스템이 개발되었으며, 연구가 진행되고 있다[11, 12]. 하지만 이러한 훈련 시스템은 심각한 하지 근 손상 환자나 장시간 누워서 생활해야하는 중증환자들의 경우 침상에서 이동해야 하는 불편함이 있으며, 이동기기 사용 시고정이 잘 되지 않는다는 단점이 있다. 하지 근 손상 환자나 장시간 누워 있는 중증환자의 경우 움직임에 제한이 있기 때문에 지속적인 재활을 하지 않을 경우 근육 사용이 저하되고 관절 모멘트가 감소 하게 되고 결국 하지의 움직임이 점차 퇴화된다. 따라서, 본 연구에서는 하지 근 손상 환자나 스스로 운동할 수 없는 중증환자를 위하여 입원 초기 또는 재활 초기단계에 환자가 이동하지 않고 침대에 누운 자세에서 자전거 운동이 가능한 하지 재활 훈련 시스템을 개발하였다.
유산소 운동으로써 자전거 운동의 장점은 무엇인가? 자전거 운동은 유산소 운동으로써 심폐능력의 향상 효과와 하지 근력 증진 효과, 골다공증 예방 등여러 복합적인 운동 효과를 가지고 있어 많은 사람 들의 운동방법으로 적용되어지고 있으며, 이러한 효과에 대한 다양한 연구가 진행되어져 왔다[3,4,5]. 성락민은 자전거 운동이 폐경기 여성의 건강관련 요인과 삶의 질에 미치는 효과에 대한 연구에서 자전거 운동이 긍정적인 효과를 미치는 것을 입증하였으며[6], 박태영 등은 고정식 상-하지 자전거를 이용한 고강도의 유산소 운동이 성인 편마비 환자의 근육량 증가에 효과적인 치료가 될 수 있음을 입증하였다[7].
심부전 노인 환자에게 자전거 운동은 어떠한 영향을 주는가? 성락민은 자전거 운동이 폐경기 여성의 건강관련 요인과 삶의 질에 미치는 효과에 대한 연구에서 자전거 운동이 긍정적인 효과를 미치는 것을 입증하였으며[6], 박태영 등은 고정식 상-하지 자전거를 이용한 고강도의 유산소 운동이 성인 편마비 환자의 근육량 증가에 효과적인 치료가 될 수 있음을 입증하였다[7]. 또한, Neiko 등은 심부전 노인 환자에서 기기 보조를 통한 자전거 운동이 환자의 운동 능력과 혈관 내피세포의 기능에 긍정적인 효과를 미치는 것을 증명하였다[8]. 이밖에도 단순히 하지 근력 증진 효과만 주었던 자전거 운동기기에서 벗어나 전신운동이나 자세균형 증진과 같은 다양한 효과를 제공하기 위하여 다양한 제품들이 개발되었고, 이에 따른 효과를 입증하기 위한 연구가 진행되고 있다.
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참고문헌 (16)

  1. 통계청, "고령자 통계", 2014. 

  2. 유미, 김재준, 박찬희, 박용군, 권대규, "싸이클형 보조기구가 장착된 하지 운동 시스템 개발", 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집, pp. 1429-1430, 2011. 

  3. W. S. Jang, S. M. Kim, S. H. Kang and N. H. Kim, "A study of relationship between EMG activation of thigh muscle(Rectus Femoris, Vastus Iateralis Muscles) and knee angle during bicycle exercise", Journal of the institute of electronics engineers of Korea, vol. 46, no. 4, pp. 77-83, 2009. 

  4. 임경춘, 김증임, 채영란, "지역거주 노인의 근골격계 기능향상 신체활동에 관한 문헌 고찰연구", 여성건강간호학회지, vol. 20, no. 4, pp. 297-308, 2014. 

  5. Thistle, H. G., Hislop, H. J., Moffroid, M. T. & Lowman, E. W., "Isokinetic contraction; a new concept of resistive exercise", Arch. Phys. Med. Rehabil., no. 48, pp. 279-282, 1967. 

  6. 성락민, "자전거 운동이 폐경기 여성의 건강관련 요인과 삶의 질에 미치는 효과", 한국발육발달학회지, vol. 17, no. 4, pp. 281-286, 2009. 

  7. 박태용, 차용준, "고정식 상-하지 자전거에서의 유산소 운동이 성인 편마비 환자의 체성분에 미치는 영향", 재활복지, vol. 18, no. 3, pp. 323-334, 2014. 

  8. Neiko Ozasa, Takeshi Morimoto, Bingyuan Bao, "Effects of Machine-Assisted Cycling on Exercise Capacity and Endothelial Function in Elderly Patients With Heart Failure", Journal of the Japanese Circulation Society, vol. 76, 2012. 

  9. 김기진, 박상범, 안나영, 장덕찬, 이소정, "안장의 좌우 흔들림형 자전거 에르고미터 운동시 근 활성도, 생리적 변인 및 체표면 온도의 변화", 한국생활환경학회지, vol. 20, no. 7, pp. 868-877, 2013. 

  10. 홍철운, 강형섭, 김기범, "헬스케어용 실내 자전거 운동에 의한 호흡가스 분석", 대한의용생체공학회, vol. 30, pp. 147-152, 2009. 

  11. S. Y. Park, S. Y. Lee, H. C. Kang, and S. M. Kim, "EMG analysis of lower limb muscle activation pattern during pedaling: Experiments and computer simulations", International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, vol. 13, no. 4, pp. 601-608, 2012. 

  12. M. Yu, S. Y. Lee, Y. J. Piao, K. Kim, G. Y. Jeong, J. J. Kim and T. K. Kwon, "Characteristic analysis of lower limbs Muscles in young normal adults on a tilting bed using an unstable platform", Journal of the Korean Society of Precision Engineering, vol. 28, no. 2, pp. 1425-1433, 2011. 

  13. 윤창진, 채원식, 강년주, "에르고미터 운동 시근활성도와 생리학적 피로도 비교 분석", Korean Journal of Sport Biomechanics, vol. 20, no. 3, pp. 303-310, 2010. 

  14. 전재완, 주기찬, "자전거 페달링 방식이 하지근 동원양상과 대사변인에 미치는 영향", 응용과학연구, vol. 5, no. 1, pp. 47-62, 1996. 

  15. Ericson, M., "On the biomechanics of cycling. A study of joint and muscle load during exercise on the bicycle ergometer", Scand. J. Rehail. Med. Suppl., vol. 16, pp. 1-43, 1986. 

  16. 서정우, 최진승, 강동원, 배재혁, 탁계래, "사이클 페달링 시 안장높이에 따른 하지관절 각도와 근육활성화의 상관관계", 한국운동역학회지, vol. 22, no. 3, pp 357-363, 2012. 

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