[논문]엄지발가락가쪽휨증의 발가락벌리기 운동 시 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백의 효과

강선영; 정성대; 심재훈

doi:10.12674/ptk.2016.23.3.021

엄지발가락가쪽휨증의 발가락벌리기 운동 시 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백의 효과
The Effects of Ultrasound Imaging Visual Feedback During Toe-Spread-Out Exercise in Subjects With Hallux Valgus 원문보기

한국전문물리치료학회지 = Physical Therapy Korea, v.23 no.3, 2016년, pp.21 - 28

강선영 (한국산업진흥원 기업부설연구소) , 정성대 (백석대학교 보건학부 물리치료학과) , 심재훈 (백석대학교 보건학부 물리치료학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Background: The toe-spread-out (TSO) exercise has been introduced as a strengthening exercise for the abductor hallucis muscle in subjects with hallux valgus. Visual biofeedback using ultrasound imaging during exercise, may increase the ability to selectively contract the abductor hallucis muscle, compared with exercise alone. Objects: The aim of this study was to investigate the effects of ultrasound imaging visual feedback during the TSO exercise with respect to its influence on the angle of the first metatarsophalangeal joint (1st MPJ) and the cross-sectional area (CSA) of the abductor hallucis muscle in subjects with hallux valgus. Methods: Twenty-five healthy young subjects with a mean average age of 22.5 years, and a standard deviation of 2.3 years, were recruited for this study. Hallux valgus was defined as an angles greater than $15^{\circ}$ angle of 1st MPJ. Goniometric measurement was used to determine the angle of 1st MPJ. In addition, an ultrasound system was used to collect the CSA of the abductor hallucis muscle in each foot. The angle of the 1st MPJ and CSA of the abductor hallucis were measured in three positions; the resting position, during TSO exercise, and during TSO exercise in conjunction with real-time ultrasound imaging feedback. All data analyzed using a repeated analysis of variance with Bonferroni correction in order to compare the dependent variables in all three positions. Statistical level of significance was set up as p<.05. Results: The angle of the 1st MPJ was noted to be significantly reduced and the CSA of the abductor hallucis to be significantly greater during TSO exercise used in conjunction with ultrasound imaging visual feedback, compared to when the values were recorded during TSO exercise alone (p<.05). Conclusion: Based on these findings, it can be concluded that the application of ultrasound imaging visual feedback during TSO exercise is more effective in contracting selectively the abductor hallucis than the use of exercise alone.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구는 엄지발가락가쪽휨증 대상자에게 발가락벌리기 운동 시 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백을 적용하여 엄지발가락가쪽휨 각도와 엄지벌림근 단면적을 변화를 알아보고자 하였다. 본 연구의 결과 발가락벌리기 운동 시 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백의 적용은 피드백을 적용하지 않았을 경우보다 유의하게 엄지발가락가쪽휨 각도를 감소되었으며, 엄지벌림근 단면적을 증가되었다.
본 연구는 엄지발가락가쪽휨증 대상자에게 총 3가지 자세(편안자세, 발가락벌리기 운동 시, 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기 운동 시)에서, 엄지발가락가쪽휨 각도와 엄지벌림근의 단면적의 변화를 알아보고자 하였다. 본 연구의 결과 편안자세와 비교하였을 경우, 발가락벌리기 운동 시 엄지발가락가쪽휨 각도는 감소되었으며, 엄지벌림근 단면적은 증가되었다.
그러나 현재 초음파 연구들은 엄지벌림근의 평가 및 측정을 위한 초음파 영상 장비를 이용하였으며, 초음파 영상을 이용한 근육 재활운동에 적용된 연구는 부족한 상태이다. 이에 본 연구는 엄지발가락가쪽휨증을 위한 보다 효과적인 운동방법을 제공하고자, 최근 엄지발가락가쪽휨증에 가장 많이 사용되는 발가락벌리기 운동에 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백을 적용하여 엄지 발가락가쪽휨 각도와 엄지벌림근 단면적을 변화를 알아보고자 한다. 본 연구의 가설은 엄지발가락가쪽휨증의 발가락벌리기 운동 시 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백을 적용하였을 경우, 엄지발가락가쪽휨 각도의 감소와 엄지벌림근의 단면적이 증가할 것이다로 설정한다.

