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문제 정의
- 본 연구는 어깨돌림근띠 복원술 후 6주가 지난 환자를 대상으로 4주 간 일반적 운동치료 중재와 쥐기를 활용한 운동치료 중재를 적용하여 어깨주변근육의 활성도와 근두께에 미치는 영향을 알아보았으며, 결과를 토대로 다음과 같이 논의해 보고자 한다. McCully 등 24은 가시위근의 기능이 떨어진 상태를 재연하기 위해 15명의 남녀대상자로 가시위신경을 신경마취 시키기전과 후를 비교하였는데, 가시위신경 마취로 인한 가시위근의 약화 시 어깨세모근들의 근활성도 증가를 확인하였다.
- 본 연구는 이러한 쥐기의 특성을 사용하여 어깨운동을 중재한 후 어깨주변근육의 활성도와 근두께에 미치는 영향을 알아봄으로써 향 후 어깨 돌림근띠 복원술 환자의 조기 일상생활 복귀를 위한 효율적인 운동방법을 제시하고자 한다.
- McCully 등 24은 가시위근의 기능이 떨어진 상태를 재연하기 위해 15명의 남녀대상자로 가시위신경을 신경마취 시키기전과 후를 비교하였는데, 가시위신경 마취로 인한 가시위근의 약화 시 어깨세모근들의 근활성도 증가를 확인하였다. 어깨충돌증후군 환자나 어깨 돌림근띠 손상환자의 운동치료는 이러한 대상성 움직임을 줄이고 가동화 단계에서 나타나는 불균형을 정상적으로 되돌리는데 목적이 있다. 25 또한 Worsley 등15은 정상군 16명과 어깨충돌증후군을 가진 환자 16명을 대상으로 10주 동안 운동조절 재훈련을 시켜 표면근전도와 Vicon 3차원 동작 분석기를 사용하여 관절기능과 어깨 주변근육의 활성도 및 생역학적 분석을 한 실험에서 어깨뼈의 운동학적 측면과 연관된 어깨근육들이 변화되는 것을 확인하였다.
제안 방법
- %RVC 측정은 우선 특정 동작을 기준으로 정규화(Normalizing)하기 위해 기준동작 시 RMS값과 특정 동작 시 RMS를 측정하였다. 기준 동작 시 Root Mean Square (RMS)는 악력계를 자연스럽게 쥐고, 어깨 관절 90° 팔꿉관절 폄 상태에서 5초 동안 유지할 때 앞어깨세모근, 뒤 어깨세모근, 가시위근, 가시아래근 그리고 위등세모근의 근전도신호를 수집하여, 앞 1초구간과뒤 1초구간을 제거하고 3초구간의 RMS 값을 구하였고, 이를 3회 반복 측정하여 평균값을 측정하였다.
- 신장운동은 각 동작 간 1회씩 3set로 실시하였고, 근력운동은 1set 당 6회씩 3set 를 1주일에 4회 실시하였다. 그리고 운동 간 피로를 방지하기 위해 휴식시간은 set 당 1-2분의 휴식을 갖게 하였으며, 운동 후에 통증을 조절하기 위해 Icing 15분, TENS 15분을 적용하였다.
- 신장운동은 각 동작 간 1회씩 3set로 실시하였고, 근력운동은 1set 당 6회씩 3set 를 1주일에 4회 실시하였다. 그리고 운동 간 피로를 방지하기 위해 휴식시간은 set 당 1-2분의 휴식을 갖게 하였으며, 운동 후에 통증을 조절하기 위해 Icing 15분, TENS 15분을 적용하였다.
- 근육의 구조변화를 측정하기 위해 범용 초음파 영상 촬영장치(Acuson X300PE, Siemens Co., Germany)를 사용하여 가시위근과 가시아래근의 두께를 측정하였다. 사용된 변환기는 VF1 선형변환기(Liniear transducer)로 장치의 주파수 변조 범위는 3-5 MHz이고 gain 범위는 20-80이다.
