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문제 정의
- 이에 따라 많은 연구자들이 표면근전도(surface electromyogram; sEMG)를 이용한 근활성도나 등속성(isokinetic) 운동 측정 장비를 이용한 근력 측정을 통해 기초자료를 제시하고 있고 최근에는 근장력계(tensiomygraphy; TMG) 측정 장비를 이용하여 근수축 특성을 평가하는 연구들도 이루어지고 있지만 아직은 임상에서 사용하기에는 기초자료가 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 ACLR 수술 후 양측 하지의 근육 상태를 평가하여 수술 후 효율적인 하지 재활프로그램을 설정하기 하기 위해 TMG 측정 장비를 이용하여 ACLR 환자의 비손상측과 손상측 간에 하지 근수축 특성을 알아보고자 하였다.
- 이에 따라 많은 연구자들이 표면근전도(surface electromyogram; sEMG)를 이용한 근활성도나 등속성(isokinetic) 운동 측정 장비를 이용한 근력 측정을 통해 기초자료를 제시하고 있고 최근에는 근장력계(tensiomygraphy; TMG) 측정 장비를 이용하여 근수축 특성을 평가하는 연구들도 이루어지고 있지만 아직은 임상에서 사용하기에는 기초자료가 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 ACLR 수술 후 양측 하지의 근육 상태를 평가하여 수술 후 효율적인 하지 재활프로그램을 설정하기 하기 위해 TMG 측정 장비를 이용하여 ACLR 환자의 비손상측과 손상측 간에 하지 근수축 특성을 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 측정방법은 전극 패드(electrode)를 근복(muscle belly)을 중심으로 5 ㎝ 간격으로 근위부에 빨간색, 원위부에 검정색 전극을 각각 부착한 후 근복(musclebelly) 중심에 TMG 센서를 5 ㎜ 눌러서 고정시켰다. 그런 후 전기자극기(electrical stimulator)를 통해 1㎧의 전기 자극을 주어 Dm과 Tc 수치를 확인하였다. 전기자극 강도는 최초 40 ㎃의 자극으로 부터 시작하여 10㎃씩 서서히 증가시켜 Dm값이 최대수치에 이를 때까지 반복 측정하였다(Figure 2).
- 본 연구는 ACLR 수술을 시행한 환자군 24명(남 19, 여 5)을 대상으로 TMG 측정 장비를 이용하여 비손상측과 손상측 간에 하지 근수축 특성을 알아보고자 하였으며, 양측 대퇴사두근의 RF, VL, VM에 대해 근장력 수치인 Dm과 근수축 시간인 Tc를 비교 분석하였다.
- 그런 후 전기자극기(electrical stimulator)를 통해 1㎧의 전기 자극을 주어 Dm과 Tc 수치를 확인하였다. 전기자극 강도는 최초 40 ㎃의 자극으로 부터 시작하여 10㎃씩 서서히 증가시켜 Dm값이 최대수치에 이를 때까지 반복 측정하였다(Figure 2).
- 측정부위는 대퇴사두근으로 비손상측과 손상측 각각의 대퇴직근(rectus femoris; RF), 외측광근(vastuslateralis; VL), 내측광근(vastus medialis; VM) 순으로 측정하였으며, 측정자세는 바로 누운 자세로 측정하고자 하는 하지의 슬관절 아래부위에 120도 경사 받침대를 받쳐서 슬관절 주변 근육이 이완되는 자세로 진행하였다. 측정방법은 전극 패드(electrode)를 근복(muscle belly)을 중심으로 5 ㎝ 간격으로 근위부에 빨간색, 원위부에 검정색 전극을 각각 부착한 후 근복(musclebelly) 중심에 TMG 센서를 5 ㎜ 눌러서 고정시켰다. 그런 후 전기자극기(electrical stimulator)를 통해 1㎧의 전기 자극을 주어 Dm과 Tc 수치를 확인하였다.
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3. 측정방법
측정부위는 대퇴사두근으로 비손상측과 손상측 각각의 대퇴직근(rectus femoris; RF), 외측광근(vastuslateralis; VL), 내측광근(vastus medialis; VM) 순으로 측정하였으며, 측정자세는 바로 누운 자세로 측정하고자 하는 하지의 슬관절 아래부위에 120도 경사 받침대를 받쳐서 슬관절 주변 근육이 이완되는 자세로 진행하였다. 측정방법은 전극 패드(electrode)를 근복(muscle belly)을 중심으로 5 ㎝ 간격으로 근위부에 빨간색, 원위부에 검정색 전극을 각각 부착한 후 근복(musclebelly) 중심에 TMG 센서를 5 ㎜ 눌러서 고정시켰다.
