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문제 정의
- 또한 Mulligan과 Cook (2013)의 연구에서는 4주간의 짧은 발 운동 후 기능적 뻗기 능력이 향상되었다고 보고하였다. 따라서 본 연구는 균형능력이 떨어지는 환자에게 짧은 발 운동을 수행할 때 환자의 균형능력에 맞추어 운동자세 및 방법을 고려하기 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.
- 비록 다양한 발 내재근 강화 훈련에 대한 효과를 비교한 연구들이 선행 되었지만 임상에서 실제 발 내재근의 기능부전이 있는 환자에게 짧은 발 운동을 교육하고 적용했을 때 발 내재근을 쉽게 활성화시키는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 쉽게 발 내재근을 활성화 시킬 수 있는 운동방법을 알아보기 위해 기존의 짧은 발 운동, 발 보조기를 이용한 짧은 발 운동 그리고 권양기 효과를 이용한 짧은 발 운동 시 근 활성도를 비교하고자 하였다.
가설 설정
- 세 번째로, 보조기를 이용한 짧은발 운동에서 각 실험자간 발의 크기와 안쪽세로활의 높이를 고려하지 않고 같은 모양의 보조기를 이용한 점이다. 네 번째로는 평발환자가 아닌 일반 대상자로 하였고 대상자 수가 적어 연구결과를 일반화(generalization) 할 수 없다는 것이다. 따라서 향후 연구에서는 발 내재근의 약화가 있는 평발환자를 대상으로 다양한 짧은 발 운동 시 발 내재근의 근활성도와 안쪽 세로활의 높이를 알아보고 장기간의 효과를 알아볼 필요가 있을 것이다.
제안 방법
- 본 연구에서 실시한 권양기 효과를 이용한 짧은 발 운동은 일반적인 짧은 발 운동보다 앉은 자세와 한발로 선 자세에서 각각 14%MVIC와 23%MVIC 차이를 보였다. Reinold 등(2004)의 연구에서 비록 어깨관절에서의 근육에 관한 연구이지만, 임상적으로 의미가 있기 위해서는 근활성도의 차이가 최소한 10%MVIC의 차이를 보여야 한다고 보고하였기 때문에 본 연구에서는 임상에서 환자들이 발 내재근을 쉽게 활성화 시킬 수 있는 권양기 효과를 이용한 짧은 발 운동을 추천한다.
- 각각의 운동방법을 앉은 자세와 한발서기 자세에서 측정하였다. 본 연구에서 두 가지 자세를 선택한 이유는 체중 지지 유무에 따라 지면반발력이 발 내재근에 대해 저항으로써 작용하기 때문이다.
- 운동 방법과 운동 자세는 무작위로 할당 하였다. 각각의 운동은 5초간 3회씩 수행하면서 근 활성도를 측정하였고, 근 활성도 분석은 5초 간 수집된 자료에서 처음과 마지막 1초의 근전도 값은 사용하지 않고, 중간 3초 동안의 평균값을 대표값으로 하였다. 각 운동 간에 근피로를 예방하기 위해 각 조건 사이에 3분간의 휴식을 취하였다.
- 1B). 권양기 효과를 이용한 짧은 발 운동은 실험자가 대상자의 엄지발가락의 발허리발가락관절을 수동적으로 발등굽힘 시키면 발바닥 근막에서 발생하는 장력에 의해 안쪽세로활이 올라가는 것을 대상자에게 인지하게 한 후 안쪽세로활의 높이를 유지하면서 능동적으로 발허리발가락관절을 발바닥굽힘시켜 짧은발 운동을 실시하였다(Fig. 1C).
- 엄지 벌림근의 활성도를 측정하기 위해 무선 근전도 시스템(TeleMyo 2400T EMG, Noraxon, USA)을 이용하였다. 근전도 신호는 근전도 소프트 웨어(Master Edition 1.06, Noraxon, USA)를 이용하여 분석하였다. 자료 수집률(sampling rate)은 1000 Hz로 하였으며 원신호는 20~400Hz의 밴드패스 필터(bandpass filter)를 사용하여 여과하였다.