가설 설정

이에 본 연구는 엄지발가락가쪽휨증을 위한 보다 효과적인 운동방법을 제공하고자, 최근 엄지발가락가쪽휨증에 가장 많이 사용되는 발가락벌리기 운동에 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백을 적용하여 엄지 발가락가쪽휨 각도와 엄지벌림근 단면적을 변화를 알아보고자 한다. 본 연구의 가설은 엄지발가락가쪽휨증의 발가락벌리기 운동 시 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백을 적용하였을 경우, 엄지발가락가쪽휨 각도의 감소와 엄지벌림근의 단면적이 증가할 것이다로 설정한다.

제안 방법

이에 추후 연구에서는 다양한 연령층 및 성별에 따른 운동의 효과를 확인해 볼 필요할 것으로 사료된다. 마지막으로, 본 연구에서 측정된 종속변수는 발가락벌리기 운동과 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기 운동 시 측정되었다. 즉 본 연구의 결과는 발가락벌리기 운동 과정 동안에 나타나는 효과를 제시할 수 있으며, 운동 이후의 효과 및 장기간 동안 운동 시 나타나는 결과를 예측하기에는 어려움이 있다.
모든 연구대상자들은 총 3가지 자세(편안자세, 발가락벌리기 운동 시, 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기 운동 시)에서, 엄지발가락가쪽휨 각도와 엄지벌림근의 단면적이 측정되었으며, 자세마다 5분간 휴식을 가졌다. 편안자세와 발가락벌리기 운동 자세 측정 시, 연구 대상자는 앞쪽에 지정된 부분을 바라보도록 하였다.
본 연구는 관절각도계를 이용한 엄지발가락가쪽휨 각도와 초음파 영상을 이용한 엄지벌림근의 단면적을 측정하였다. 측정은 편안자세, 발가락벌리기 운동 시, 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기 운동 시, 총 3가지 자세에서 측정되었다.
엄지발가락가쪽휨 각도 측정 후, 초음파 장비(SonaAce X8, Medison Co Ltd., Seoul, Korea)를 이용하여 대상자들의 엄지벌림근 단면적을 측정하였다. 측정자는 대상자의 안쪽 복사뼈(medial malleolus)를 촉진한 뒤, 자를 이용하여 안쪽 복사뼈의 앞쪽 경계로부터 발바닥 방향으로 수직으로 선을 표시하였다.

대상 데이터

본 연구의 대상자는 실험 전에 본 연구의 목적과 방법에 대해 충분히 설명을 듣고, 자발적으로 실험 참여에 동의한 강원도 원주시 Y대학교에 재학 중인 성인 40명(남자 20명, 여자 20명)을 대상으로 실시하였다. 대상자 선정 시 발 또는 발목 관절의 골절, 수술력, 염증성 관절염, 신경근계 병변 그리고 엄지발가락가쪽휨증으로 인한 보조기 착용 및 수술을 받은 경험이 있는 사람은 제외하였다.
대상자 선정 시 발 또는 발목 관절의 골절, 수술력, 염증성 관절염, 신경근계 병변 그리고 엄지발가락가쪽휨증으로 인한 보조기 착용 및 수술을 받은 경험이 있는 사람은 제외하였다. 본 연구의 엄지발가락가쪽휨증은 관절각도계측정(goniometric measurement)을 이용하여 엄지발가락 가쪽휨 각도가 경증 이상(15° 이상)인 발로 선정하였으며, 측정된 40명의 대상자 중 경증 엄지발가락가쪽휨증 발은 25명(남자 16명, 여자 9명)의 44개의 발이 선정되었다. 연구대상자들의 우세발(dominant foot)은 모두 오른발이였으며, 일반적인 특성은 Table 1과 같다.

데이터처리

측정된 값들이 정규분포를 보이는지 확인하기 위해 Shapiro-Wilk 검정이 사용되었으며, 자세에 따른 엄지발가락가쪽휨 각도와 엄지벌림근의 단면적 값을 비교하기 위하여 반복측정 분산분석(repeated analysis of variance)과 본페로니 사후검정(Bonferroni correction)을 사용하였다. 통계적 유의수준은 .

