Background: It is necessary to find and develop the effective way of intervention for patients with neck pain, since the neck pain is becoming increasingly common throughout the world. To identify the altered motor control in patient with neck pain would be informative to find and develop the effect...
Background: It is necessary to find and develop the effective way of intervention for patients with neck pain, since the neck pain is becoming increasingly common throughout the world. To identify the altered motor control in patient with neck pain would be informative to find and develop the effective way of intervention. Objects: The aim of this study was to review literature regarding the altered motor control in patients with neck pain, measured by using surface electromyography (sEMG), ultrasonography, and functional magnetic resonance imaging (fMRI), and to suggest prospective research work on neck pain. Methods: Case-control (neck pain/healthy) studies published between 2004 and 2015 that investigated neck muscle activation, thickness, cross-sectional area, and fat infiltrate were searched in Scopus, PubMed, and ScienceDirect. Twenty-eight articles were included in this study. Results: sEMG, ultrasonography, and fMRI were used complementarily to investigate the altered superficial and deep neck muscle activation, thickness, cross-sectional area, and fat infiltrate in patients with neck pain. They showed the following altered motor control when compared retrospectively with healthy subjects or during specific functional tasks: (1) increased superficial muscle activation, (2) lesser deep muscle thickness, (3) smaller cross-sectional area of the deep muscle, and (4) greater fat infiltrate in deep muscles. In particular, among the women, the office workers showed higher muscle activation of superficial neck muscles during functional tasks, although they did not have neck pain, than those who were not office workers. Conclusion: Studies revealed that patients with neck pain showed an altered motor control when compared with healthy subjects by using various assessment modalities. Understanding this phenomenon would help researchers design an effective intervention for alleviating neck pain or to evaluate the effectiveness of the intervention. In addition, we recommend that female office workers take measures to care for their necks before developing neck pain.
Background: It is necessary to find and develop the effective way of intervention for patients with neck pain, since the neck pain is becoming increasingly common throughout the world. To identify the altered motor control in patient with neck pain would be informative to find and develop the effective way of intervention. Objects: The aim of this study was to review literature regarding the altered motor control in patients with neck pain, measured by using surface electromyography (sEMG), ultrasonography, and functional magnetic resonance imaging (fMRI), and to suggest prospective research work on neck pain. Methods: Case-control (neck pain/healthy) studies published between 2004 and 2015 that investigated neck muscle activation, thickness, cross-sectional area, and fat infiltrate were searched in Scopus, PubMed, and ScienceDirect. Twenty-eight articles were included in this study. Results: sEMG, ultrasonography, and fMRI were used complementarily to investigate the altered superficial and deep neck muscle activation, thickness, cross-sectional area, and fat infiltrate in patients with neck pain. They showed the following altered motor control when compared retrospectively with healthy subjects or during specific functional tasks: (1) increased superficial muscle activation, (2) lesser deep muscle thickness, (3) smaller cross-sectional area of the deep muscle, and (4) greater fat infiltrate in deep muscles. In particular, among the women, the office workers showed higher muscle activation of superficial neck muscles during functional tasks, although they did not have neck pain, than those who were not office workers. Conclusion: Studies revealed that patients with neck pain showed an altered motor control when compared with healthy subjects by using various assessment modalities. Understanding this phenomenon would help researchers design an effective intervention for alleviating neck pain or to evaluate the effectiveness of the intervention. In addition, we recommend that female office workers take measures to care for their necks before developing neck pain.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 경부통증 환자와 통증이 없는 집단 간의 근 활성도, 근 두께, 근 단면적, 그리고 근 조직의 차이를 분석한 최근 국외 논문을 고찰함으로써, 경부통증 환자의 변형된 운동조절을 분석하고자 하였다. 특히, 본 문헌고찰에서는 경부통증 환자의 특성을 확인 하기 위한 실험방법과 측정변수, 측정결과들을 측정도구별로 분류하여 정리함으로써 연구자들이 향후 연구 수행 시 연구결과들을 편리하게 참조할 수 있도록 하였다.