- 평균 근 활성도의 정규화(normalization)를 위해 앉은 자세에서 뒤꿈치를 잡고 엄지 발가락을 벌림과 굽힘 방향으로 최대한의 자발적 등척성 수축에 대해 실험자의 손가락으로 몸쪽 발가락에 저항을 주었다. 근전도 측정은 5초 동안 수집 되며, 처음과 마지막 1초의 근전도 값은 사용하지 않고, 3초 동안 측정된 값의 평균값을 최대 자발적 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction: MVIC)으로 하였다. 각각의 운동에 대한 평균 근 활성도를 %MVIC로 표현하였다.
- 최근 연구에서도 실험 대상자에게는 짧은 발 운동이 익숙하지 않아서 2주간 운동법을 연습한 후에 발가락 말기 운동(toe-curl exercise)과 짧은 발 운동 시 엄지벌림근의 근활성도를 측정 하였다(Jung 등, 2011a). 따라서 본 연구에서는 임상에서 쉽게 할 수 있는 짧은 발 운동을 제시 하고자 실험 전 각 대상자들에게 운동방법들을 설명 한 뒤 3번 연습한 후 운동 방법을 무작위로 배정하여 다양한 짧은 발 운동을 수행하였다.
- 1A). 발 보조기를 이용한 짧은 발 운동은 수동적으로 안쪽세로활을 높일 수 있도록 발 보조기를 사용한 상태로 위에서 언급한 짧은 발 운동을 수행하였다(Fig. 1B). 권양기 효과를 이용한 짧은 발 운동은 실험자가 대상자의 엄지발가락의 발허리발가락관절을 수동적으로 발등굽힘 시키면 발바닥 근막에서 발생하는 장력에 의해 안쪽세로활이 올라가는 것을 대상자에게 인지하게 한 후 안쪽세로활의 높이를 유지하면서 능동적으로 발허리발가락관절을 발바닥굽힘시켜 짧은발 운동을 실시하였다(Fig.
- 특히 보행 중 말기 입각기 시 권양기 효과는 발이 뒤침(supination)되는 중요한 요인으로 작용하고 발을 견고하게 하여 추진할 수 있도록 도와준다(Hicks, 1954; Kappel-Bargas 등, 1998).이러한 권양기 효과를 이용하여 본 연구에서는 발허리 발가락관절을 수동적으로 발등굽힘 시켜 안쪽세로활의 높이를 올려 이를 유지하면서 발가락을 천천히 발바닥굽힘 시켜 짧은 발 운동을 실시하였다. Jung 등(2011a)의 연구에서 짧은 발 운동의 근활성도는 앉은 자세와 한발로 선 자세에서 본 연구의 결과와 비슷한 연구결과를 보였다.
- 평균 근 활성도의 정규화(normalization)를 위해 앉은 자세에서 뒤꿈치를 잡고 엄지 발가락을 벌림과 굽힘 방향으로 최대한의 자발적 등척성 수축에 대해 실험자의 손가락으로 몸쪽 발가락에 저항을 주었다. 근전도 측정은 5초 동안 수집 되며, 처음과 마지막 1초의 근전도 값은 사용하지 않고, 3초 동안 측정된 값의 평균값을 최대 자발적 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction: MVIC)으로 하였다.
대상 데이터
- 또한 근전도 신호를 RMS (root mean square) 값으로 계산하여 분석하였다(Bang, 2015; Yoon 등, 2014). 보조기는 발 보조기를 이용한 짧은 발 운동을 위해 뒤꿈치에서 먼쪽 발허리뼈까지 길이의 길이의 견고한 발 보조기를 사용하였다.
- 본 연구 대상자는 실험 전에 본 연구의 목적과 방법에 대해 충분히 설명을 듣고, 실험 참여에 동의한 자로 하였다. 연구대상자는 총 14명(남성: 11명, 여성: 3명)으로 선정기준은 다음과 같다. 첫째, 발배뼈 처짐(navicular drop) 검사 시 10 mm 이하이고 편안한 기립자세에서의 뒤꿈치 자세 (RCSP: resting calcaneal stance posture)가 –2°~+2°인 자(Razeghi과 Batt, 2002; Mahar와 Livinqston, 2009), 둘째로 하지의 반복적 손상이나 수술적 병력이 없는 자, 셋째, 당뇨병이나 발가락의 기형이 없는 자.
