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문제 정의
- 따라서 휠체어를 사용하는 사람에게 있어 두 측정기기 간에 심폐적성 능력 및 젖산농도, 운동자각도(Rating of Perceived Exertion, 이하 RPE)를 측정·분석함으로써 운동 형태 간의 심폐기능과 젖산농도 및 RPE의 요인별 차이를 규명하고, 차이정도를 제시해줌으로써 WT과 AE의 GXT(graded exercise testing)시에 생리적 특성을 비교하는데 목적이 있다.
- 따라서, 본 연구를 통해서 WT와 AE 운동 중 나타나는 생리적 변화를 분석해 봄으로써 운동 형태별 장단점을 파악함에 따라 지체장애인들의 운동 중 안정성, 운동 적성 능력 및 향상 등에 기여할 수 있는 연구라고 판단된다. 하지만 피험자의 수가 적기 때문에 본 연구결과를 일반화하기 어려워 좀 더 명확한 실험 결과를 도출해내기 위해서는 일반화할 수 있는 적정의 피험자 수를 대상으로 한 연구가 추후 이루어져야 하며, 트레이닝의 특수성의 원리에 맞게 각각의 피험자들에게 적절한 측정을 실시하기 위해 WT와 AE의 비교가 가능한 프로토콜에 관한 연구가 필요하다.
- 본 연구는 휠체어 농구 선수의 WT과 AE의 GXT 측정 시 심폐기능과 RPE 및 혈중 젖산농도를 비교하여 WT과 AE의 생리적인 반응을 비교하기 위하여 실시하였다.
- 본 연구의 목적은 휠체어 농구선수의 WT와 AE 운동 간의 심폐기능 및 RPE와 혈중 젖산농도를 비교하여 그 차이를 규명하는데 있다. 심폐기능의 지표로는 최대 산소섭취량, 호흡교환율, 그리고 최대심박수로 국한하여 측정·분석하였고 RPE와 혈중 젖산농도를 비교하였다.
제안 방법
- AE의 GXT 검사는 AE에 않은 상태에서 AE의 크랭크축과 어깨를 일치시키고 팔 길이를 조절한 후 Åstrand의 점증부하 방법으로 1단계에서 0.5Kp로 시작하여 각 단계는 2분마다 0.5Kp씩 부하를 증가시켜 GXT 검사를 실시하였고 크랭크의 회전속도는 60rpm속도로 유지하여 유지할 수 없을 때까지 측정을 실시하였다. [Table 3]과[Table 4]는 본 실험에서 사용한 WT과 AE의 protocol을 나타낸 것이다.
- WT의 GXT 검사로 사용된 Balke-ware protocol은 2% 경사도에 3.3mph(5.3kph) 속도로 1분 동안 시작하여 매 1분마다 경사도는 1%씩 증가시키고 속도는 고정하여 All-out상태까지 운동을 실시하였다.
- 각 운동부하방법에 따라 속도와 경사도, 운동 강도가 자동으로 조절되게 설정하였으며, RPE는 GXT protocols 이 단계가 바뀌는 시점 10초 전에 측정하여 두 측정기기간에 시작점과 종료 시점을 비교하였고, 혈중 젖산 농도 측정은 안정 시, 직후, 회복기 2분, 4분, 6분 10분에 실시하였다. 각 실험에서 피험자가 최대운동상태(all-out)에 도달하도록 격려 하였다.
- 본 실험은 Y대학교 특수체육실험실에서 실험하였다. 구체적인 실험방법으로 WT과 AE를 이용하여 GXT 검사 시 트레이닝 효과를 방지하기 위해 피험자들을 임의분배하였다. 또한 피험자들이 실험 전 24시간 동안 운동을 제한하였고 각 측정 간격은 최소 일주일 이상을 두고 실시하였다.
- 구체적인 실험방법으로 WT과 AE를 이용하여 GXT 검사 시 트레이닝 효과를 방지하기 위해 피험자들을 임의분배하였다. 또한 피험자들이 실험 전 24시간 동안 운동을 제한하였고 각 측정 간격은 최소 일주일 이상을 두고 실시하였다.
- 본 연구의 실험 장소는 온도 22℃ 이하, 습도 60%이하로 설정하였으며 호흡가스분석기는 영점조절(Calibration) 후 실시하였다. 또한, 실험의 목적 및 실험절차와 검사 수행 전 WT과 AE의 실시법과 RPE 사용법, 운동중단 시의 행동요령과 위험상황 시 대처방법에 대하여 설명과 시범을 실시하였고 실험에 참가하는 검사동의서를 작성한 후 충분한 준비운동을 실시하였다.
