[논문]발바닥 부위 쿨링이 심부 체온에 미치는 효과

박유진; 김정훈; 박지은; 김지인; 이종민

doi:10.9718/jber.2017.38.5.232

[국내논문] 발바닥 부위 쿨링이 심부 체온에 미치는 효과
The Effect of Foot Cooling on Body Temperature 원문보기

Journal of biomedical engineering research : the official journal of the Korean Society of Medical & Biological Engineering, v.38 no.5, 2017년, pp.232 - 236

박유진 (경북대학교 대학원 의용생체공학과) , 김정훈 (경북대학교 대학원 전자공학부) , 박지은 (경북대학교 대학원 의용생체공학과) , 김지인 ((주) 신라시스템) , 이종민 (경북대학교 의학전문대학원 영상의학교실)

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, We investigated the effect of foot cooling on the reduction of body temperature after hard exercise at the high temperature of $40^{\circ}C$. We performed a total of 30 subjects, and the subjects performed treadmill exercise for 30 minutes. We produced the cooling device to cool the foot using Peltier module. After the end of the exercise, We performed normal recovery method and cooling recovery method(one foot, both feet) for 1 hour on the same indoor environmental conditions and confirmed the change of body temperature of subjects. The results of deep body temperature measurement showed average $38.78{\pm}0.22^{\circ}C$ to $38.54{\pm}0.15^{\circ}C$ when the normal recovery method was performed. Cooling recovery method on one foot showed average $38.69{\pm}0.14^{\circ}C$ to average $38.06{\pm}0.17^{\circ}C$ and Cooling recovery method on both feet showed average $38.69{\pm}0.15^{\circ}C$ to average $37.84{\pm}0.21^{\circ}C$. There was a significant difference between the normal recovery method and the one foot cooling recovery method(p < .05), there was a significant difference between the normal recovery method and the both feet cooling recovery method(p < .05) and there was a significant difference between the one foot cooling recovery method and the both feet cooling recovery method(p < .05). Body temperature showed the lowest decrease rate when the normal recovery method was performed, and body temperature showed the highest decrease rate when the both feet cooling recovery method was performed. Therefore, recovery of cooling on the foot after hard exercise have decreased body temperature, delay fatigue in the body, and will be contributed to improvement of athlete performance.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 고온의 환경에서 격렬한 운동 후 발바닥 부위 쿨링이 심부체온 감소에 미치는 효과를 알아보고자 실시하였다. 운동 종료 후 발바닥 부위의 각 쿨링 유형간의 유의한 차이를 확인하였다.
본 연구에서는 40°C의 고온 환경에서 격렬한 운동 후 발바닥 부위 쿨링이 심부체온 감소에 미치는 효과를 알아보고자 실시하였다.
그 중 쿨링 기법은 체내 열 축적의 지연과 근 손상을 회복시키며[5], 쿨링 방법, 쿨링 온도, 쿨링 적용 부위 등에 따라 다양하게 연구되고 있다[6]. 이러한 연구는 스포츠인들의 체온상승을 지연시킴으로써 운동 수행능력 및 경기력 향상에 목적을 두고 있다. 이주연 등(2004)은 냉각 방법을 비교하였는데, 고온에서 전도방식과 증발방식의 냉각 기법을 비교한 결과 전도방식이 고온에서 더위를 완화시키는 효과를 나타내었다는 결과를 보고했다[7].
이에 본 연구에서는 펠티어를 이용하여 쿨링 장치를 개발하고 40°C의 고온 환경에서 트레드밀 운동 후 발바닥 부위의 냉각을 통한 심부체온의 변화에 미치는 영향을 알아보고자 한다.