데이터처리
- 근전도 측정은 5초 동안 수집 되며, 처음과 마지막 1초의 근전도 값은 사용하지 않고, 3초 동안 측정된 값의 평균값을 최대 자발적 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction: MVIC)으로 하였다. 각각의 운동에 대한 평균 근 활성도를 %MVIC로 표현하였다. 이요인 반복측정 분산분석(two-way repeated-measures ANOVA)를 이용하여 운동 방법(SF vs.
- 자료 수집률(sampling rate)은 1000 Hz로 하였으며 원신호는 20~400Hz의 밴드패스 필터(bandpass filter)를 사용하여 여과하였다. 또한 근전도 신호를 RMS (root mean square) 값으로 계산하여 분석하였다(Bang, 2015; Yoon 등, 2014). 보조기는 발 보조기를 이용한 짧은 발 운동을 위해 뒤꿈치에서 먼쪽 발허리뼈까지 길이의 길이의 견고한 발 보조기를 사용하였다.
- 사후분석으로 대응표본 t-검정(paired t-test)를 사용하였고 통계학적 유의수준 α는 .01로 정하였다.
- 각각의 운동에 대한 평균 근 활성도를 %MVIC로 표현하였다. 이요인 반복측정 분산분석(two-way repeated-measures ANOVA)를 이용하여 운동 방법(SF vs. SF-FO vs. SF-WE)과 운동 자세(앉은 자세 vs. 한발 서기 자세)에 따른 엄지 벌림근의 근 활성도를 분석하였다. 사후분석으로 대응표본 t-검정(paired t-test)를 사용하였고 통계학적 유의수준 α는 .
이론/모형
- 엄지 벌림근의 활성도를 측정하기 위해 무선 근전도 시스템(TeleMyo 2400T EMG, Noraxon, USA)을 이용하였다. 근전도 신호는 근전도 소프트 웨어(Master Edition 1.
성능/효과
- 대상자의 일반적인 특징으로 평균 키 169.6±5.8cm, 몸무게 64.2±11.3kg, 나이 27.8±4.3세 그리고 BMI 22.2±3.1kg/m²이다.
- 또한 운동 자세에 따른 사후분석 결과, 모든 운동 방법에서 한발로 선 자세가 앉은 자세보다 엄지 벌림근의 근 활성도가 유의하게 높았다(p<.01)(Fig. 2).
- 본 연구 결과, 앉은 자세와 한발서기 자세 모두 권양기 효과를 이용한 짧은 발 운동이 일반적인 짧은 발 운동과 발 보조기를 이용한 짧은 발 운동보다 엄지 벌림근의 근 활성도가 유의하게 높았다. 권양기 효과는 발허리발가락관절을 발등굽힘시키면 발바닥 근막(plantar aponeurosis)의 장력이 증가하여 안쪽세로활의 높이를 올리고 발의 안정성을 제공해주는 역할을 한다(Bolgla와 Malone, 2004).
- 본 연구에서 권양기 효과를 이용한 짧은 발 운동이 기존의 짧은 발 운동이나 보조기를 이용한 짧은 발 운동 보다 엄지벌림근의 근활성도가 유의하게 높았다. 따라서 임상에서 발 내재근이 약한 사람들에게 발 내재근의 근활성화를 활성화에 좀더 효과적이고 쉽게 적용할 수 있는 권양기 효과를 이용한 짧은 발 운동을 추천한다.