성능/효과

본 연구의 결과 편안자세와 비교하였을 경우, 발가락벌리기 운동 시 엄지발가락가쪽휨 각도는 감소되었으며, 엄지벌림근 단면적은 증가되었다. 또한, 발가락벌리기 운동 시 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백의 적용은 피드백을 적용하지 않았을 경우보다 유의하게 엄지발가락가쪽휨 각도가 감소되었으며, 엄지벌림근 단면적이 증가되었다.
본 연구의 결과 발가락벌리기 운동 시 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백의 적용은 피드백을 적용하지 않았을 경우보다 유의하게 엄지발가락가쪽휨 각도를 감소되었으며, 엄지벌림근 단면적을 증가되었다. 본 연구 결과를 바탕으로, 초음파영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기 운동이 선택적인 엄지벌림근의 근력 운동을 위한 효과적인 운동 방법이라고 결론지을 수 있다.
근전도를 이용한 영상도 근육 수축에 대한 피드백 도구로써 사용되고 있지만 비침습성인 표면 근전도의 경우, 근접한 다른 근육들의 근전도 활성화 값을 구별화시키는데 많은 제한을 가지고 있다(Teyhen 등, 2005). 본 연구에서는 비침습성인 초음파 영상의 다양한 이점을 바탕으로 발가락벌리기 운동 시, 시각 피드백인 실시간 초음파 영상을 적용하였으며, 그 결과 피드백을 적용하지 않았을 경우보다 엄지벌림근 단면적이 증가되었다. 이는 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기 운동이 엄지벌림근의 힘과 기능을 향상시키는데 더 효과적이라고 결론지을 수 있으며, 이전 다른 연구들의 결과와 같이 초음파영상을 적용한 재활운동이 선택적인 근육 수축 및 활성화에 효과적임을 알 수 있다(Henry와 Westervelt, 2005; Mckiernan 등, 2011; Whittaker 등, 2010).
본 연구는 엄지발가락가쪽휨증 대상자에게 발가락벌리기 운동 시 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백을 적용하여 엄지발가락가쪽휨 각도와 엄지벌림근 단면적을 변화를 알아보고자 하였다. 본 연구의 결과 발가락벌리기 운동 시 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백의 적용은 피드백을 적용하지 않았을 경우보다 유의하게 엄지발가락가쪽휨 각도를 감소되었으며, 엄지벌림근 단면적을 증가되었다. 본 연구 결과를 바탕으로, 초음파영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기 운동이 선택적인 엄지벌림근의 근력 운동을 위한 효과적인 운동 방법이라고 결론지을 수 있다.
Stewart 등(2013)는 엄지벌림근의 단면적과 엄지발가락가쪽휨증의 정도와의 관계에 대해 연구하였으며, 엄지발가락가쪽휨증이 없는 대상자가 엄지발가락가쪽휨증 대상자 보다 큰 엄지벌림근 단면적이 보고되었다. 본 연구의 결과 발가락벌리기 운동이 엄지벌림근의 단면적을 유의하게 증가 시켰으므로, 즉 발가락벌리기 운동은 엄지벌림근의 힘에 영향을 주는 운동이라고 결론지을 수 있다. 이는 2주 단기간과 8주 장기간의 발가락벌리기 운동이 모두 엄지벌림근의 단면적을 유의하게 증가시켰다는 이전 연구 결과와 일치한다(Kim 등, 2013; Kim 등, 2015).
본 연구는 엄지발가락가쪽휨증 대상자에게 총 3가지 자세(편안자세, 발가락벌리기 운동 시, 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기 운동 시)에서, 엄지발가락가쪽휨 각도와 엄지벌림근의 단면적의 변화를 알아보고자 하였다. 본 연구의 결과 편안자세와 비교하였을 경우, 발가락벌리기 운동 시 엄지발가락가쪽휨 각도는 감소되었으며, 엄지벌림근 단면적은 증가되었다. 또한, 발가락벌리기 운동 시 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백의 적용은 피드백을 적용하지 않았을 경우보다 유의하게 엄지발가락가쪽휨 각도가 감소되었으며, 엄지벌림근 단면적이 증가되었다.
이는 2주 단기간과 8주 장기간의 발가락벌리기 운동이 모두 엄지벌림근의 단면적을 유의하게 증가시켰다는 이전 연구 결과와 일치한다(Kim 등, 2013; Kim 등, 2015). 본 연구의 또 다른 결과인 발가락벌리기 운동 시 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백을 적용한 경우는 피드백을 적용하지 않았을 경우보다 유의하게 엄지벌림근 단면적을 증가되었다. 이는 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기 운동이 피드백을 적용하지 않은 발가락벌리기 운동보다 엄지벌림근의 힘을 향상시키는데 더 효과적이라고 결론지을 수 있다.
본 연구의 또 다른 결과인 발가락벌리기 운동 시 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백을 적용한 경우는 피드백을 적용하지 않았을 경우보다 유의하게 엄지벌림근 단면적을 증가되었다. 이는 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기 운동이 피드백을 적용하지 않은 발가락벌리기 운동보다 엄지벌림근의 힘을 향상시키는데 더 효과적이라고 결론지을 수 있다.