제안 방법

그리고 고체온증(Hyperthermia)으로 인한 신경 및 근육 세포의 손상, 위장, 간 등의 장기에 나타나는 부작용을 방지하기 위해 피험자의 심부체온을 39°C까지 증가시킨 후 회복을 진행하였다.
따라서 2차 실험에서는 실외에서 실시하는 스포츠현장과 유사한 외부환경 조성과 심부체온의 급격한 변화를 관찰하기 위해 실험실 내 환경을 온도 38°C~40°C, 습도 15%로 유지하였고, 피험자의 심부체온을 39°C까지 증가시킨 후 회복을 진행하였다.
펠티어 소자는 두 종류의 소자 양단에 전압을 가하면 한쪽 면에서는 발열하여 온도가 상승하고 다른 면에서는 흡열하여 온도가 낮아지는 펠티어 효과를 이용한 소자이다[12]. 본 실험에서 운동 종료 후 발바닥 부위 쿨링 회복을 적용하기 위해 펠티어 소자를 이용한 쿨링 장치를 제작하였다. 펠티어 소자의 냉각작용을 이용하여 열전도율이 높은 구리동판의 온도를 30°C로 유지하였고(그림 1), 발바닥 부위 쿨링 회복 방법을 진행하였다.
본 연구에서는 체온측정을 위해 겨드랑이온도를 측정하였다. 겨드랑이온도 측정은 전자체온계(Thermosafer(XST200), Choistec Inc.
본 연구의 1차 실험에서는 실험실 내 환경을 온도 26°C~28°C, 습도 25%를 유지하였고 운동 방법은 speed 5.5km/h의 운동 강도로 30분 간 트레드밀 운동을 실시하였다.
본 연구의 피험자는 남 18명, 여 12명으로 총 30명을 대상으로 선정하였고 피험자들은 정상회복, 쿨링 회복(한 발, 양 발)을 각 1회씩 진행하였다. 실험 목적 및 시험 절차 등에 대해 충분한 사전 설명을 실시하였다.
그리고 고체온증(Hyperthermia)으로 인한 신경 및 근육 세포의 손상, 위장, 간 등의 장기에 나타나는 부작용을 방지하기 위해 피험자의 심부체온을 39°C까지 증가시킨 후 회복을 진행하였다. 운동 및 쿨링 회복시 피부를 통한 열손실을 막기 위해 긴 옷, 복면, 장갑을 착용하여 피부가 외부로 노출되는 것을 최소화하였다. 피험자들은 쿨링 유형별에 따라 쿨링 없이 회복하는 정상회복 방법, 한 발을 쿨링 하여 회복하는 한발 쿨링 방법과 양 발을 쿨링 하여 회복하는 양발 쿨링 방법을 각 1회씩 진행하였다.
피험자들은 쿨링 유형별에 따라 쿨링 없이 회복하는 정상회복 방법, 한 발을 쿨링 하여 회복하는 한발 쿨링 방법과 양 발을 쿨링 하여 회복하는 양발 쿨링 방법을 각 1회씩 진행하였다. 운동 방법은 speed 5.5 km/h의 운동 강도로 30분간 트레드밀 운동을 실시하였다. 운동 종료 후 1시간 동안 정상회복방법 및 쿨링 회복을 진행하다.
총 30명의 피험자를 대상으로 실험을 진행하였고 30분 간 트레드밀 운동을 실시하였다. 운동 종료 후 동일한 실내 환경조건에서 정상 회복 방법, 쿨링 회복 방법을 1시간 동안 진행하면서 피험자들의 심부체온 변화를 확인하였다. 심부 체온 측정 결과 운동 직후 평균 38.
본 연구는 고온의 환경에서 격렬한 운동 후 발바닥 부위 쿨링이 심부체온 감소에 미치는 효과를 알아보고자 실시하였다. 운동 종료 후 발바닥 부위의 각 쿨링 유형간의 유의한 차이를 확인하였다. 정상회복 방법과 한 발 쿨링 방법 간의 유의한 차이가 나타났고(p < .
펠티어 소자의 냉각작용을 이용하여 열전도율이 높은 구리동판의 온도를 30°C로 유지하였고(그림 1), 발바닥 부위 쿨링 회복 방법을 진행하였다. 운동 종료 후 회복 방법으로는 동일한 고온의 환경에서 정상회복방법과 쿨링 회복을 1시간 동안 실시하였다. 정상회복방법으로는 발바닥부위에 쿨링 없이 앉은 상태에서 휴식을 취하였고, 한 쪽 발바닥 부위만 쿨링하는 한 발 쿨링 회복 방법(그림 2)과 양쪽 발바닥 부위를 쿨링 하는 양발 쿨링 회복 방법(그림 3)을 진행하였다.
운동 종료 후 회복 방법으로는 동일한 고온의 환경에서 정상회복방법과 쿨링 회복을 1시간 동안 실시하였다. 정상회복방법으로는 발바닥부위에 쿨링 없이 앉은 상태에서 휴식을 취하였고, 한 쪽 발바닥 부위만 쿨링하는 한 발 쿨링 회복 방법(그림 2)과 양쪽 발바닥 부위를 쿨링 하는 양발 쿨링 회복 방법(그림 3)을 진행하였다.
본 연구에서는 40°C의 고온 환경에서 격렬한 운동 후 발바닥 부위 쿨링이 심부체온 감소에 미치는 효과를 알아보고자 실시하였다. 총 30명의 피험자를 대상으로 실험을 진행하였고 30분 간 트레드밀 운동을 실시하였다. 운동 종료 후 동일한 실내 환경조건에서 정상 회복 방법, 쿨링 회복 방법을 1시간 동안 진행하면서 피험자들의 심부체온 변화를 확인하였다.
펠티어 소자의 냉각작용을 이용하여 열전도율이 높은 구리동판의 온도를 30°C로 유지하였고(그림 1), 발바닥 부위 쿨링 회복 방법을 진행하였다.
운동 및 쿨링 회복시 피부를 통한 열손실을 막기 위해 긴 옷, 복면, 장갑을 착용하여 피부가 외부로 노출되는 것을 최소화하였다. 피험자들은 쿨링 유형별에 따라 쿨링 없이 회복하는 정상회복 방법, 한 발을 쿨링 하여 회복하는 한발 쿨링 방법과 양 발을 쿨링 하여 회복하는 양발 쿨링 방법을 각 1회씩 진행하였다. 운동 방법은 speed 5.

