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문제 정의
- 본 연구는 대상자의 평상시 보행 패턴을 고려하지 못하였고, 비만군의 비만이 나타난 시기를 파악하지 못하였으며, 또한 측정 장비의 특성상 한쪽 발에만 SmartStep을 착용하여 양발 지지기를 비롯한 우세 하지와 비우세 하지를 비교하지 못하였다. 그러함에도 불구하고 본 연구는 비만에 따른 보행패턴, 균형지수, 근활성도를 정량적으로 비교 분석함으로써 비만인의 보행과 관련된 기초자료를 제시하고 비만으로 인해 나타날 수 있는 근골격계 질환을 예방하기 위한 임상근거자료를 제시하는데 그 의의가 있다.
- 따라서 본 연구에서는 비만에 따라 보행패턴과 균형지수 및 하지 근육의 활성도를 분석해 봄으로써 향후 비만인의 보행과 관련된 근거자료를 제시하고 비만으로 인해 나타날 수 있는 근골격계 질환을 예방하기 위한 임상자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- , KOREA)를 사용하였다. 10m의 직선거리를 자연스럽게 평소 걷는 보행처럼 걷게 하여 근전도 신호를 수집하였고, 주파수 범위는 20-500㎐ 사이, 공통성분 제거율은 110㏈로 설정 하였다. 근복에 부착 되어있는 표면전극을 통해 ME 6000 PB Measurement Unit에 전기 신호를 획득하고 획득한 아날로그 근전도 신호는 변환기에 의해 1초에 1024개의 디지털 신호로 변환되어 기록된다.
- 20초간 1회 측정하였으며, 발판의 흔들림은 12∼2단계까지 자동변환 모드로 하였다.
- 균형 지수를 측정하기 위하여 균형측정 장비(Biodex Balance System SD, Biodex Inc, U.S.A)를 사용하였고, 발판은 소프트웨어(Biodex 950-302, Biodex Inc., U.S.A)로 연결되어 있어 균형지수를 객관적으로 측정하여 전송된다. 전송된 데이터는 전체균형지수(Overall Balance Index, OBI), 전·후 균형지수 (Anteroposterior Balance Index, ABI), 좌·우 균형지수(Mediolateral Balance Index, MBI) 등으로 나타난다[15].
- 이에 본 연구에서도 위와 같이 선행연구를 토대로 대조군과 비만군을 구별하였다. 또한 비만판정 지표에 의한 체지방량이 정상에 해당하더라도 체지방이 신체 중심부에 과도하게 축적되는 복부비만의 경우 비만 관련 질병 및 합병증 발생 위험이 증가한다고 보고되고 있어[17] 체지방률뿐만 아닌 체지방의 분포양상을 간편하게 측정할 수 있는 복부지방율도[18] 함께 분석하여 집단 선정에 고려하였다.
- 보행패턴 분석 전 우세 발을 선정하기 위해 무의식 상태에서 보행을 시켜본 후 우세 발을 선정하였으며 보행을 하기 전에 우세측 신발 안에 SmartStep 깔창을 넣고 공기를 주입해 적정 압력을 유지하여 발목에 휴대용 제어장치를 연결하고 SmartStep 깔창과 연결한 후 10m의 직선 보행로를 따라 평소에 걷는 보행과 동일하게 편하고 자연스럽게 걷게 하였으며, 시선은 전방을 향하도록 하였다. 발과 발판 사이의 깔창으로 수직 반발력을 감지하여 체중부하량(전체, 앞쪽, 뒤쪽), 입각기와 유각기 비율, 보행속도, 분속수를 측정할 수 있다[14].
- 본 연구는 건강한 여대생 40명(대조군 20명/ 비만군 20명)을 대상으로 비만에 따른 보행과 균형지수, 근활성도를 알아보기 위해 보행 분석 측정 장비인 SmartStep, 균형장비, 근전도 장비를 이용하여 정량적인 분석을 하였다. 연구 결과를 종합해 볼 때, 보행시 체중부하량(전체, 앞쪽, 뒤쪽) 및 근활성도(앞정강근), 균형지수(전체 균형지수, 전·후 균형지수, 좌·우 균형지수)가 통계적으로 유의한 차이가 있었다.