후속연구

즉 본 연구의 결과는 발가락벌리기 운동 과정 동안에 나타나는 효과를 제시할 수 있으며, 운동 이후의 효과 및 장기간 동안 운동 시 나타나는 결과를 예측하기에는 어려움이 있다. 그러므로 추후 연구에서는 많은 표본을 대상으로 장기간의 운동기간을 통해 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기의 효과를 살펴보는 연구가 필요할 것으로 사료된다.
둘째, 발가락가쪽휨증은 여성 유병률이 훨씬 높은 질환으로 알려졌음에도 불구하고, 본 연구의 참여된 대상자는 남성(16명)이, 여성(9명) 대상자 보다 상대적으로 많았다. 이에 추후 연구에서는 다양한 연령층 및 성별에 따른 운동의 효과를 확인해 볼 필요할 것으로 사료된다. 마지막으로, 본 연구에서 측정된 종속변수는 발가락벌리기 운동과 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기 운동 시 측정되었다.
마지막으로, 본 연구에서 측정된 종속변수는 발가락벌리기 운동과 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기 운동 시 측정되었다. 즉 본 연구의 결과는 발가락벌리기 운동 과정 동안에 나타나는 효과를 제시할 수 있으며, 운동 이후의 효과 및 장기간 동안 운동 시 나타나는 결과를 예측하기에는 어려움이 있다. 그러므로 추후 연구에서는 많은 표본을 대상으로 장기간의 운동기간을 통해 초음파 영상을 이용한 시각적 피드백 발가락벌리기의 효과를 살펴보는 연구가 필요할 것으로 사료된다.
본 연구의 제한점은 다음과 같다. 첫째, 본 실험에서는 20대의 연령의 경도 엄지발가락가쪽휨증 대상자로 진행되었기 때문에 본 연구의 결과를 다양한 연령과 다양한 엄지발가락가쪽휨증 정도에 일반화하기에는 어려움이 있다. 둘째, 발가락가쪽휨증은 여성 유병률이 훨씬 높은 질환으로 알려졌음에도 불구하고, 본 연구의 참여된 대상자는 남성(16명)이, 여성(9명) 대상자 보다 상대적으로 많았다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	엄지발가락가쪽휨증의 특징은 무엇인가?	엄지발가락가쪽휨증(hallux valgus; HV)은 첫 번째 발허리발가락관절(metatarsophalangeal joint)의 안쪽 편위(medial deviation)와 엄지발가락의 가쪽 편위(lateral deviation)가 나타나는 엄지발가락의 대표적인 변형이다 (Coughlin, 1996; Coughlin과 Jones, 2007). 성인의 약 23%에서 발생하는 질환으로 흔히 엄지발가락의 안쪽융기가 발달하고, 첫 번째 발허리발가락관절에서의 통증과 궤양, 또는 피부의 자극을 호소하며, 신발을 오래 신을 수 없는 것이 특징이다(Coughlin, 1996; Munuera 등, 2007). 엄지발가락가쪽휨증은 남성보다는 여성에게서 흔히 발병하며 특히 앉아서 일하는 여성보다 선 자세에서 일하는 여성이 발생률이 높게 보고된다(Coughlin, 1996).
	엄지발가락가쪽휨증이란 무엇인가?	엄지발가락가쪽휨증(hallux valgus; HV)은 첫 번째 발허리발가락관절(metatarsophalangeal joint)의 안쪽 편위(medial deviation)와 엄지발가락의 가쪽 편위(lateral deviation)가 나타나는 엄지발가락의 대표적인 변형이다 (Coughlin, 1996; Coughlin과 Jones, 2007). 성인의 약 23%에서 발생하는 질환으로 흔히 엄지발가락의 안쪽융기가 발달하고, 첫 번째 발허리발가락관절에서의 통증과 궤양, 또는 피부의 자극을 호소하며, 신발을 오래 신을 수 없는 것이 특징이다(Coughlin, 1996; Munuera 등, 2007).
	엄지발가락가쪽휨증의 정도는 어떻게 분류되는가?	엄지발가락가쪽휨증의 정도는 첫 번째 발허리뼈의 중간선(bisection line)과 몸쪽엄지발가락뼈의 중간선이 이루는 각도에 따라 정상(no deformity, 15° 미만), 경증 엄지발가락가쪽휨증(mild, 15° 이상 20° 미만), 중증도 엄지발가락가쪽휨증(moderate, 20° 이상 40° 미만), 중증 엄지발가락가쪽휨증(severe, 40° 이상)로 분류한다 (Coughlin과 Jones, 2007). 엄지발가락가쪽휨증을 발생 시키는 원인은 크게 외적요인, 내적요인으로 나눌 수있다.

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