대상 데이터

본 실험은 K 대학교 실험실에서 진행하였고, 실외에서 실시하는 스포츠현장과 유사한 외부환경 조성과 심부체온의 급격한 변화를 관찰하기 위해 실험실 내 환경을 온도 38°C~40°C, 습도 15%로 유지하였다.

데이터처리

본 연구에서는 SPSS20 통계 프로그램을 이용하여 각 항목별 평균(Mean)과 표준편차(Standard Deviation)를 산출하였고, 각 쿨링 유형(정상회복 방법, 한 발 쿨링 방법, 양발 쿨링 방법)간의 유의한 차이를 확인하기 위해 Paired ttest를 실시하였다. 통계적 유의 수준은 p < 0.

성능/효과

그 결과 운동전 평균 심부체온 37.0 ± 0.25°C에서 운동 후 평균 심부체온 37.3 ± 0.17°C로 심부체온의 급격한 변화를 관찰하기에 어려움이 있었다.
심부 체온 측정 결과 운동 직후 평균 38.78 ± 0.22°C에서 정상회복 1시간 후 평균 38.54 ± 0.15°C, 운동 직후 평균 38.69 ± 0.14°C에서 한 발 쿨링 1시간 후 평균 38.06 ±0.17°C, 운동 직후 평균 38.69 ± 0.15°C에서 양 발 쿨링 1시간 후 평균 37.84 ± 0.21°C를 나타내었다.
심부 체온 측정 결과 운동 직후 평균 38.78 ±0.22oC에서 정상회복 1시간 후 평균 38.54 ± 0.15°C, 운동 직후 평균 38.69 ± 0.14°C에서 한 발 쿨링 1시간 후 평균 38.06 ± 0.17°C, 운동 직후 평균 38.69 ± 0.15°C에서 양 발 쿨링 1시간 후 평균 37.84 ± 0.21°C를 나타내었다.
05). 운동 종료 후 정상회복 방법을 진행했을 때 심부체온은 가장 낮은 감소율을 나타냈으며, 양 발 쿨링 회복 방법을 진행했을 때 심부체온은 가장 높은 감소율을 나타내었다. 따라서 격렬한 운동 후 발바닥 부위의 쿨링 회복은 심부체온을 감소시켜 신체 내 피로를 지연시키고 선수들의 경기력 향상에 기여할 수 있을 것으로 보인다.
정상회복 방법과 한 발 쿨링 방법 간의 유의한 차이가 나타났고(p < .05), 정상회복 방법과 양 발쿨링 방법 간에도 유의한 차이가 나타났으며(p < .05), 한 발 쿨링 방법과 양 발 쿨링 방법 간의 유의한 차이가 나타났다(p < .05).
정상회복 방법과 한 발 쿨링 방법간의 유의한 차이가 나타났고(p < .05), 정상회복 방법과 양 발 쿨링 방법간에도 유의한 차이가 나타났으며(p < .05), 한 발 쿨링 방법과 양 발 쿨링 방법간의 유의한 차이가 나타났다(p < .05).

