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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 20대 젊은 성인여성을 대상으로 고강도 운동 후 전신진동이 근피로도 감소와 심박회복율에 미치는 영향을 관찰하여 인체기능 회복에 긍정적인 효과를 규명하고자 한다.
- 본 연구는 일반인을 대상 전신진동이 인체 피로도 해소와 생리학적 기능 안정화에 미치는 영향을 관찰하여 긍정적인 효과를 규명하고자 하였다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 본 연구에서는 20대 젊은 성인여성을 대상으로 고강도 보행운동 후 휴식 시 전신진동이 인체기능 회복에 긍정적인 효과를 규명하고자 근피로도 해소와 심박회복율 변화를 분석하였다.
제안 방법
- , USA)을 이용하여 매 15분마다 측정을 실시하였다. 데이터는 Fig. 1과 같이 운동 전, 운동 직후와 휴식 후 세 구간에 대한 변화율(variation ratio)을 계산하여 실험 완료 후 실험 전에 비해 진동유무에 따른 인체 기능 회복수준을 분석하였다.
- 높은 젖산 생성률로 인한 수소이온의 높은 농도는 다양한 방법으로 피로를 발생시킨다(Fitts, 1994; Sahlin, 1992; Sale, 1987). 따라서 본 연구에서도 휴대용 젖산분석기(accutrend plus, cobas, Ltd., USA)를 이용하여 혈중 젖산 농도를 매 30분마다 측정하여 진동운동에 따른 근피로도 변화를 관찰하였다. 또한 보행운동으로 증가한 심박수가 진동유무에 따른 회복율을 평가하기 위해 무선 심박수 측정시스템(polar H6, POLAR, Ltd.
- 따라서 전신진동 유무에 따른 인체 근피로도와 생리학적 기능 안정화 변화를 평가하기 위해 혈중 젖산농도(lactate level in blood)와 심박회복율(heart rate recovery, HRR)을 측정하였다(Brengelmann, 1983; Sejersted & Sjgaard, 2000).
- , USA)를 이용하여 혈중 젖산 농도를 매 30분마다 측정하여 진동운동에 따른 근피로도 변화를 관찰하였다. 또한 보행운동으로 증가한 심박수가 진동유무에 따른 회복율을 평가하기 위해 무선 심박수 측정시스템(polar H6, POLAR, Ltd., USA)을 이용하여 매 15분마다 측정을 실시하였다. 데이터는 Fig.
- 본 실험에서 보행운동 전, 운동 직후와 휴식 후 3단계 구간에 대한 전신진동 유무별 혈중 젖산 농도와 심박회복율을 측정하였다. 근피로도가 발생하면 젖산 생성으로 인해 근육세포의 전기적 재분극과정인 회복과정이 지연되어 전기적 불응기간이 길어지게 된다.
- 실험 전 피험자들의 신체적 조건을 검사하기 위해 BMI 측정과 진동운동에 대한 부작용에 대한 사전평가를 실시하였다. 피험자들에게 고강도 보행운동에 따른 근피로를 제공하기 위해 트레드밀의 경사각도 8.
- 전신진동이 인체 피로도 감소와 생리학적 기능 회복 효과를 평가하기 위해 혈중 젖산농도와 심박회복율을 측정하였다. 측정된 데이터들의 유의성 검증을 위해 SPSS 13.
- 따라서 전신진동 유무에 따른 인체 근피로도와 생리학적 기능 안정화 변화를 평가하기 위해 혈중 젖산농도(lactate level in blood)와 심박회복율(heart rate recovery, HRR)을 측정하였다(Brengelmann, 1983; Sejersted & Sjgaard, 2000). 측정은 보행운동 전, 운동 직후와 휴식 후로 총 3회 실시하였으며, 4 주간 총 10 회 반복측정을 하였다(Fig. 3). 실내온도에 따른 피험자들의 생리학적 변화에 대한 오류를 최소화하기 위해 실험 기간 동안 20℃의 실내온도와 습도 50 % 수준으로 실험환경을 유지하였다.