- 본 연구에서는 비만도에 따라 보행에 영향을 미치는 인자들에 대한 선행 연구들을 토대로 신체조성 측정 장비인 Inbody를 사용하여 대조군과 비만군 각각 20명씩 선정한 후 보행분석 장비, 근 활성도 측정 장비, 균형 평가 장비를 사용하여 대조군과 비만군을 비교하였다.
- A)를 사용하였다. 실험자는 가벼운 복장으로 시계 등을 제거한 후 맨발로 발 전극을 밟고 전극 손잡이를 잡고 말을 하거나 움직이지 않은 상태로 체지방률(%), 복부지방률을 측정하였다
- 0% 는 대조군으로, 체지방률 28% 이상은 비만 군으로 구분하였다. 이에 본 연구에서도 위와 같이 선행연구를 토대로 대조군과 비만군을 구별하였다. 또한 비만판정 지표에 의한 체지방량이 정상에 해당하더라도 체지방이 신체 중심부에 과도하게 축적되는 복부비만의 경우 비만 관련 질병 및 합병증 발생 위험이 증가한다고 보고되고 있어[17] 체지방률뿐만 아닌 체지방의 분포양상을 간편하게 측정할 수 있는 복부지방율도[18] 함께 분석하여 집단 선정에 고려하였다.
- 대상자가 화면 중심점에 맞추어 움직이면 그 중심점은 기록이 된다. 처음 측정한 발의 좌표 수치에서 벗어나지 않게 유지한 상태에서 20초간 중심점 이동을 이용하여 균형을 평가하였다. 결과 값은 0에서 9까지 숫자로 나타나며, 0은 안정된 상태이고, 9는 매우 불안정한 상태임을 의미한다[15].
- 본 연구에서는 실험의 목적과 방법의 설명을 듣고 실험에 참여하기로 서면 동의한 건강한 여대생 40명을 대상을 선정하였다. 체지방율 18.0～28%와 복부지방율 0.8%이하인 경우를 대조군으로, 체지방율 28%이상 및 복부지방율 0.8%초과인 경우 비만군으로 분류하였다. 대상자들의 특성은 다음과 같다[표 1].
- 3a 프로그램에 대상자의 연령, 신장, 체중을 입력하여 프로토콜을 설정하였다. 측정 다리는 대상자의 우세발로 하였고, 측정 전 기술적 오류로 측정결과에 영향을 미치지 않도록 측정 부위를 알코올을 적신 솜을 이용해 깨끗이 소독한 후 체모를 제거 하였다. 표면전극 부착 위치는 가장 발달된 부위인 근육의 근복에 부착하였다.
- 20초간 1회 측정하였으며, 발판의 흔들림은 12∼2단계까지 자동변환 모드로 하였다. 측정 시 대상자가 발판의 흔들림에 적응하지 못하여 균형을 잃었을 경우 재 측정하였다.
대상 데이터
- 표면전극 부착 위치는 가장 발달된 부위인 근육의 근복에 부착하였다. 각 전극 사이 거리는 2cm를 유지하며 전극은 근섬유 진행방향과 평행하도록 하였고, 표면전극Ag-AgCl (electrode, Bioprotech Inc., KOREA)를 사용하였다. 10m의 직선거리를 자연스럽게 평소 걷는 보행처럼 걷게 하여 근전도 신호를 수집하였고, 주파수 범위는 20-500㎐ 사이, 공통성분 제거율은 110㏈로 설정 하였다.
- 본 연구에서는 실험의 목적과 방법의 설명을 듣고 실험에 참여하기로 서면 동의한 건강한 여대생 40명을 대상을 선정하였다. 체지방율 18.
데이터처리
- 근 활성도 측정을 위해 무선 표면 근전도 ME 6000(Mega Electronic 6000, Mega, U.S.A)을 사용하였으며, 측정된 데이터는 MegaWin version 2.3a을 통해 분석하였다. 측정 전 MegaWin version 2.
- 수집된 자료는 SPSS 18.0 프로그램을 사용하여 분석하였으며, 정규성 검정을 하기 위해서 Shapiro-Wilk 검정을 사용하였다. 집단에 따른 균형지수, 보행패턴, 근활성도의 차이를 알아보기 위해 independent t-test를 사용하였으며, 모든 통계학적 유의수준 α = .
- 집단에 따른 균형지수, 보행패턴, 근활성도의 차이를 알아보기 위해 independent t-test를 사용하였으며, 모든 통계학적 유의수준 α = .05로 하였다.
