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문제 정의
- 본 연구는 배드민턴 동호인들을 대상으로 참여동기와 참여 정도에 따른 운동 만족도에 대한 연구는 다양하게 이루어 졌지만 배드민턴 동호인의 주로 발생되는 발목관절의 상해 이후 균형능력과 하지 근활성도에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 발목관절 불안정성을 가진 배드민턴 동호인들 대상으로 신경근 훈련을 적용 후 균형능력과 하지 근활성도를 측정하여 발목관절 불안정성을 가진 배드민턴 동호인에게 어떠한 영향을 미치는지 대해 알아보고, 발목관절 불안정성의 개선과 부상예방 및 부상 이후 효과적인 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
- 본 연구는 만성 발목 불안정성을 가진 배드민턴 동호인을 대상으로 신경근 훈련을 6주간 실시한 후 하지 근활성도와 균형능력에 미치는 영향을 분석하여 신경근 훈련의 효과를 알아보았다. 앞정강근, 긴종아리근과 장딴지근의 근활성도(%MVIC)값과 균형능력 값의 분석을 통하여 신경근 훈련이 하지 근활성도와 균형능력 향상에 효과적임을 알 수 있었다.
제안 방법
- 근전도 자료는 만성 발목 불안정성을 보이는 하지의 앞정강근(tbialis Anterior), 긴종아리근(peroneus Longus), 장딴지근(gastrocnemius)에서 수집하였고 표본 추출률(sampling rate)은 1,024 Hz로 설정하였고, 잡음을 최소화하기 위하여 대역 여과 필터(notch filter) 60 Hz, 대역통과필터(band pass filter) 30-500 Hz를 사용 하였고, 수집된 신호는 실효치(RMS)로 변환하였다.22 근전도의 수집된 테이터를 일반화하기 위한 과정으로 앞정강근, 긴종아리근과 장딴지근의 최대 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction, MVIC)을 기준으로 측정된 값을 표준화하였다. 최대 등척성 수축 측정은 ‘시작’이라는 구호와 함께 각각의 동작을 5초 유지하여 3회 반복 측정하고, 각 동작의 수행 사이 1분간 휴식을 취하고, 5초 동안의 측정값을 RMS처리한 후 처음과 마지막 1초를 제외 한 중간 3초 동안의 평균 근전도 신호량을 100% MVIC로 사용한다.
- 이 장비는 이동이 가능하며, 압력중심의 이동을 측정하기 위한 사각형 모양의 힘판(force plate)과 압력중심의 이동을 보여주는 모니터로 구성되어 있다. 검사 방법에는 정적 균형을 측정하기 위해 두 발로 서기를 60초간 전방을 향하는 동안 신체 중심(center of pressure)의 총 궤적길이를 측정하였다. 동적 균형의 안정성 한계(limited of stability)를 측정하기 위해 전방의 모니터에서 지시하는 8개의 방향으로 체중 이동 시 중심점에서의 거리를 측정하였다.
- 균형 능력을 분석하기 위하여 Biorescue (RM Ingenierie, Rodez, France)를 사용하였다. 이 장비는 이동이 가능하며, 압력중심의 이동을 측정하기 위한 사각형 모양의 힘판(force plate)과 압력중심의 이동을 보여주는 모니터로 구성되어 있다.
- 21 표면 근전도의 신호에 대한 피부 저항을 감소시키기 위하여 부착부위의 털을 제거한 후, 소독용 알코올로 피부를 깨끗이 하였다. 근전도 자료는 만성 발목 불안정성을 보이는 하지의 앞정강근(tbialis Anterior), 긴종아리근(peroneus Longus), 장딴지근(gastrocnemius)에서 수집하였고 표본 추출률(sampling rate)은 1,024 Hz로 설정하였고, 잡음을 최소화하기 위하여 대역 여과 필터(notch filter) 60 Hz, 대역통과필터(band pass filter) 30-500 Hz를 사용 하였고, 수집된 신호는 실효치(RMS)로 변환하였다.22 근전도의 수집된 테이터를 일반화하기 위한 과정으로 앞정강근, 긴종아리근과 장딴지근의 최대 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction, MVIC)을 기준으로 측정된 값을 표준화하였다.
- Myer 등20의 방법을 변형하여 ① 민첩성 훈련, ② 옆으로 한발뛰기, ③ 수직점프, ④ 8자 한발뛰기 훈련을 1회로 하여 실시 하였으며 점차 경기상황과 유사하게 난이도를 높였다(Figure 1). 대조군은 4주간, 3회/1주, 30분/1일 동안 총 12회 진행 되며, 매회 준비운동 5분과 정리운동 5분, 본운동 20분으로 진행하였다. 첫 주에서 둘째 주까지는 안정된 지지면에서 눈을 뜬 상태에서 손상측 발을 지지하고 건측 다리를 엉덩관절과 무릎관절을 90°로 들어올리고 양손은 편안한 자세로 유지하며, 셋째 주부터 넷째 주까지는 에어로 스텝(Aero-step XL, TOGU, Germany) 위에서 실시하였다.