- 본 실험에서 WT의 protocol 선정을 위해 ACSM[18], Jonathan 등[23]과 한국체육과학연구원에서 많이 사용되고 있는 프로토콜 중 경사도 5%이상에서 시작하는 프로토콜을 제외한 Balke-ware, Bruce, Naughton, K.S.S.I, Ramp protocol 중 1개를 선정하기 위해 5명의 대상자들에게 무작위순으로 Pilot Test을 실시한 후 운동지속시간이 너무 짧거나 너무 길지 않고 최대산소섭취량 값의 평균값이 가장 높게 나타난 Balke-ware 프로토콜을 선정하였다. pilot test를 실시한 결과는 [Table 2]와 같다.
- 본 연구의 실험 장소는 온도 22℃ 이하, 습도 60%이하로 설정하였으며 호흡가스분석기는 영점조절(Calibration) 후 실시하였다. 또한, 실험의 목적 및 실험절차와 검사 수행 전 WT과 AE의 실시법과 RPE 사용법, 운동중단 시의 행동요령과 위험상황 시 대처방법에 대하여 설명과 시범을 실시하였고 실험에 참가하는 검사동의서를 작성한 후 충분한 준비운동을 실시하였다.
- 심폐기능의 지표로는 최대 산소섭취량, 호흡교환율, 그리고 최대심박수로 국한하여 측정·분석하였고 RPE와 혈중 젖산농도를 비교하였다.
- 심폐능력 지표는 WT과 AE를 실시할 때 호흡가스분석기를 이용하여 매 15초 간격으로 자동으로 측정하였고 무선심박수 측정기를 사용하여 호흡가스분석기에 측정된 심박수를 사용하였다. 심폐능력 측정 변인으로는 단위체중당 최대산소섭취량(⩒O2max/kg, ml/min/kg)값에 동일한 시각의 값으로 최대 산소섭취량(⩒O2max, ml/min), 호흡교환율(R, %), 그리고 최대심박수(HRmax, beats/min) 를 산출하였다.
- 심폐능력 지표는 WT과 AE를 실시할 때 호흡가스분석기를 이용하여 매 15초 간격으로 자동으로 측정하였고 무선심박수 측정기를 사용하여 호흡가스분석기에 측정된 심박수를 사용하였다. 심폐능력 측정 변인으로는 단위체중당 최대산소섭취량(⩒O2max/kg, ml/min/kg)값에 동일한 시각의 값으로 최대 산소섭취량(⩒O2max, ml/min), 호흡교환율(R, %), 그리고 최대심박수(HRmax, beats/min) 를 산출하였다.
- 운동정지를 판정하는 조건으로 GXT 중에 호흡교환율 (Respiratory exchange ratio, R)이 1.15이상, 심박수가 예측심박수의 90%이상에 해당했을 경우, RPE 17이상 그 외 피험자가 운동중지를 요구했을 경우에 판정하였다.
- 혈중 젖산분석은 YSI lactate analysis system을 사용하였으며, 운동 전, 직후, 회복 2분, 회복 4분, 회복 6분 간격으로 피험자의 손끝에서 사혈 침을 이용하여, 모세관으로 혈액을 옮긴 후, micro pipette을 사용하여 분석기로 분사 후 결과를 산출하였다.
대상 데이터
- 본 실험은 Y대학교 특수체육실험실에서 실험하였다. 구체적인 실험방법으로 WT과 AE를 이용하여 GXT 검사 시 트레이닝 효과를 방지하기 위해 피험자들을 임의분배하였다.
- 심폐기능의 지표로는 최대 산소섭취량, 호흡교환율, 그리고 최대심박수로 국한하여 측정·분석하였고 RPE와 혈중 젖산농도를 비교하였다. 본 연구의 대상은 비장애인 휠체어농구선수 11명으로 선정하였으며, 운동부하 방법으로 WT은 Balke-ware 점증부하 방법을 사용하였고, AE는 Åstrand 점증부하 방법을 사용하였다. 또한 WT과 AE의 운동 측정 시 최대 산소섭취량, 호흡교환율, 그리고 최대심박수, RPE, 혈중 젖산 농도의 차이를 분석하기 위하여 종속 t-검증을 하였으며, 유의수준은 .