특히, 본 문헌고찰에서는 경부통증 환자의 특성을 확인 하기 위한 실험방법과 측정변수, 측정결과들을 측정도구별로 분류하여 정리함으로써 연구자들이 향후 연구 수행 시 연구결과들을 편리하게 참조할 수 있도록 하였다. 본 문헌고찰을 통해 국내 연구자들이 경부통증을 근본적으로 개선할 수 있는 중재방안을 개발하거나, 경부통증을 이완시키기 위해 개발된 중재의 효과를 운동조절적 차원에서 평가하는데 유용한 정보를 제공하고자 한다.
본 연구에서는 다양한 검사 장비를 이용하여 경부통증 환자의 변형된 운동조절을 분석한 최근 국외 연구들을 고찰하였다. 연구결과 경부통증 환자는 대조군에 비해 변형된 근 활성도, 근 두께, 근 단면적, 근 조직을 보였다.
제안 방법
경부통증 환자의 변형된 운동조절 분석은 다양한 측정도구들을 이용하여, 각 도구들이 가지는 장단점을 상호 보완하는 형태로 진행되었다. 표면 근전도(surface electromyography)는 신경자극에 대한 각 근육의 전기적 변화를 감지하는 도구로써, 단일 근육의 활성도와 시간의 흐름에 따른 근육의 동원패턴을 분석하기에 적절하여 현재까지 가장 많이 사용되고 있다.
이후 각 연구자는 초기 선정된 논문의 초록과 전문을 검토하여 본 연구 주제와의 관련성을 판단하였다. 마지막으로, 다음 항목을 포함 하는 체크리스트를 사용하여 분석 대상 논문을 최종 선정하였다: (1) 환자군-대조군 연구, (2) 표면 근전도, 초음파 촬영, 기능성 자기공명 영상 장치를 이용하여 경부 통증 환자의 근 활성도, 근 두께, 근 단면적, 혹은 근 조직의 특성을 분석한 논문. 본 문헌고찰과 관련성이 적은 경우, 중재효과를 분석한 경우, 의학논문이 아닌 경우에는 분석 대상에서 제외하였다.
본 문헌고찰 연구에서는 경부통증 환자는 여러 기능적 움직임을 수행하는 동안, 표면 및 심부 근육을 동원 하는 패턴에 변형이 있었다. 또한, 이와 같이 변형된 운동조절이 장기화, 만성화됨에 따라 심부 근육의 두께가 얇아지고 및 단면적이 작아지는 근위축이 나타난다.
연구대상으로 선정된 논문에 대해서 (1) 대상자 특성 (대상자 수, 연령, 질환명), (2) 대조군의 존재여부 및 특성(대상자 수, 연령), (3) 수행과제, (4) 측정변수, (5) 측정결과 등의 항목을 분석하였다.
독립적인 두 명의 연구자는 논문 제목으로 분석 대상 논문을 초기 선정 하였다. 이후 각 연구자는 초기 선정된 논문의 초록과 전문을 검토하여 본 연구 주제와의 관련성을 판단하였다. 마지막으로, 다음 항목을 포함 하는 체크리스트를 사용하여 분석 대상 논문을 최종 선정하였다: (1) 환자군-대조군 연구, (2) 표면 근전도, 초음파 촬영, 기능성 자기공명 영상 장치를 이용하여 경부 통증 환자의 근 활성도, 근 두께, 근 단면적, 혹은 근 조직의 특성을 분석한 논문.
주요한 검색어는 ‘neck pain’, ‘muscle activation’, ‘muscle recruitment pattern’, ‘muscle composition’, ‘muscle reorganization’, ‘motor control’로 하였다.