- 검사 방법에는 정적 균형을 측정하기 위해 두 발로 서기를 60초간 전방을 향하는 동안 신체 중심(center of pressure)의 총 궤적길이를 측정하였다. 동적 균형의 안정성 한계(limited of stability)를 측정하기 위해 전방의 모니터에서 지시하는 8개의 방향으로 체중 이동 시 중심점에서의 거리를 측정하였다. 모든 평가는 3회를 측정하여 얻은 결과 값의 평균값을 이용하였다.
- 최대 등척성 수축 측정은 ‘시작’이라는 구호와 함께 각각의 동작을 5초 유지하여 3회 반복 측정하고, 각 동작의 수행 사이 1분간 휴식을 취하고, 5초 동안의 측정값을 RMS처리한 후 처음과 마지막 1초를 제외 한 중간 3초 동안의 평균 근전도 신호량을 100% MVIC로 사용한다. 또한 만성 발목 불안정성을 보이는 하지 측정 후 3분간의 휴식 후 반대쪽 하지를 동일한 방법으로 측정하였다.23,24
- 본 연구가 진행되는 체육관은 전남 M시 S동에 위치한 실내체육 시설에서 실시하였다. 실험군은 4주간, 3회/1주, 30분/1일 동안 총 12회 진행 되며, 매회 준비운동 5분과 정리운동 5분, 본운동 20분으로 진행하였다. Myer 등20의 방법을 변형하여 ① 민첩성 훈련, ② 옆으로 한발뛰기, ③ 수직점프, ④ 8자 한발뛰기 훈련을 1회로 하여 실시 하였으며 점차 경기상황과 유사하게 난이도를 높였다(Figure 1).
- 첫 주에서 둘째 주까지는 안정된 지지면에서 눈을 뜬 상태에서 손상측 발을 지지하고 건측 다리를 엉덩관절과 무릎관절을 90°로 들어올리고 양손은 편안한 자세로 유지하며, 셋째 주부터 넷째 주까지는 에어로 스텝(Aero-step XL, TOGU, Germany) 위에서 실시하였다.
- 최대 등척성 수축 측정은 ‘시작’이라는 구호와 함께 각각의 동작을 5초 유지하여 3회 반복 측정하고, 각 동작의 수행 사이 1분간 휴식을 취하고, 5초 동안의 측정값을 RMS처리한 후 처음과 마지막 1초를 제외 한 중간 3초 동안의 평균 근전도 신호량을 100% MVIC로 사용한다.
- 하지의 근활성도를 측정하기 위하여 표면 근전도 시스템(MP100 EMG, Biopac System Inc., USA)을 이용하였고 여기에서 전환된 디지털 신호는 개인용 컴퓨터에서 Acqknowledge 3.91 소프트웨어를 이용하여 자료 처리하였다.21 표면 근전도의 신호에 대한 피부 저항을 감소시키기 위하여 부착부위의 털을 제거한 후, 소독용 알코올로 피부를 깨끗이 하였다.
대상 데이터
- 본 연구가 진행되는 체육관은 전남 M시 S동에 위치한 실내체육 시설에서 실시하였다. 실험군은 4주간, 3회/1주, 30분/1일 동안 총 12회 진행 되며, 매회 준비운동 5분과 정리운동 5분, 본운동 20분으로 진행하였다.
- 본 연구는 전남 M시에 거주하는 배드민턴 동호인을 대상으로 자발적 참여에 동의한 자를 선정하여 본 연구의 참여기준에 적합한 자로 각각 실험군 10명, 대조군 10명으로 나누어 연구를 진행 하였다. 대상자의 선정기준은 1) 기능적 발목 불안정성 설문지의 항목 중 5개 이상을 만족하는 동호인, 2) 발목의 수술 경력이 없는 동호인, 3) 발목 관절 움직임이 정상의 생리적 범위를 초과하지 않는 동호인, 4) 완전한 체중지지가 가능한 동호인, 5) 시각 및 청각에 의학적 문제가 없는 동호인으로 본인 또는 보호자에게 본 연구에 대해 충분히 설명한 후 진행하였다.
데이터처리
- 동적 균형의 안정성 한계(limited of stability)를 측정하기 위해 전방의 모니터에서 지시하는 8개의 방향으로 체중 이동 시 중심점에서의 거리를 측정하였다. 모든 평가는 3회를 측정하여 얻은 결과 값의 평균값을 이용하였다.12,25,26
- 0 프로그램을 이용하여 처리하였다. 연구대상자의 정규성 검증을 위해 독립표본 t-검정(independent t-test)을 실시하였고, 운동방법에 따른 그룹 간 근활성도와 균형능력을 비교하기 위해 공분산분석(analysis of covariance, ANCOVA)을 실시하였다. 통계학적 유의수준은 0.