- 본 연구의 대상자는 Y대학교에 재학 중인 휠체어 농구부 남학생 11명으로 구성되었다. 이들은 최소 6개월 이상 휠체어 농구 훈련을 실시하여 휠체어 조작에 있어서 문제가 없는 학생들로 선정하였으며, 이들의 신체적 특성은 [Table 1]과 같다.
데이터처리
- 0 program을 이용하여 분석하였다. 각 측정 변인의 평균과 표준편차를 산출하였고, 2가지의 측정기기 간에 따른 최대산소 섭취량, 호흡교환율, 최대심박수, RPE, 혈중 젖산농도의 차이를 분석하기 위하여 종속 t-test를 사용하였다. 모든 통계적 유의수준은 p<.
- 본 연구의 대상은 비장애인 휠체어농구선수 11명으로 선정하였으며, 운동부하 방법으로 WT은 Balke-ware 점증부하 방법을 사용하였고, AE는 Åstrand 점증부하 방법을 사용하였다. 또한 WT과 AE의 운동 측정 시 최대 산소섭취량, 호흡교환율, 그리고 최대심박수, RPE, 혈중 젖산 농도의 차이를 분석하기 위하여 종속 t-검증을 하였으며, 유의수준은 .05로 하였다. 이상의 실험을 통해 측정된 WT과 AE의 운동 시 심폐능력 및 젖산농도 RPE를 비교·분석한 결과는 다음과 같다.
이론/모형
- 주관적운동강도(RPE)는 Borg Scale을 사용하여 매 단계마다 부하가 증가되는 시점 10초 전에 측정하였다.
성능/효과
- WT과 AE의 GXT시 휴식기에서는 [Table 7]과 같이 각각 1.33±.45mmol/l와 1.40±.31mmol/l로 AE에서 조금 높게 나타났으며, 두 측정기기 간에 혈중 젖산 농도의 유의수준은 .723으로 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 넷째, RPE는 WT와 AE에서 시작점에서는 .311로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 종료 점에서는 .031로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났고 운동이 종료된 후 주관적 운동 강도가 AE에서 WT 보다 높게 나타났다.
- 다섯째, 혈중 젖산 농도는 WT와 AE에서 안정 시, 운동직후, 회복기 2분, 4분, 6분, 10분에서 유의한 차이가 나타나지 않았으며, 운동직후 AE가 WT보다 조금 높게 나타났다.
- 51으로 나타나 WT GXT에서 RPE 수준의 값이 시작점은 높게 나타났으나 종료 시점에서는 AE에서 더 높게 나타났다. 두 측정기기 간에 RPE의 유의수준은 시작점에서는 .311로 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났고 종료 시점에서는 .031로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 둘째, 호흡교환율은 WT와 AE 간의 유의수준이 .001으로 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, WT가 AE 보다 호흡교환율이 약간 높은 경향을 보였다.
- 본 연구에서 휠체어트레드밀과 암 에르고미터의 GXT 측정 시 최대 산소섭취량에 대한 결과에서 암 에르고미터가 휠체어트레드밀보다 좀 더 높게 나타났으며 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다. 이는 [24,25]의 연구의 결과와 유사한 것으로 휠체어 자세가 고관절과 슬관절의 완전굴곡에 의해서 다리로부터 골반부위로의 정맥환류가 더욱 제한되며, Balke-ware 프로토콜을 사용하여 휠체어 추진 시에 높은 경사도에서는 상체를 거의 움직일 수 없이 굽혀서 하는 형태를 유지하다 보니 상체를 고정시키고 하는 암 에르고미터보다 근육의 수축되어 있는 시간이 더 길어 근 혈류의 장애로 정맥환류의 감소를 초래하고 그에 따라 박출량 감소의 영향을 나타낸다.
- 셋째, 최대심박수는 WT와 AE 간의 유의수준이 .415로 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났으나, WT가 AE 보다 최대심박수가 약간 높은 경향을 보였다.
- 첫째, 최대 산소섭취량은 WT와 AE 간의 유의수준이 .031으로 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, WT가 AE 보다 최대 산소섭취량이 낮은 경향을 보였다.