따라서 본 연구에서는 경부통증 환자와 통증이 없는 집단 간의 근 활성도, 근 두께, 근 단면적, 그리고 근 조직의 차이를 분석한 최근 국외 논문을 고찰함으로써, 경부통증 환자의 변형된 운동조절을 분석하고자 하였다. 특히, 본 문헌고찰에서는 경부통증 환자의 특성을 확인 하기 위한 실험방법과 측정변수, 측정결과들을 측정도구별로 분류하여 정리함으로써 연구자들이 향후 연구 수행 시 연구결과들을 편리하게 참조할 수 있도록 하였다. 본 문헌고찰을 통해 국내 연구자들이 경부통증을 근본적으로 개선할 수 있는 중재방안을 개발하거나, 경부통증을 이완시키기 위해 개발된 중재의 효과를 운동조절적 차원에서 평가하는데 유용한 정보를 제공하고자 한다.
대상 데이터
연구자들은 경부통증 환자의 변형된 운동조절 특성에 관한 최근 연구의 동향을 파악하기 위해 연구자들이 설정한 선정기준에 부합되는 모든 논문을 검토 대상으로 하였다. 그러나 이와 같은 방식은 선정된 연구들에 대한 질적 평가를 통해, 연구결과의 질이 충분히 검증된 연구들을 재선별하고 있지 못하는 제약점을 가진다.
최종 분석에 선택, 활용된 논문은 총 28편으로, (1) 표면 근전도를 이용하여 측정된 경부통증 환자의 변형된 근 활성도와 관련된 국외논문 12편 (2) 초음파 촬영을 이용 하여 측정된 변형된 근 두께 및 근 단면적과 관련된 국외 논문 6편, (3) 기능성 자기공명 영상 장치를 이용하여 측정된 변형된 근 조직과 관련된 국외논문 10편이었다.
성능/효과
경부통증 환자의 변형된 운동조절은 근 두께, 근 단면적, 근 조직 모두에서 발견되었고, 이와 같은 연구결과는 초음파 촬영과 기능성자기공명영상장치를 이용한 연구에서 일관되게 나타났다. 특히, 지방침윤 비율을 통해 확인한 근 조직의 변형은 비특이성 환자군 보다 편타성 손상 환자군에서 더욱 심하게 나타났다.
Szeto 등(2009)은 두 가지 유형의 앉은 자세, 즉 (1) 팔을 무릎 위에 올려놓고 앉은 자세와 (2) 팔을 키보드 위에 올려놓고 앉은 자세로 휴식을 취하는 동안 통증군과 대조군의 상승모근과 척추기립근의 근 활성도를 비교하였다. 그 결과 통증군의 경우 팔을 키보드 위에 올려놓고 휴식을 취하는 동안 오른쪽 상승모근의근 활성도가 유의하게 높은 것을 확인하였다.
Jesus-Moraleida 등 (2011)은 머리-목 굽힘 검사를 수행하기 전과 후에 통증군과 대조군의 목빗근, 긴목근, 긴머리근의 근 두께를 비교 분석하였다. 그 결과, 통증군은 대조군에 비해 실험과제를 수행한 이후 긴목근 두께의 증가 정도가 유의하게 적었다. Javanshir 등(2011)은 특정한 실험과제 없이 통증군과 대조군의 긴목근의 단면적을 후향적으로 비교 분석한 결과, 통증군에서 양측의 긴목근 단면적이 유의하게 작음을 확인하였다.
본 문헌고찰을 통해 확인된 바 경부통증 환자는 대조군에 비해 표면 근육의 활성도는 높은 반면, 심부 근육의 두께와 단면적은 얇고 작았다. 이와 같은 현상은 일찍이 Janda가 강조한 근육의 불균형 상태(Grant, 2002)를 과학적으로 검증한 결과이다.