- 근전도 신호의 피부저항을 최소화하기 위해 대상자들의 피부에서 털을 제거하고 가는 사포를 이용하여 각질을 제거한 뒤 알코올 솜으로 문질러 피부를 청결히 한 후, Ag/Agcl 표면 전극을 사용하여 앞어깨세모근은 어깨봉우리에서 손가락 2-3개 정도 아래 근복 위 근섬유 방향으로 부착하였고, 뒤어깨세모근은 어깨봉우리에서 후부쪽으로 손가락 2-3개 정도 뒤에 부착하였다. 가시위근은 어깨뼈 가시돌기의 외측 원위부를 촉지하여 어깨뼈 가시위돌기에 부착하였으며, 가시아래근은 어깨뼈 가시돌기를 촉지하고 이와 평행하게 외측연으로부터 4 cm 정도 가시아래돌기에 부착하되 어깨세모근 후부섬유를 피해서 부착하였다.
- 대상자들의 쥐기 운동중량을 결정하기 위해 악력계를 사용하여 파악력 1RM (Repeated maximum)을 측정한 후, 측정값을 토대로 훈련 중량은 1RM의 30%로 설정하였다. 일반적 운동치료 중재에서 근력 강화의 동작 전에 악력계를 사용하여 쥐기를 1RM의 30% 중량으로 쥔 후 일반적 운동치료의 운동 과정을 수행하였고, 19 운동을 시행하는 동안 악력계의 수치를 지속적으로 확인하여 시각적 feedback을 활용한 운동을 실시하였으며, 20 신장운동은 각 동작 간 1회씩 3set 로 실시하였고, 근력운동은 1set 당 6회씩 3set 를 1주일에 4회 실시하였다.
- 특정 동작 시 RMS는 기준 동작과 동일한 자세에서 악력계를 최대의 힘으로 5초 동안 쥐게 하여 앞어깨세모근, 뒤어깨세모근, 가시위근, 가시 아래근 그리고 위등세모근의 근전도 신호를 수집하였으며, 앞 1초 구간과 뒤 1초 구간을 제거 하고 3초 구간의 RMS값을 구하였고 이를 같은 방법으로 3회 반복 측정하여 평균값을 측정하였다. 매 측정마다 충분한 휴식을 취한 후 측정하였으며, 동작 시간의 균일화를 위해 동작시 메트로놈을 켜놓고 사전에 충분한 연습을 통해 시간내에 동작을 실시하도록 하였다. 이렇게 수집된 근전도 신호들은 특정동작시 RMS 평균값을 기준동작 시 RMS 평균값으로 나눠 백분율 하여 % RVC값을 구하였으며, 근전도 신호 분석은 Acqknowledge 3.
- 본 연구는 어깨 돌림근띠 복원술을 받고 6주가 지난 남성 환자들을 대상으로 일반적 운동치료 프로그램을 중재한 집단을 실험군Ⅰ로, 쥐기를 활용한 운동치료 프로그램을 중재한 집단을 실험군 Ⅱ로 설정한 후, 4주간, 주 4회, 1일 1회, 1회 40분간 중재하여, 중재 전 표면근전도로 %RVC를 측정하였고, 초음파로 근두께를 측정하였고 4주 중재후 다시 %RVC와 근두께를 재측정하여 집단 내 전후 비교와 집단 간 분석을 실시하였다.
- 일반적 운동치료는 미국 스포츠의학 협회에서 제시한 객관화된 지침을 사용하였으며, 1단계 강화운동후 실시하는 2단계 강화운동단계로 주로 치료사나 보조 기구를 이용한 능동보조운동을 실시하였고, 저항성 견갑골 강화 운동과 어깨 돌림근띠와 어깨세모근에 대한 운동을 주로 시행하였으며, 수행 되는 모든 운동은 통증이 없는 범위에서 실시하였다(Table 1). 신장운동은 각 동작 간 1회씩 3set로 실시하였고, 근력운동은 1set 당 6회씩 3set 를 1주일에 4회 실시하였다. 그리고 운동 간 피로를 방지하기 위해 휴식시간은 set 당 1-2분의 휴식을 갖게 하였으며, 운동 후에 통증을 조절하기 위해 Icing 15분, TENS 15분을 적용하였다.
- 어깨 주변 근육의 근활성도를 측정하기 위해 표면근전도 MP 150 system (Biopac, USA) 5채널을 사용하였으며, 근전도 신호 수집을 위한 표본 추출율(sampling rate)은 1,000으로 하였고, 주파수 대역 필터는 20-450 Hz로 하였다. 앞어깨세모근, 뒤어깨세모근, 가시위근, 가시아래근 그리고 위등세모근의 근전도 신호를 수집하기 위한 전극 부착 방법 및 부위는 다음과 같다.