이론/모형
- 근복에 부착 되어있는 표면전극을 통해 ME 6000 PB Measurement Unit에 전기 신호를 획득하고 획득한 아날로그 근전도 신호는 변환기에 의해 1초에 1024개의 디지털 신호로 변환되어 기록된다. 기록된 근전도 신호는 RMS(root mean square)기법을 통해 산출하여 근 활성도를 평가하였다.
- 보행 패턴 측정을 위해 보행분석시스템(SmartStep Ver. 2.23, Andante medical devices Inc., Israel)을 사용하였다. SmartStep은 휴대 가능한 측정 기구로 보행기능 평가와 훈련을 동시에 제공할 수 있는 장비이다[13].
- 비만도 측정은 임피던스법(Bioelectrical Impedance Analysis)을 이용한 신체조성 장비(InBody 720, Biospace, U.S.A)를 사용하였다. 실험자는 가벼운 복장으로 시계 등을 제거한 후 맨발로 발 전극을 밟고 전극 손잡이를 잡고 말을 하거나 움직이지 않은 상태로 체지방률(%), 복부지방률을 측정하였다
성능/효과
- 본 연구 결과를 종합하여 보면, 비만일수록 신체 구조적인 변화로 인해 신체 불균형이 나타나게 됨을 알 수 있었다. 또한 증가한 체중으로 인해 발목에서 보다 높은 압력과 하중이 가해지게 되며, 이를 극복하기 위해 정상체중에 비해 발목 움직임에 관여하는 근육이 더 높은 활성도를 보이는 것으로 판단된다.
- 발 뒤쪽 체중 부하량에서는 대조군 42.63±7.77 kg에 비해 비만군은 48.44±8.99 kg으로 그룹 간에 유의한 차이가 있었으며(p<.05), 발 앞쪽 체중 부하량에서도 대조군은 45.58±6.95 kg였고 비만군은 63.13±7.85 kg으로 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<.01).
- 발 전체 체중 부하량에서는 대조군 54.55±8.73 kg에 비해 비만군은 72.02±,10.68 kg으로 그룹 간에 유의한 차이가 있었다(p<.01).
- 보행속도는 대조군은 1.10±0.14이었고, 비만군은 1.14±0.11으로 통계적으로 유의한 차이가 없었으며(p>.05), 분속 수에서는 대조군은 113.73±14.51이었고, 비만군은 111.06±11.61으로 그룹 간에 유의한 차이가 없었다(p>.05)[표 2].
- 본 연구 결과를 종합하여 보면, 비만일수록 신체 구조적인 변화로 인해 신체 불균형이 나타나게 됨을 알 수 있었다. 또한 증가한 체중으로 인해 발목에서 보다 높은 압력과 하중이 가해지게 되며, 이를 극복하기 위해 정상체중에 비해 발목 움직임에 관여하는 근육이 더 높은 활성도를 보이는 것으로 판단된다.
- 김태완과 김지태[24]는 비만인의 경우 발의 뒤꿈치가 땅에 닿을 때 발목이 발등 쪽으로 더 굽혀지는 현상이 나타난다고 보고하였고, 박윤진 등[10]은 평지보행과 계단 보행시 비만집단이 정상집단에 비해 앞정강근의 활성도가 통계적으로 유의한 차이가 있다고 보고하였다. 본 연구 결과에서도 보행 시 넙다리두갈래근, 넙다리곧은근은 대조군과 비만군 간에 유의한 차이가 없었다. 반면, 발목의 움직임에 관여하는 장딴지근은 통계적으로 유의한 차이는 없었으나, 수치상의 차이가 나타났으며, 앞정강근의 근 활성도는 대조군은 0.
- DeVita와 Hortobagyi[23]은 비만인은 신체 하중으로 인해 보행속도가 느려지고, 보폭이 더 짧아진다고 주장하였다. 본 연구에도 대조군에 비해 비만군에서 보행주기는 더 느렸으며, 분속수도 더 적었으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 박성현과 김정태[21]의 연구에서도 정상집단에 비해 과체중집단에서 보행속도는 느려지고 분속수의 감소가 나타났다고 보고하여 본 연구결과와 일치하였다.