대상 데이터
- 본 연구는 D시에 소재하는 GT병원 내의 TMG 측정실에서 진행되었으며, 연구 대상자들은 GT병원에서 ACLR 수술을 시행한 환자를 대상으로 수술 후 4주 이상인 자, CPM 130도 이상인 자, 보조 기구 없이 한발 서기 5초 이상인 자를 선정조건으로 하여 총 24명(남 19, 여 5)을 최종적으로 선정하였다. 이 실험에 참여한 모든 연구대상자들에게 연구절차에 대한 정보와 참여에 대한 동의를 받고 진행하였다.
- 연구 대상자는 ACLR 수술을 시행한 후 4주가 경과한 총 24명(남 19, 여 5)으로 좌측 손상이 16명, 우측 손상이 8명이였다. 평균 연령은 27.
데이터처리
- 본 연구에서 수집된 자료들은 SPSS 20.0을 이용하여 통계처리 하였다. 연구 대상자의 일반적인 특성은 기술통계를 사용하였고 손상측과 비손상측 간의 근수축 특성 비교는 대응표본 t-검정(paired t-test)을 하였다.
- 0을 이용하여 통계처리 하였다. 연구 대상자의 일반적인 특성은 기술통계를 사용하였고 손상측과 비손상측 간의 근수축 특성 비교는 대응표본 t-검정(paired t-test)을 하였다. 통계학적 유의수준은 α=.
이론/모형
- 이 실험에 참여한 모든 연구대상자들에게 연구절차에 대한 정보와 참여에 대한 동의를 받고 진행하였다. 본 연구는 단일군으로 단면적 연구(cross-sectional study)를 기초하여 연구 설계하였다.
성능/효과
- 본 연구에서 비손상측을 기준으로 손상측의 근수축차이율을 확인 한 결과, 근장력 수치인 Dm은 RF 29％, VL 25％로 손상측이 비손상측에 비해 통계적으로 유의하게 높았으며, VM은 3％로 손상측이 비손상측에 비해경미하게 높게 나타났으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 근수축 시간인 Tc는 RF 13％로 손상측이 비손상측에 비해 통계적으로 유의하게 높았으며, VL과 VM은 각각 6％, 5％로 손상측이 비손상측에 비해 경미하게 높게 나타났으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
- 이러한 연구 결과들을 보게 되면 근 위축이 심할수록 Dm 수치가 증가한다는 것을 알 수 있으며, 본 연구에서 ACLR 수술 후 손상측 하지의 RF와 VL의 Dm이 유의하게 증가하였다는 것은 비손상측에 비해 손상측 하지의 RF와 VL의 근위축이 있음을 의미하는 것이다. 본 연구에서 비손상측과 손상측 간의 Tc를 비교한 결과, RF는 손상측의 Tc 수치가 비손상측 보다 길었고 통계적으로 유의한 차이가 있었으며, VL과 VM은 손상측의 Tc 수치가 비손상측 보다 경미하게 길었지만 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
- 본 연구에서 비손상측을 기준으로 손상측의 근수축차이율을 확인 한 결과, 근장력 수치인 Dm은 RF 29％, VL 25％로 손상측이 비손상측에 비해 통계적으로 유의하게 높았으며, VM은 3％로 손상측이 비손상측에 비해경미하게 높게 나타났으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 근수축 시간인 Tc는 RF 13％로 손상측이 비손상측에 비해 통계적으로 유의하게 높았으며, VL과 VM은 각각 6％, 5％로 손상측이 비손상측에 비해 경미하게 높게 나타났으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
- 본 연구의 결과로 ACLR 수술을 시행한 환자군에서 손상측 하지의 RF와 VL의 근위축과 RF 근섬유의 수축 형태가 속근섬유(fast muscle fiber) 우세에서 지근섬유(slow muscle fiber) 우세 형태로 변한다는 것을 확인하였으며, 비손상측 대비 손상측의 근육 약화가 대략 25~29％ 정도 일어날 수 있음을 확인하였다. 따라서 임상에서 ACLR 수술을 시행한 환자군의 하지 재활치료를 적용할 때, 손상측의 RF과 VL의 근력 강화를 중점으로 시행하는 것이 임상적으로 유용 할 것으로 사료된다.
- 비손상측과 손상측 간의 Dm을 비교한 결과, RF는 손상측이 통계적으로 유의하게 증가하였으며(p<.01), VL도 손상측이 통계적으로 유의하게 증가하였다(p<.01).
- 비손상측과 손상측 간의 Tc를 비교한 결과, RF는 손상측이 통계적으로 유의하게 길었다(p<.01).