- 대상자들의 쥐기 운동중량을 결정하기 위해 악력계를 사용하여 파악력 1RM (Repeated maximum)을 측정한 후, 측정값을 토대로 훈련 중량은 1RM의 30%로 설정하였다. 일반적 운동치료 중재에서 근력 강화의 동작 전에 악력계를 사용하여 쥐기를 1RM의 30% 중량으로 쥔 후 일반적 운동치료의 운동 과정을 수행하였고, 19 운동을 시행하는 동안 악력계의 수치를 지속적으로 확인하여 시각적 feedback을 활용한 운동을 실시하였으며, 20 신장운동은 각 동작 간 1회씩 3set 로 실시하였고, 근력운동은 1set 당 6회씩 3set 를 1주일에 4회 실시하였다. 그리고 운동간 피로를 방지하기위해휴식시간은 set 당 1-2분의 휴식을 갖게 하였으며, 운동 후에 통증을 조절하기 위해 Icing 15분, TENS 15분을 적용하였다.
- 일반적 운동치료는 미국 스포츠의학 협회에서 제시한 객관화된 지침을 사용하였으며, 1단계 강화운동후 실시하는 2단계 강화운동단계로 주로 치료사나 보조 기구를 이용한 능동보조운동을 실시하였고, 저항성 견갑골 강화 운동과 어깨 돌림근띠와 어깨세모근에 대한 운동을 주로 시행하였으며, 수행 되는 모든 운동은 통증이 없는 범위에서 실시하였다(Table 1). 신장운동은 각 동작 간 1회씩 3set로 실시하였고, 근력운동은 1set 당 6회씩 3set 를 1주일에 4회 실시하였다.
- 5 cm)는고정시켜모든검사에동일하게 적용하였다. 측정 자세는 팔걸이 의자에 편하게 앉아 팔걸이에 팔을 올려놓아 아래팔 부위를 고정하여 상지를 이완시킨 후 측정하였다. 가시위근을 검사하기 위해 견갑가시에서 상부 2.
- 기준 동작 시 Root Mean Square (RMS)는 악력계를 자연스럽게 쥐고, 어깨 관절 90° 팔꿉관절 폄 상태에서 5초 동안 유지할 때 앞어깨세모근, 뒤 어깨세모근, 가시위근, 가시아래근 그리고 위등세모근의 근전도신호를 수집하여, 앞 1초구간과뒤 1초구간을 제거하고 3초구간의 RMS 값을 구하였고, 이를 3회 반복 측정하여 평균값을 측정하였다. 특정 동작 시 RMS는 기준 동작과 동일한 자세에서 악력계를 최대의 힘으로 5초 동안 쥐게 하여 앞어깨세모근, 뒤어깨세모근, 가시위근, 가시 아래근 그리고 위등세모근의 근전도 신호를 수집하였으며, 앞 1초 구간과 뒤 1초 구간을 제거 하고 3초 구간의 RMS값을 구하였고 이를 같은 방법으로 3회 반복 측정하여 평균값을 측정하였다. 매 측정마다 충분한 휴식을 취한 후 측정하였으며, 동작 시간의 균일화를 위해 동작시 메트로놈을 켜놓고 사전에 충분한 연습을 통해 시간내에 동작을 실시하도록 하였다.
대상 데이터
- 본연구는 2014년 10월부터 2015년 5월까지 8개월간, 전라남도에 소재한 의료기관에서 오른쪽 어깨 돌림근띠 복원술을 일체(En-masse) 교량형 봉합술로 받은 40-55세 연령범위의 남성 환자들로, 연구 대상자 선정 기준은 어깨 돌림근띠 부분파열(3 cm 미만)을 진단 받고 어깨 돌림근띠 복원 수술을 받은 지 6주가 지난 환자로, 본 연구에 영향을 미칠 수 있는 다른 근골격계 또는 신경계질환이 없는 자로 선정하였으며, 병원 인근에 거주하여 퇴원 후에도 외래로 꾸준히 중재를 받을 수 있는 자, 본 연구를 충분히 이해하고 동의한 30명을 표본 추출하여 실험군Ⅰ과 실험군Ⅱ에 각각 15명씩 무작위로 배치하였다.