- 피험자들에게 고강도 보행운동에 따른 근피로를 제공하기 위해 트레드밀의 경사각도 8.5°, 속도 4 km/h와 30분간의 보행운동을 30분간 실시하였다(Davis, 1985; Mitchell et al., 2005; Wasserman et al., 1986).
- 피험자들은 고강도 보행운동 후 무작위로 전신진동을 제공 받는 훈련 그룹(vibration group, VG)과 진동을 제공 받지 않는 비교 그룹(none vibration group, NVG)으로 나누어 그룹마다 10명씩 구성하였다. 실험 전 모든 피험자들에게 실험의 목적에 대한 설명하였고 피험자가 전신진동에 대한 인체의 거부반응이나 부작용이 없음을 확인한 후 본 실험을 수행하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 피험자 간 인체 근육량과 체지방량에 따른 실험오차를 최소화하기 위해 실험 전 BMI(body mass index)를 측정하여 정상범위 수준을 보유하고 전신진동과 운동 상해 경험이 없는 신체 건강한 20대 여성 피험자 20명을 선출하였다(Table 1).
데이터처리
- 또한 사후검정(post hoc analysis)을 통해 피험자 그룹간의 평균차이를 분석, 유의수준을 p<0.05로 하여 집단 간 통계적 유의성을 검증하였다.
- 전신진동 유무에 따른 피로도 해소와 생리학적 기능 회복효과에 대한 유의성을 검증하기 위해 각 항목에 따른 측정시기별 젖산농도와 심박회복율의 차이를 반복측정 분산 분석(repeated measure ANOVA)을 실시하였다. 또한 사후검정(post hoc analysis)을 통해 피험자 그룹간의 평균차이를 분석, 유의수준을 p<0.
- 전신진동이 인체 피로도 감소와 생리학적 기능 회복 효과를 평가하기 위해 혈중 젖산농도와 심박회복율을 측정하였다. 측정된 데이터들의 유의성 검증을 위해 SPSS 13.0을 사용하여 보행운동 전, 운동 직후, 휴식 후의 젖산농도와 심박회복율에 대한 평균과 표준편차를 계산하였다.
성능/효과
- 경사 보행운동 직후(운동 종료시점) 두 그룹 간 젖산농도 차이는 0.16 ± 0.07 mmol/L로 소폭의 차이를 나타내면서 젖산농도가 크게 증가되었다.
- 고강도 보행운동 후 휴식 시 정적휴식은 소폭의 감소 경향을 나타내 11.42 %의 피로도 회복율을 보이는 반면 전신진동 휴식은 젖산농도가 큰 폭으로 감소되어 84.81%의 피로도 회복율을 보여 더 빠른 피로 감소효과를 보였다. 이는 전신진동이 근육 속 혈중 젖산분해를 촉진시키고, 근육 속 신경계를 지속적으로 자극함에 따라 운동단위 동원 활성화 빈도를 증가시켜 피로도 감소와 근기능 회복율을 높인다.
- 또한 피로도 회복율에서도 유사한 경향을 보이는데, 진동 그룹(VG)은 84.81 ± 9.55%의 회복율을 보이는 반면, 비진동 그룹(NVG)에서는 11.42 ± 3.3%의 소폭의 회복율 차이를 보였다(Fig. 5).
- 36 % 수준의 큰 심박회복율 차이를 보였다. 또한 휴식 종료 후에서도 진동그룹은 비진동그룹에 비해 6.72%의 차이를 보였다. 이러한 심박수 변화는 운동 종료 직후 15분 내에서 가장 큰 차이를 보였다.
- 반면 비진동 그룹(NVG)은 4.35 ± 0.23 mmol/L(운동 종료시점)에서 3.27 ± 0.17 mmol/L로 소폭의 감소 경향을 나타내 약 32.82 %의 피로도 감소율 보여 진동운동 결과와 비교하였을때 약 1/3 수준의 적은 젖산농도 감소률을 나타냈다(Fig. 4).
- 실험 결과, 초기(Before the exercise) 진동그룹(VG)과 비진동 그룹(NVG)에서 심박수의 차이는 2.25 ± 0.75 bp/min으로 약 2.63% 차이로 매우 적은 차이를 보여 유사하게 나타났다.