- 본 연구에서는 보행 시 대조군의 입각기는 57.99± 2.15%에 비해 비만군은 58.50± 1.73% 로 유의한 차이가 없었고, 유각기 역시 대조군은 42.00±2.15% 에 비해 비만군 41.49±1.73% 로 유의한 차이가 없었으나 수치상의 차이가 나타나 선행연구와 부분적으로 일치하였다.
- 연구 결과를 종합해 볼 때, 보행시 체중부하량(전체, 앞쪽, 뒤쪽) 및 근활성도(앞정강근), 균형지수(전체 균형지수, 전·후 균형지수, 좌·우 균형지수)가 통계적으로 유의한 차이가 있었다.
- 연구결과 보행시 발전체, 앞쪽, 뒤쪽 체중 부하량이 각각 대조군에 비해 비만군에서 통계적으로 유의하게 높았다. 노윤희 등[19]은 여중생을 대상으로 한 연구에서 체지방율이 증가함에 따라 보행시 지면에 가해지는 평균압력이 통계적으로 유의하게 높았다고 보고하여 본 연구결과와 일치하였다.
- 정상체중에 비해 체중이 증가한 비만인의 경우 그 압력과 하중을 이겨내고, 체중증가로 인한 신체 불균형을 상태에서 자기보상작용(발목관절 움직임 증가)을 통해 보행함으로써, 발목 움직임에 관여하는 근육의 활성도가 더 높아짐을 알 수 있었다. 따라서 비만인의 하지 근골격계 질환 예방을 위해서는 하지 근육의 근력강화 및 지속적인 균형훈련과 더불어 정상적인 보행 훈련이 필요하리라 생각된다.
후속연구
- 앞으로의 연구에서는 본 연구보다 다양한 인구사회학적 집단을 대상으로 한 연구 및 대상자의 비만도에 따른 집단비교 뿐만 아니라 더 많은 대상자를 확보하여 비만과 보행, 균형 및 근 활성도의 관련성을 확인할 수 있는 상관관계 연구도 필요할 것으로 생각된다. 또한 대상자의 비만도에 따라 보행과 균형 및 근 활성도를 지속적으로 관찰하고 분석할 수 있는 추적조사가 이루어져야 할 것이다.
- 본 연구는 대상자의 평상시 보행 패턴을 고려하지 못하였고, 비만군의 비만이 나타난 시기를 파악하지 못하였으며, 또한 측정 장비의 특성상 한쪽 발에만 SmartStep을 착용하여 양발 지지기를 비롯한 우세 하지와 비우세 하지를 비교하지 못하였다. 그러함에도 불구하고 본 연구는 비만에 따른 보행패턴, 균형지수, 근활성도를 정량적으로 비교 분석함으로써 비만인의 보행과 관련된 기초자료를 제시하고 비만으로 인해 나타날 수 있는 근골격계 질환을 예방하기 위한 임상근거자료를 제시하는데 그 의의가 있다.
- 앞으로의 연구에서는 본 연구보다 다양한 인구사회학적 집단을 대상으로 한 연구 및 대상자의 비만도에 따른 집단비교 뿐만 아니라 더 많은 대상자를 확보하여 비만과 보행, 균형 및 근 활성도의 관련성을 확인할 수 있는 상관관계 연구도 필요할 것으로 생각된다. 또한 대상자의 비만도에 따라 보행과 균형 및 근 활성도를 지속적으로 관찰하고 분석할 수 있는 추적조사가 이루어져야 할 것이다.
- 73% 로 유의한 차이가 없었으나 수치상의 차이가 나타나 선행연구와 부분적으로 일치하였다. 이러한 결과는 중량이 증가하면서 보행주기 및 속도가 감소하고 따라서 한쪽 하지에 걸리는 부하가 증가하기 때문에[22] 체중을 지탱해야 하는 한발 지지기 전체가 감소하고 양발지지기가 증가하여 비만군에서 대조군보다 입각기가 더 높은 것으로 생각되나, 본 연구에서 사용한 장비에서는 한쪽 하지의 보행패턴만 확인이 가능하고 양발 지지기를 확인할 수 없어 향후에는 입각기, 유각기뿐만 아니라 양발지지기도 분석한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 향후 연구에서는 표본을 늘려 더 많은 대상자를 선정한 연구나 다양한 집단을 대상으로 연구를 함으로써 연령대나 성별을 고려한 비교연구 및 대상자의 비만 형태를 고려한 연구가 필요하리라 사료된다.
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