- 휠체어 농구 선수의 WT과 AE GXT 시 호흡교환율에 대한 평균과 표준편차 및 유의한 차이가 있는지를 알아보기 위한 결과는 [Table 5]과 같이 WT GXT시 호흡 교환율은 1.16±.07, AE GXT 시 호흡교환율은 0.93±.05으로 나타나 WT GXT에서 호흡교환율 값이 더 높게 나타났으며, 두 측정기기 간에 호흡교환율의 유의수준이 .000으로 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 휠체어 농구 선수의 WT과 AE의 GXT 측정 시 RPE에 대한 시작점과 운동 종료 시점에서의 평균과 표준편차의 결과는 [Table 6]과 같이 WT GXT시 시작점과 종료점에서는 7.91±1.30과 18.27±1.90으로 각각 나타났으며, AE GXT 시 시작점과 종료점에서는 7.36±1.03과 19.64±.51으로 나타나 WT GXT에서 RPE 수준의 값이 시작점은 높게 나타났으나 종료 시점에서는 AE에서 더 높게 나타났다.
- 휠체어 농구 선수의 WT과 AE의 GXT 측정 시 최대 산소섭취량에 대한 평균과 표준 편차 및 유의한 차이가 있는지를 알아보기 위한 종속 t-test의 결과는 [Table 5]와 같이 WT GXT시 최대산소섭취량은 2696.82±250,75ml/min, AE GXT 시 최대산소섭취량은 3104.36±537.10ml/min으로 나타나 AE GXT에서 최대 산소섭취량 값이 더 높게 나타났으며, 두 측정기기 간에 최대산소섭취량의 유의수준이 .031으로 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 휠체어 농구 선수의 WT와 AE의 GXT 측정 시 RPE 에 대한 시작점과 운동 종료 시점에서의 결과는 WT GXT에서 RPE 수준의 값이 시작점은 높게 나타났으나 종료 시점에서는 암 에르고미터에서 더 높게 나타났다. 두 측정기기 간에 RPE의 유의수준은 시작점에서는 .
- 휠체어 농구 선수의 휠체어트레드밀과 암 에르고미터 GXT 시 최대심박수에 대한 결과는 휠체어트레드밀 GXT에서 최대 심박수 값이 더 높게 나타났으며, 두 측정기기 간에 최대 심박수가 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 휠체어 농구 선수의 휠체어트레드밀과 암 에르고미터의 GXT 시 호흡교환율에 대한 결과는 휠체어트레드밀 GXT에서 호흡교환율 값이 더 높게 나타났으며, 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 분당 소비된 산소량에 대한 분당 이산화탄소 배출량의 비율을 나타내는 호흡교환율이 휠체어트레드밀에서 운동부하에 따른 영향 때문으로 조금 높게 나타난 것으로 사료되며, 이는 [30]의 연구와 유사한 결과로 휠체어 트레드밀에서 운동 수행 중 경사도가 올라가는 시점에서 유산소운동이 아닌 무산소 운동으로 전환하면서 ATP를 생성하기 위해 탄수화물 대사를 주로 사용하는 것으로 호흡교환율의 1.
- 휠체어 농구 선수의 휠체어트레드밀과 암 에르고미터의 GXT 측정 시 혈중 젖산 농도에 대한 안정 시, 운동 직후, 회복기 2분, 4분, 6분, 10분의 결과는 안정 시에서는 각각의 피험자의 당일 상태에 따라서 약간의 차이가 있는 것으로 사료되며, 운동직후에는 암 에르고미터에서 조금 높게 나타났다. 회복기 2분, 4분, 6분, 10분에서는 휠체어트레드밀이 암 에르고미터보다 조금씩 높게 나타났으며, 이는 국부적인 운동에서 나타나는 것으로 사료되며, ACSM[18]에서 제시한 8mmol 이상의 차이보다는 낮은 것으로 [34]의 연구에서 긴 근육에 비해 짧은 근육의 더 큰 힘 발생 능력 감소는 액틴과 마이오신 상호작용이 많기 때문에 더 많은 ATP를 소모하는 것으로 제시한 결과와 유사하게 나타났다.
후속연구
- 따라서, 본 연구를 통해서 WT와 AE 운동 중 나타나는 생리적 변화를 분석해 봄으로써 운동 형태별 장단점을 파악함에 따라 지체장애인들의 운동 중 안정성, 운동 적성 능력 및 향상 등에 기여할 수 있는 연구라고 판단된다. 하지만 피험자의 수가 적기 때문에 본 연구결과를 일반화하기 어려워 좀 더 명확한 실험 결과를 도출해내기 위해서는 일반화할 수 있는 적정의 피험자 수를 대상으로 한 연구가 추후 이루어져야 하며, 트레이닝의 특수성의 원리에 맞게 각각의 피험자들에게 적절한 측정을 실시하기 위해 WT와 AE의 비교가 가능한 프로토콜에 관한 연구가 필요하다.
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