본 연구에서는 다양한 검사 장비를 이용하여 경부통증 환자의 변형된 운동조절을 분석한 최근 국외 연구들을 고찰하였다. 연구결과 경부통증 환자는 대조군에 비해 변형된 근 활성도, 근 두께, 근 단면적, 근 조직을 보였다. 특히, 여성 근로자는 통증 유무와 상관없이 지속적으로 높은 긴장상태를 유지하고 있었고, 경부통증 환자 중에서도 편타성 손상군은 비특이성 통증군에 비해 근 조직에서 더 심한 변형을 보여, 이들은 목통증 고위험군임을 확인할 수 있었다.
또한 통증군의 경우 굽힘근과 폄근의 최대하 자발적 근수축 검사 중에는 각각 길항근인 두판상근과 목빗근의 근 활성도가 대조군에 비해 높아 필요한 근육을 효율적으로 사용하고 있지 못함을 알 수 있었다(Lindstrøm 등, 2011). 이에 비해, 굽힘근과 폄근의 근지구력 검사를 수행하는 동안 목빗근과 경부 척추 기립근의 근 피로도는 집단간 차이가 없었고, 목 굽힘 및 젖힘 검사를 수행하는 동안 근 활성도 및 근 활성 시작 및 종료시점에도 집단간 차이가 없어 실험에 적용한 움직임의 유형에 따라 결과가 상이하게 나타나고 있음을 알 수 있다.
더 나아가 이들은 통증이 없는 경우(Johnston 등, 2008a; Johnston 등, 2008b)에도 변형된 근 활성 패턴을 보인다는 연구결과에 주목할 필요가 있다. 즉, 여성 근로자는 통증이 없다할 지라도 근로자가 아닌 여성에 비해 머리-목 굽힘 검사뿐 아니라 타이핑하기, 원 그리기 등 사무실에서 수행하는 작업과 유사한 움직임을 수행하는 동안 표면 굽힘근에서 더 높은 활성도를 보였다. 이는 여성 근로자의 경우 비근로자에 비해 일상생활을 수행하는 동안 지속적으로 긴장상태를 유지하고 있음을 의미한다.
셋째, 편타성 손상 환자 중에서도 통증 정도에 따라 심부 근육 지방침윤 정도에 대한 예후가 다르다는 사실이 밝혀졌다(Elliott 등, 2015). 즉, 편타성 손상을 입은 지 1주일 이내의 환자들을 (1) 경부통증 정도가 심한 환자군과 (2) 경부통증 정도가 약하거나 회복단계에 있는 환자군으로 구분하였을 때, 연구시작 시점에는 심부 근인 다열근의 지방침윤 비율에 집단 간 차이가 없으나 연구 시작 2주 후부터는 경부통증이 심한 집단에서 더 많은 지방침윤 비율을 보였다. 기능성자기공명영상장치를 이용한 연구는 아직 Cagnie 등과 Elliot 등의 몇몇 연구자들에 의해 주도되고 있는 경향이 있으나, 보다 객관적인 근육의 변화를 분석하기 위해 향후 더욱 적극적으로 연구에 적용될 필요가 있을 것으로 보인다.
연구결과 경부통증 환자는 대조군에 비해 변형된 근 활성도, 근 두께, 근 단면적, 근 조직을 보였다. 특히, 여성 근로자는 통증 유무와 상관없이 지속적으로 높은 긴장상태를 유지하고 있었고, 경부통증 환자 중에서도 편타성 손상군은 비특이성 통증군에 비해 근 조직에서 더 심한 변형을 보여, 이들은 목통증 고위험군임을 확인할 수 있었다.
경부통증 환자의 변형된 운동조절은 근 두께, 근 단면적, 근 조직 모두에서 발견되었고, 이와 같은 연구결과는 초음파 촬영과 기능성자기공명영상장치를 이용한 연구에서 일관되게 나타났다. 특히, 지방침윤 비율을 통해 확인한 근 조직의 변형은 비특이성 환자군 보다 편타성 손상 환자군에서 더욱 심하게 나타났다.