후속연구

이대택 등(2013)은 고온의 환경에서 사이클 운동 후 30분 동안 10°C로 척추부위의 냉각 회복 방법과 척추 부위의 냉각을 제외한 일반 회복 방법에 따른 HRV지표, 피부혈류량과 혈중 젖산농도 변화 분석 결과 유의한 차이가 나타났다고 보고했다[10]. 이와 같이 운동 후 발바닥 부위에 냉각 기법 적용에서 나타나는 인체 내 다양한 반응을 분석하여 스포츠인들의 경기력 향상을 위해 다각적인 후속연구가 시도되어야 할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	상승된 심부체온은 무엇을 야기하는가	특히, 고온의 환경에서 격렬한 운동 시 신체 내 열 축적으로 인하여 심부체온이 급격히 상승하게 되고, 장시간 운동 또는 반복적인 운동 시에도 심부체온을 빠르게 상승시켜 인체 내 물질대사의 변화를 초래한다[2]. 상승된 심부체온은 혈류 증가, 혈중 젖산 농도 증가, 혈중 암모니아 농도 증가 및 산소 섭취량 증가 등으로 신체 내 피로를 야기한다. 혈중 젖산과 암모니아의 농도는 운동 강도와 운동 시간에 따라 증가하며, 선수들의 경기수행능력을 저하시키는 작용을 한다.
	고온의 환경에서 격렬한 운동 시에 신체에서 어떤 변화가 일어나는가	고온의 외부환경은 선수들에게 열적 스트레스를 상승시키고 피로감을 높이는 등 다양한 영향을 미치게 된다[1]. 특히, 고온의 환경에서 격렬한 운동 시 신체 내 열 축적으로 인하여 심부체온이 급격히 상승하게 되고, 장시간 운동 또는 반복적인 운동 시에도 심부체온을 빠르게 상승시켜 인체 내 물질대사의 변화를 초래한다[2]. 상승된 심부체온은 혈류 증가, 혈중 젖산 농도 증가, 혈중 암모니아 농도 증가 및 산소 섭취량 증가 등으로 신체 내 피로를 야기한다.
	쿨링 기법 연구의 목적은 무엇인가	그 중 쿨링 기법은 체내 열 축적의 지연과 근 손상을 회복시키며[5], 쿨링 방법, 쿨링 온도, 쿨링 적용 부위 등에 따라 다양하게 연구되고 있다[6]. 이러한 연구는 스포츠인들의 체온상승을 지연시킴으로써 운동 수행능력 및 경기력 향상에 목적을 두고 있다. 이주연 등(2004)은 냉각 방법을 비교하였는데, 고온에서 전도방식과 증발방식의 냉각 기법을 비교한 결과 전도방식이 고온에서 더위를 완화시키는 효과를 나타내었다는 결과를 보고했다[7].