- Jung 등(2011a)의 연구에서 짧은 발 운동의 근활성도는 앉은 자세와 한발로 선 자세에서 본 연구의 결과와 비슷한 연구결과를 보였다. 본 연구에서 실시한 권양기 효과를 이용한 짧은 발 운동은 일반적인 짧은 발 운동보다 앉은 자세와 한발로 선 자세에서 각각 14%MVIC와 23%MVIC 차이를 보였다. Reinold 등(2004)의 연구에서 비록 어깨관절에서의 근육에 관한 연구이지만, 임상적으로 의미가 있기 위해서는 근활성도의 차이가 최소한 10%MVIC의 차이를 보여야 한다고 보고하였기 때문에 본 연구에서는 임상에서 환자들이 발 내재근을 쉽게 활성화 시킬 수 있는 권양기 효과를 이용한 짧은 발 운동을 추천한다.
- 본 연구에서는 운동 자세에 따른 사후분석 결과, 모든 짧은 발 운동 방법에서 한발로 선 자세가 앉은 자세보다 엄지 벌림근의 근 활성도가 유의하게 높았다. 이는 체중 지지 유무에 따른 지면반발력이 발 내재근에 대해 저항으로써 작용하기 때문이다.
- 발 보조기는 평발환자들에게 발의 아치를 재정렬시키고 환자의 증상 완화를 위해 자주 처방되고 제작되어지는 중재 방법이다(Hume 등, 2008; Banwell 등, 2014; Evans와 Rome, 2011). 본 연구에서는 이러한 발 보조기를 이용한 쉽게 아치를 올리고 짧은 발 운동을 시행 하였으나 근활성도가 32.1%MVIC와 73.58%MVIC로 다른 짧은 발 운동 중 가장 낮았다. 그 이유는 발 보조기를 착용하면 발의 아치가 올라가면서 엄지벌림근의 길이가 짧아진 상태가 되어 근활성도를 최대한으로 유발하기에 충분한 길이가 되지 못하므로 근활성도가 낮았을 것이라 사료된다.
- 1kg/m²이다. 본 연구의 결과의 수치를 가지고 파워 분석(power analysis)을 해본 결과, 운동 간의 유의한 차이가 나는 조건 중 가장 낮은 평균차이와 차이의 표준편차 수치를 대입하여 알아본 결과 파워가 .8(80%)일 때 대상자 크기(sample size)가 11명임으로 본 연구의 대상자 수는 충분하다.
- 운동 방법에 따른 사후분석 결과, 모든 자세에서 권양기 효과를 이용한 짧은 발 운동이 일반적인 짧은 발 운동과 발 보조기를 이용한 짧은 발 운동보다 엄지 벌림근의 근 활성도가 유의하게 높았다(p<.01)(Fig. 2).
- 이요인 반복측정 분산분석 결과, 운동 방법과 운동 자세에서 엄지 벌림근의 근 활성도는 유의한 차이를 보였다(p<.05)(Table 2).
후속연구
- 비록 권양기효과를 이용한 짧은 발 운동 시 대상자로 하여금 안쪽 세로활이 내려가지 않고 유지하라고 지시하였으나 이를 제대로 수행했는지 확인하지 못했다. 두 번째로, 다양한 짧은 발 운동 시 발 내재근의 활성도의 차이를 좀더 명확하게 알아보기 위해 발 내재근의 근활성도와 안쪽 세로활 높이와의 상관관계를 알아보지 못하였다. 세 번째로, 보조기를 이용한 짧은발 운동에서 각 실험자간 발의 크기와 안쪽세로활의 높이를 고려하지 않고 같은 모양의 보조기를 이용한 점이다.
- 네 번째로는 평발환자가 아닌 일반 대상자로 하였고 대상자 수가 적어 연구결과를 일반화(generalization) 할 수 없다는 것이다. 따라서 향후 연구에서는 발 내재근의 약화가 있는 평발환자를 대상으로 다양한 짧은 발 운동 시 발 내재근의 근활성도와 안쪽 세로활의 높이를 알아보고 장기간의 효과를 알아볼 필요가 있을 것이다.
- 본 연구의 첫 번째 제한점으로는 안쪽 세로활의 높이를 측정하지 못했다는 것이다. 비록 권양기효과를 이용한 짧은 발 운동 시 대상자로 하여금 안쪽 세로활이 내려가지 않고 유지하라고 지시하였으나 이를 제대로 수행했는지 확인하지 못했다.
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