- 실험 결과, 초기(Before the exercise) 진동그룹(VG)과 비진동 그룹(NVG)에서 젖산농도의 차이는 0.11 ± 0.04 mmol/L로 매우 적은 차이를 보였다.
- 심박회복율 결과는 혈중 젖산농도 결과와 다른 경향을 보이는데 휴식 15분 지점에서 진동그룹은 70.76%의 회복을 나타내 비진동 그룹의 60.03 % 수준보다 10.36 % 수준의 큰 심박회복율 차이를 보였다. 또한 휴식 종료 후에서도 진동그룹은 비진동그룹에 비해 6.
- 심박회복율도 고강도 보행운동에 따라 급격히 증가된 심박율은 정적휴식 시 87.42 % 수준으로 나타났지만 전신진동 휴식의 경우, 94.15 % 심박 안정 회복율을 보여 운동 전 상태와 유사한 수준까지 회복되었다. 이는 전신진동이 심혈관을 자극해 혈액 산소공급율을 증진을 유도하여 산소부채 현상을 빠르게 해소시키고 혈액순환 기능을 증진해 신체의 회복기능을 보조해준다.
- 운동 종료 후 휴식 15분, 진동 그룹(VG)에서는 110.50 ± 3.35 bp/min으로 감소하여 운동 종료시점보다 33.63 % 감소율을 보여 70.76 %의 심박 안정 회복율을 나타났지만 비진동 그룹(NVG)에서는 122.50 ± 5.10 bp/min로 24.49 % 감소율을 보여 60.03 %의 심박 안정 회복율과 전신진동 제공 시 보다 10.36 % 수준의 차이를 보였다.
- 운동 종료 후(휴식 30분), 진동그룹(VG)은 90.50±2.50 bp/min으로 약 94.15% 심박 안정 회복율을 보이는 반면 비 진동그룹(NVG)에서는 98.50±3.92 bp/min로 87.42%의 심박 안정 회복율을 나타내 약 6.72%의 차이를 보였다(Table 3).
- 전신진동은 근기능, 유연성, 자세균형 등 인체기능 증진뿐만 아니라 피로도와 신체기능 회복에도 긍정적인 효과를 보인다고 판단된다. 향후 전신진동은 일반인, 여성, 노약자들의 피로도 해소와 인체기능 회복을 위한 새로운 운동방법으로 기대 가능하다.
- 진동을 제공받는 그룹에서 혈중 젖산 농도 감소율이 더 크게 나타나 약 105.25%의 수준의 근피로도 해소를 보이는 반면 비진동 그룹은 약 32.82 %의 근피로도 해소 경향을 보여 진동유무별 1/3 수준의 차이를 보였다. 젖산은 운동 후 간에서 코리사이클(Cori cycle)과정을 거쳐 포도당으로 전환, 혈액을 통해 심장과 골격근에 기질로 이용된다.
- 또한 30분간 지속된 운동은 체온증가로 인한 피부혈관의 확장과 혈장량 감소로 심박수 증가를 발생시켰다. 하지만 본 연구에서는 전신진동을 이용하여 인체의 근육과 피부 속에 전반적이고 균형적 자극을 제공해 체온조절 기능을 강화시켜 심박회복율을 더 빠르게 감소시켰다.
- 하지만 휴식 30분 후, 진동 유무에 따라 젖산농도 변화가 큰 차이를 보이는데, 진동 그룹(VG)에서는 4.19 ± 0.33 mmol/L(운동 종료시점)에서 2.09±0.11 mmol/L로 큰 감소 경향을 보여 약 105.25%의 피로도 감소 경향을 보였다.
후속연구
- 전신진동은 근기능, 유연성, 자세균형 등 인체기능 증진뿐만 아니라 피로도와 신체기능 회복에도 긍정적인 효과를 보인다고 판단된다. 향후 전신진동은 일반인, 여성, 노약자들의 피로도 해소와 인체기능 회복을 위한 새로운 운동방법으로 기대 가능하다.
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