- , Germany)를 사용하여 가시위근과 가시아래근의 두께를 측정하였다. 사용된 변환기는 VF1 선형변환기(Liniear transducer)로 장치의 주파수 변조 범위는 3-5 MHz이고 gain 범위는 20-80이다. gain (G50)과 focus (4.
데이터처리
- 기준 동작 시 Root Mean Square (RMS)는 악력계를 자연스럽게 쥐고, 어깨 관절 90° 팔꿉관절 폄 상태에서 5초 동안 유지할 때 앞어깨세모근, 뒤 어깨세모근, 가시위근, 가시아래근 그리고 위등세모근의 근전도신호를 수집하여, 앞 1초구간과뒤 1초구간을 제거하고 3초구간의 RMS 값을 구하였고, 이를 3회 반복 측정하여 평균값을 측정하였다.
- 어깨주위 근활성도와 근두께의 집단 내 변화비교는 대응표본 t-검정(Paired t-test)을 사용하였으며, 사전 검사값을 통제하기 위해 공변량을 사전검사로 설정 후 집단 간 사후 검사값으로 공분산분석(ANCOVA)을 시행하였고, 유의 수준은 α= 0.05로 설정하였다.
- 매 측정마다 충분한 휴식을 취한 후 측정하였으며, 동작 시간의 균일화를 위해 동작시 메트로놈을 켜놓고 사전에 충분한 연습을 통해 시간내에 동작을 실시하도록 하였다. 이렇게 수집된 근전도 신호들은 특정동작시 RMS 평균값을 기준동작 시 RMS 평균값으로 나눠 백분율 하여 % RVC값을 구하였으며, 근전도 신호 분석은 Acqknowledge 3.8.1 software program (Biopac, USA)를 사용하였다.
- 자료분석 방법은 Window용 SPSS 18.0을 이용하여 연구대상자의 일반적 특성을 Shapiro-wilk로 정규성 검정하였다. 어깨주위 근활성도와 근두께의 집단 내 변화비교는 대응표본 t-검정(Paired t-test)을 사용하였으며, 사전 검사값을 통제하기 위해 공변량을 사전검사로 설정 후 집단 간 사후 검사값으로 공분산분석(ANCOVA)을 시행하였고, 유의 수준은 α= 0.
성능/효과
- 또한 Sporrong 등32에 따르면 정적인 쥐기를 통해 세모근의 최대 근활성도가 4-14% 정도 줄어든다고 하였으며, Hodder 와 Keir33의 연구에서도 앞어깨세모근의 경우 쥐기를 여러 차례 반복하면 활성도가 떨어진다는 것을 발견하였다. 본 연구 결과에서도 실험군 집단 간 %RVC의 변화 비교에서 실험군Ⅱ의 뒤어깨세모근만이 통계학적으로 유의한 차이를 보였으며, 쥐기를 활용한 운동치료 그룹에서 뒤어깨세모근의 근활성도의 감소가 더 많이 나타나 선행연구들을 지지하였다. 이는 쥐기를 활용한 운동치료가 어깨세모근의 대상성 움직임을 억제하는데 좀더 효과적이었다는 것을 나타내는 결과라고 할 수 있을 것이다.
- 본 연구를 통해서 일반적 운동치료 중재와 쥐기를 활용한 운동치료 중재는 어깨돌림근띠 복원술 환자들의 어깨주변 근활성도 및 근 두께에 영향을 준다는 것을 알 수 있었다. 특히 쥐기를 활용한 운동치료 중재는 가시위근과 가시아래근 같은 어깨 안정화 근육들과 수술 후 재활기간에 나타나는 어깨세모근의 증가된 근활성도를 진정시켜 긍정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.
- 그리고 Roy 등 26의 연구에서도 33명의 어깨끼임 증후군 환자들에게 뻗기 동작을 훈련시킨 결과 어깨에 적용한 운동 중재가 어깨의 끼임 증후군을 완화 시켰다고 하였고, 이는 운동 중재가 어깨의 근육동원 패턴을 변화 시켰기 때문이라고 하였다. 본 연구에서도 실험군 집단 내 %RVC의 변화 비교에서는 실험군 I의 경우 뒤어깨세모근은 중재 후 증가하였고 가시아래근은 %RVC가 감소하여 유의한 차이를 나타냈으며, 실험군II의 경우 앞어깨세모근, 뒤어깨세모근 그리고 가시아래근 모두 %RVC가 감소하여 수술 후 정상적인 어깨움직임을 방해하는 대상성 움직임이 쥐기를 활용한 운동을 통해서 어느 정도 억제된 것으로 나타났다. 그러나 실험군 I의 뒤어깨세모근의 증가는 중재 후 여전히 남아있는 어깨세모근의 대상성흥분을 반영하는 것이라할 수 있다.