- 비손상측을 기준으로 손상측의 근수축 차이율을 확인 한 결과, 근장력 수치인 Dm은 RF 29％, VL 25％로 손상측이 비손상측에 비해 통계적으로 유의하게 높았다(p<.01).
- 이러한 연구 결과들을 보게 되면 ACL 손상 후 손상 측의 대퇴사두근이 대략 17~30％ 수준의 근력 약화가나타 날 수 있음을 알 수 있다.
- 이러한 연구 결과들을 보게 되면 근 위축이 심할수록 Dm 수치가 증가한다는 것을 알 수 있으며, 본 연구에서 ACLR 수술 후 손상측 하지의 RF와 VL의 Dm이 유의하게 증가하였다는 것은 비손상측에 비해 손상측 하지의 RF와 VL의 근위축이 있음을 의미하는 것이다. 본 연구에서 비손상측과 손상측 간의 Tc를 비교한 결과, RF는 손상측의 Tc 수치가 비손상측 보다 길었고 통계적으로 유의한 차이가 있었으며, VL과 VM은 손상측의 Tc 수치가 비손상측 보다 경미하게 길었지만 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
- Valencic과 Knez(1997)의 정상인을 대상으로 한 TMG연구에서 속근섬유(fast muscle fiber) 분포가 많은 대퇴사두근(quadriceps)의 Tc 수치가 짧고 지근섬유(slow muscle fiber) 분포가 많은 가자미근(soleus)은 Tc 수치가 길다고 하였고, Alentorn-Geli 등(2015)은 ACL 손상을 당한 축구선수들을 대상으로 한 TMG 연구에서 손상측 RF의 Tc 수치가 유의하게 길었다고 하였다. 이러한 연구 결과들을 보게 되면 정상적인 상태에서는 지근섬유(slow muscle fiber) 수축 형태가 많을수록 Tc 수치가 길어지고 속근섬유(fast muscle fiber) 수축 형태가 많을수록 Tc 수치가 짧아지는 것을 알 수 있으며, 본 연구에서 ACLR 수술 후 손상측 하지의 RF Tc가 유의하게 증가하였다는 것은 손상측 하지의 RF 근섬유수축 형태가 속근섬유(fast muscle fiber) 우세에서 지근섬유(slow muscle fiber) 우세 형태로 변한다는 것으로 해석 할 수 있을 것이다.
- 본 연구에서는 ACLR 수술 후 양측 하지의 근육 상태를 평가하여 수술 후 효율적인 하지 재활프로그램을 설정하기 하기 위해 TMG 측정 장비를 이용하여 ACLR 환자의 비손상측과 손상측 간에 하지 근수축 특성을 알아보고자 하였다. 이에 따라 비손상측과 손상측 간의 Dm을 비교한 결과, RF와 VL은 손상측의 Dm 수치가 비손상측 보다 증가하였고 통계적으로 유의한 차이가 있었으며, VM은 손상측의 Dm 수치가 비손상측 보다 경미하게 증가하였지만 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
후속연구
- 따라서 향후 연구에서는 TMG 측정 결과와 다른 근육 측정 장비 결과의 상관성 연구와 ACLR 시행 후 장기적인 근수축 특성 변화 대한 연구가 후속적으로 필요하리라 사료된다.
- 본 연구의 제한점으로는 ACLR 환자들을 대상으로 근 장력과 근수축 시간을 측정하기 위해 사용되어진 TMG는 임상에서 보편적으로 널리 사용하지 않은 측정 장비로서 아직 많은 연구들이 이루어지지 않은 관계로 다른 근육 측정 장비의 결과와 비교 분석하기에는 어려운 점이 있다. 또한 본 연구는 ACLR 시행 후 비손상측과 손상측 간에 하지 근수축 특성을 알아보기 위해 단일군을 대상으로 한 단면적인 연구 결과로 장기적인 근수축 특성 변화를 확인하기에는 어려운 점이 있다.
- 본 연구의 제한점으로는 ACLR 환자들을 대상으로 근 장력과 근수축 시간을 측정하기 위해 사용되어진 TMG는 임상에서 보편적으로 널리 사용하지 않은 측정 장비로서 아직 많은 연구들이 이루어지지 않은 관계로 다른 근육 측정 장비의 결과와 비교 분석하기에는 어려운 점이 있다. 또한 본 연구는 ACLR 시행 후 비손상측과 손상측 간에 하지 근수축 특성을 알아보기 위해 단일군을 대상으로 한 단면적인 연구 결과로 장기적인 근수축 특성 변화를 확인하기에는 어려운 점이 있다.
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