후속연구
즉, 편타성 손상을 입은 지 1주일 이내의 환자들을 (1) 경부통증 정도가 심한 환자군과 (2) 경부통증 정도가 약하거나 회복단계에 있는 환자군으로 구분하였을 때, 연구시작 시점에는 심부 근인 다열근의 지방침윤 비율에 집단 간 차이가 없으나 연구 시작 2주 후부터는 경부통증이 심한 집단에서 더 많은 지방침윤 비율을 보였다. 기능성자기공명영상장치를 이용한 연구는 아직 Cagnie 등과 Elliot 등의 몇몇 연구자들에 의해 주도되고 있는 경향이 있으나, 보다 객관적인 근육의 변화를 분석하기 위해 향후 더욱 적극적으로 연구에 적용될 필요가 있을 것으로 보인다.
경부통증 환자 중에서도 편타성 손상군의 경우 손상 후 2주 이내에 심부 근육에 지방침윤이 시작되었다. 따라서 편타성 손상군에게는 2주 이내 조기 재활이 필요하고, 향후 지방침윤 방지에 효과적인 중재방안의 개발이 필요하다.
그러나 이와 같은 방식은 선정된 연구들에 대한 질적 평가를 통해, 연구결과의 질이 충분히 검증된 연구들을 재선별하고 있지 못하는 제약점을 가진다. 향후에는 질적으로 검증된 연구결과에 대한 systemic review나 혹은 특정 측정항목을 대상으로 한 메타분석 연구를 통해 경부통증 환자의 변형된 운동조절 특성에 대해 보다 객관적인 연구결과가 제시될 필요가 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
표면 근전도란 무엇인가?
경부통증 환자의 변형된 운동조절 분석은 다양한 측정도구들을 이용하여, 각 도구들이 가지는 장단점을 상호 보완하는 형태로 진행되었다. 표면 근전도(surface electromyography)는 신경자극에 대한 각 근육의 전기적 변화를 감지하는 도구로써, 단일 근육의 활성도와 시간의 흐름에 따른 근육의 동원패턴을 분석하기에 적절하여 현재까지 가장 많이 사용되고 있다. 선행연구에서 근전도 검사는 대상자가 여러 가지 실험과제들을 수행하는 동안 표면 근육의 근 활성도 변화를 분석하는데 주로 사용되었다(Boudreau와 Falla, 2014; Edmondston 등, 2011; Falla 등, 2004; Johnston 등, 2008a; Johnston 등, 2008b; Jull 등, 2004; Juul-Kristensen 등, 2013; Lindstrøm 등, 2011; Tsang 등, 2014; Vikne 등, 2013; Wegner 등, 2010; Szeto 등, 2009).
초음파 촬영장치의 장점은 무엇인가?
이에 비해 초음파 촬영장치(ultrasound)와 기능성 자기공명영상장치(functional magnetic resonance imaging)는 심부 근육의 두께와 단면적, 그리고 조직구성을 분석할 수 있는 장점이 있다. 초음파 촬영장비는 인체에 음파를 전파시켜 반향 되는 음파를 측정하여 영상으로 출력하는 도구로써, 이를 통해 표면 근육은 물론이고 심부 근육의 두께를 측정할 수 있다.
근전도 검사의 한계점은 무엇인가?
선행연구에서 근전도 검사는 대상자가 여러 가지 실험과제들을 수행하는 동안 표면 근육의 근 활성도 변화를 분석하는데 주로 사용되었다(Boudreau와 Falla, 2014; Edmondston 등, 2011; Falla 등, 2004; Johnston 등, 2008a; Johnston 등, 2008b; Jull 등, 2004; Juul-Kristensen 등, 2013; Lindstrøm 등, 2011; Tsang 등, 2014; Vikne 등, 2013; Wegner 등, 2010; Szeto 등, 2009). 그러나 표면 근전도로는 심부 근육을 측정하기 어렵고, 중첩된 근육 간에 발생하는 간섭 현상(crosstalk)과 다른 전파에 의한 영향들을 완전히 차단시키지 못하는 한계가 있다(Cagnie 등, 2011b).
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