참고문헌 (17)

C.S. Baek, K.H. Kim, T.D. Kwon, "The effect of the repetitive loaded exercise in a hot environment on body temperature, thermal sensation and ration of perceived exertion.", Korean Journal of Sports Science, vol. 25, no. 2, pp. 829- 838, 2016.
D.Y. Kim, D.H. Park and K.H. Kim, "The comparison of fatigue by different exercise types under hot environment", Korean Society of Exercise Physiology, vol. 17, no. 2, pp. 211-222, 2008.
J. Booth, F. Marino, and J.J. Ward, "Improved running performance in hot humid conditions following whole body precooling.", Medicine and Science in Sports and Exercise, vol. 29, no. 7, pp. 943-949, 1997.

상세보기
S.W. Cha, S.G. Shin and I.S. Lim, "The effect of passive recovery, massage, cold&hot bath and aroma therapy on fatigue metabolic substrate after 10km running.", The Korean Journal of Exercise Nutrition, vol. 10, no. 1, pp. 37-42, 2006.
C. Bleakley, S. McDonough and D. MacAuley, "The use of ice in the treatment of acute soft-tissue injury.", The American Journal of Sports Medicine, vol. 32, pp. 251-261, 2004.

상세보기
I.M. Wilcock, J.B. Cronin and W.A. Hing, "Physiological response to water immersion.", Sports Med, vol. 36, Issue. 9, pp. 747-765, 2006.

상세보기
J.Y. Lee, H.S. Chio and S.O. Chin, "The study of the effect to the human body from the thermal conduction type local cooling", Journal of The Korean Society of Living Environmental System, vol. 11, no. 4, pp. 275-281, 2004.
Y.K. Yang and E.H. Park, "The effect of cold and hot water immersion on the blood fatigue markers in Taekwondo athletes", Korean Journal of Sports Science, vol. 25, no. 4, pp. 1053-1061, 2016.
J.S. Lee, H.J. Ku, K.T. Kim and D.K. Lee, "Effects of partial body cooling on thermoregulatory and blood lactate responses to intermittent exercise in heat", Journal of The Korean Society of Living Environmental System, vol. 13, no. 2, pp. 170- 175, 2006.
D.T. Lee, K.K. Lee and B.Y. Hwang, "Effects of spinal cord partial surface cooling on body temperature, heart rate variability and blood flow following prolonged exercise in the heat.", Journal of The Korean Society of Living Environmental System, vol. 20, no. 1, pp. 45-56, 2013.
D.A. Grahn, V.H. Cao, and H.C. Heller, "Heat extraction through the palm of one hand improves aerobic exercise endurance in a hot environment.", Journal of Applied Physiology, vol. 99, no. 3, pp. 972-978, 2005.

상세보기
D.Y. Pang, T.K. Kwon and S.C. Lee, "Temperature control of aluminum plate by PWM current control of peltier module", Journal of The Korea Society of Precision Engineering, vol. 23, no. 10, pp. 60-67, 2006.
M.Y. Son, B.Y. Hwang, D.T. Lee and K.S. Cha "Effect of periphery cooling and active pedaling recovery on fatigue index and performance after middle-distance cycle competition", Korean Journal of Sport Science, vol. 23, no. 3, pp. 666-674, 2012.

상세보기
C. Huzenga, H. Zhang, E. Arens, D. Wang, "Skin and core temperature response to partial- and whole-body heating and cooling", Journal of Thermal Biology, vol. 29, Issue. 7-8, pp. 549-558, 2004.

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A.S. Leicht, W.H. Sinclair, M.J. Patterson, S. Rudzki, M.P. Tulppo, A.K. Fogarty and S. Winter, "Influence of postexercise cooling techniques on heart rate variability in men.", vol. 94, Issue. 6, pp. 695-703, 2009

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S.S. Kim, W.J. Lee and S.B. Ju, "The effects of cold and warmth mixed immersion on eardrum temperature and blood fatigue factor after submaximal exercise", Korean Journal of Sports Science, vol. 24, no. 5, pp. 1481-1488, 2015.
T.W. Kim, "The effects of golfer's muscle activity to intermittent neck cryotherapy", The Korea Journal of Sports Science, vol. 23, no. 6, pp. 1459-1467, 2014.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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