- 실험군 II의 집단 내 %RVC 변화비교에서는 앞어깨세모근, 뒤어깨세 모근 그리고 가시아래근에서 유의한 차이가 있었으며(p < 0.05, p < 0.01, p < 0.001), 근두께에서는 가시위근과 가시아래근 모두에서 유의한 차이가 있었다(p < 0.001) (Table 4).
- 실험군 I의 집단 내 %RVC 변화비교에서는 뒤어깨세모근과 가시아래근에서 유의한 차이가 있었으며(p < 0.001), 근두께에서는 가시위근과 가시아래근 모두에서 유의한 차이가 있었다(p < 0.001) (Table 3).
- 실험집단 간 키, 나이, 몸무게, 그리고 앞어깨세모근, 뒤어깨세모근, 가시위근, 가시아래근, 위등세모근 등에서 정규성을 나타내었다(Table 2).
- 집단 간 %RVC의 변화비교에서는 뒤어깨세모근에서만 유의한 차이가 있었고(p < 0.001), 근두께에서는 유의한 차이가 없었다(Table 5).
- 본 연구를 통해서 일반적 운동치료 중재와 쥐기를 활용한 운동치료 중재는 어깨돌림근띠 복원술 환자들의 어깨주변 근활성도 및 근 두께에 영향을 준다는 것을 알 수 있었다. 특히 쥐기를 활용한 운동치료 중재는 가시위근과 가시아래근 같은 어깨 안정화 근육들과 수술 후 재활기간에 나타나는 어깨세모근의 증가된 근활성도를 진정시켜 긍정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 제한점으로는 단일 의료기관에서 실험을 진행했다는 것과 환자들의 약물과 일상생활을 통제하지 못하여 결과에 따른 변수가 발생될 수 있다는 점이며, 근활성도 측정 동작이 직접적인 어깨 움직임이 아닌 최대쥐기를 통한 간접적인 측정방법이라는 점과 중재기간이 짧고 남자환자들 만을 대상으로 하여 일반화하기에는 어려움이 따른다.
후속연구
- 특히 쥐기를 활용한 운동치료 중재는 가시위근과 가시아래근 같은 어깨 안정화 근육들과 수술 후 재활기간에 나타나는 어깨세모근의 증가된 근활성도를 진정시켜 긍정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 제한점으로는 단일 의료기관에서 실험을 진행했다는 것과 환자들의 약물과 일상생활을 통제하지 못하여 결과에 따른 변수가 발생될 수 있다는 점이며, 근활성도 측정 동작이 직접적인 어깨 움직임이 아닌 최대쥐기를 통한 간접적인 측정방법이라는 점과 중재기간이 짧고 남자환자들 만을 대상으로 하여 일반화하기에는 어려움이 따른다. 하지만 어깨 재활에 있어 안정성에 관계된 어깨돌림근 띠근육들의 선택적 근력강화는 기능적인 어깨 움직임에 필요한 임상적 기초자료로써 중요한 요소이고, 그렇기 때문에 앞으로도 지속적으로 연구되어야 할 과제이며 어깨 관절 움직임의 다양성만큼 다각적인 시도가 필요할 것이다.
- 본 연구의 제한점으로는 단일 의료기관에서 실험을 진행했다는 것과 환자들의 약물과 일상생활을 통제하지 못하여 결과에 따른 변수가 발생될 수 있다는 점이며, 근활성도 측정 동작이 직접적인 어깨 움직임이 아닌 최대쥐기를 통한 간접적인 측정방법이라는 점과 중재기간이 짧고 남자환자들 만을 대상으로 하여 일반화하기에는 어려움이 따른다. 하지만 어깨 재활에 있어 안정성에 관계된 어깨돌림근 띠근육들의 선택적 근력강화는 기능적인 어깨 움직임에 필요한 임상적 기초자료로써 중요한 요소이고, 그렇기 때문에 앞으로도 지속적으로 연구되어야 할 과제이며 어깨 관절 움직임의 다양성만큼 다각적인 시도가 필요할 것이다.
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