성능/효과
- 그룹 간 중재 전, 후 앞정강근의 근활성도 비교에서 실험군은 24.47±5.26%에서 39.13±3.15%으로, 대조군은 26.12±4.75%에서 36.16±2.66%로 대조군과 비교하여 통계학적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.05).
- 그룹 간 중재 전, 후 총 궤적거리 비교에서 실험군은 89.47±12.26 mm에서 79.38±20.15 mm로, 대조군은 90.83±21.75 mm에서 86.16±21.86mm로 대조군과 비교하여 통계학적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.05).
- 긴종아리근의 근활성도 비교에서 실험군은 48.22±2.46%에서 72.70±6.51%으로, 대조군은 48.94±2.48%에서 69.65±2.95%로 대조군과 비교하여 통계학적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.005).
- 배드민턴 동호인을 대상으로 운동상해 유병 분석에서 하체부위 상해 발생이 발목 86.1%로 가장 높았으며, 관절의 가장 많은 상해발생 종류로 염좌 42.6%로 가장 높게 나타났다.4 발목 염좌는 발목관절의 갑작스런 발바닥 굽힘 상태에서 안쪽 돌림을 일으켜 외측인대가 손상되는 급성 손상과 과훈련, 과사용 또는 염좌 후 완전한 재활 처치 등의 부재로 인해 나타나는 만성적인 손상으로 나눌 수 있다.
- Strøm 등38은 바닥에서 훈련보다 BOSU와 와블보드 위에서 훈련이 긴종아리근의 활성도가 높다고 하였으며, Kim은39 뇌졸중 환자를 대상으로 반웅크리기 자세에서 전신진동운동을 실시한 그룹에서 앞정강근에서 근활성도의 유의한 차이를 보였다. 본 연구에서도 만성 발목 불안정성을 가진 배드민턴 동호인에게 신경근 훈련을 6주 동안 주 3회 30분 동안 중재한 그룹에서 앞정강근, 긴종아리근과 장딴지근의 근활성도의 유의한 증가를 보여 선행연구와 동일한 결과를 보였다. 이처럼 하지의 근활성도의 증가는 균형능력과 높은 상관관계가 있다고 하였고,24 발목 관절의 정적 안정성과 동적 안정성을 유지하기 위해서는 발목 주변근육의 근력과 고유수용성 감각의 기능을 유지하여야 안정성이 유지되고 재손상을 예방 할 수 있다고 하였다.
- 본 연구는 만성 발목 불안정성을 가진 배드민턴 동호인을 대상으로 신경근 훈련을 6주간 실시한 후 하지 근활성도와 균형능력에 미치는 영향을 분석하여 신경근 훈련의 효과를 알아보았다. 앞정강근, 긴종아리근과 장딴지근의 근활성도(%MVIC)값과 균형능력 값의 분석을 통하여 신경근 훈련이 하지 근활성도와 균형능력 향상에 효과적임을 알 수 있었다.
- 장딴지근의 근활성도 비교에서 실험군은 51.75±3.15%에서 70.38±4.74%으로, 대조군은 52.40±4.25%에서 62.56±2.78%으로 대조군과 비교하여 통계학적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.05) (Table 2).
후속연구
- 이처럼 하지의 근활성도의 증가는 균형능력과 높은 상관관계가 있다고 하였고,24 발목 관절의 정적 안정성과 동적 안정성을 유지하기 위해서는 발목 주변근육의 근력과 고유수용성 감각의 기능을 유지하여야 안정성이 유지되고 재손상을 예방 할 수 있다고 하였다. 배드민턴처럼 급격한 방향전환, 가속과 감속, 점프와 같은 동작들이 반복적으로 일어나는 스포츠 활동에서 발목 주변근육의 강화훈련과 고유수용성 감각 훈련, 안정성 훈련이 복합된 신경근 훈련이 만성 발목 불안정성을 가진 배드민턴 동호인의 발목 불안정성을 개선 및 재손상 예방을 위해 효율적으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
- 본 연구의 제한점으로 지역적 제한과 적은 대상자로 인해 모든 발목 불안정성을 가진 배드민턴 동호인에게 일반화하기 어려웠고, 연구 대상자의 일상생활 통제에 어려움이 있었다. 향후 본 연구를 바탕으로 발목 불안정성을 가진 배드민턴 동호인에게 신경근 훈련의 중재가 점프력과 민첩성에 미치는 영향에 대한 연구도 필요할 것이다.
- 본 연구의 제한점으로 지역적 제한과 적은 대상자로 인해 모든 발목 불안정성을 가진 배드민턴 동호인에게 일반화하기 어려웠고, 연구 대상자의 일상생활 통제에 어려움이 있었다. 향후 본 연구를 바탕으로 발목 불안정성을 가진 배드민턴 동호인에게 신경근 훈련의 중재가 점프력과 민첩성에 미치는 영향에 대한 연구도 필요할 것이다.
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