[논문]고령자의 내외전 운동에서 등받이 각도가 근활성도 및 신체적 안락감에 미치는 영향

나주영; 정광태; 홍재수

doi:10.5143/jesk.2018.37.4.533

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Objective: The purpose of this study is to provide a guide for the seat back design by studying the effects of seat back angle on muscle activity and subjective physical comfort in rehabilitation equipment for the aged. Background: While there is a lot of research on rehabilitation equipment for the...

Objective: The purpose of this study is to provide a guide for the seat back design by studying the effects of seat back angle on muscle activity and subjective physical comfort in rehabilitation equipment for the aged. Background: While there is a lot of research on rehabilitation equipment for the elderly, there is a lack of research on chair design suitable for rehabilitation equipment. However, rehabilitation requires a chair to support the user's body, while the chair of the rehabilitation device determines his or her posture and has a significant impact on the effectiveness of the exercise and user satisfaction. The backrest angle of chair is an important factor in determining the posture, efficiency, and physical comfort while exercising rehabilitation. Method: In order to study the effect of the seat back angle on muscle activity and physical comfort in the adduction and abduction rehabilitation exercise of the aged, this study conducted some adduction and abduction movements experiment with 12 people aged 65 or older. EMG signals and subjective comforts were measured under five backrest angle ($90^{\circ}$, $100^{\circ}$, $110^{\circ}$, $120^{\circ}$, and $130^{\circ}$). Results: For the hip adduction movement, the backrest angle of the rehabilitation device did significantly affect the muscle activity of the adductor longus and showed an increased muscle activity as the angle increased. For the abduction movement, the back rest angle had a significant effect on the muscle activity of the tensor fascia latae, and the muscle activity tended to increase as the angle increased. There was no significant impact on the muscle activity of gluteus medius, but muscle activity tended to decrease with increasing angles. The subjective comfort during the adduction and abduction movements was shown to be significantly different with the backrest angle. Subjects felt comfortable with a backrest of $100^{\circ}$ to $120^{\circ}$. Conclusion: This study identified how the backrest angle of chair in hip rehabilitation equipment for the elderly affected muscle activity and subjective comfort. The subjective evaluation of physical comfort was significantly affected by the angle of the backrest. The muscle activity showed significant differences in both adduction and abduction movements (except gluteus medius) and that overall the muscle activity varied with the back rest angle. Application: This study could serve as a basis for designing the seat of hip rehabilitation equipment for adduction and abduction exercise.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

이상의 연구에서처럼 사용자의 자세와 등받이에 대한 연구가 많이 이루어졌지만, 하지 재활운동기기의 의자 등받이 각도에 관한 연구는 별로 없었다. 따라서 본 연구에서는 하지 재활운동기기를 활용한 하지 재활 운동에서 운동기기의 등받이 각도가 고령자의 신체적 안락감과 근활성도에 어떠한 영향을 주는지를 연구하였다.

제안 방법

본 연구에서는 고관절 내전 및 외전 운동이 가능한 하지 재활운동기기 개발에서 고령자에게 적절한 의자 등받이 각도를 연구하기 위한 연구로 등받이 각도에 따른 근활성도를 중심으로 한 연구를 수행하였다. 이를 위해 고령자를 대상으로 객관적 평가인 근전도 실험과 등받이 각도의 적합도를 주관적으로 평가하는 실험을 진행하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 65세 이상의 고령자 12명을 피실험자로 선정하였다. 피실험자들은 성남시에 거주하는 남성으로 구성되었고, 평균 연령 71.

데이터처리

근전도 데이터는 잡음 제거를 위해 bandpass FIR filter 10~350Hz를 사용하여 정규화하였다. 한 동작 당 3회 반복한 데이터의 평균값을 사용하였으며, 측정한 MVC (Maximum Voluntary Contraction) 데이터를 이용해 백분율화 한 %MVC로 변환하여 데이터를 비교분석하였다.

성능/효과

고관절 재활운동기기에서의 내외전 운동 시 의자의 등받이 각도에 따른 실험 연구의 분석결과를 보면, 등받이 각도가 증가할수록 중둔근을 제외하고는 관련 근육의 근활성도가 증가하는 경향을 보이는 것을 알 수 있었고, 110°의 등받이 각도까지는 주관적으로 느끼는 적합도가 증가하다가 그 이상의 각도에서는 감소하는 경향을 보였다. 중둔근의 근활성도가 낮아지는 경향을 보인 것은 이전의 연구결과를 볼 때, 각도에 따라 커지는 전단력에 의해 중둔근의 근력이 상쇄되었기 때문이라 볼 수 있다.
근활성도 분석결과, 내전 운동과 외전 운동에서 등받이 각도가 관련 근육(중둔근 제외)의 근활성도에 항상 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, 너무 직각인 등받이 각도와 너무 뒤로 기울어진 등받이 각도에서는 근육의 사용이 더 많은 것을 알 수 있었고, 주관적 평가결과도 적합하지 않은 것으로 평가되었다.
특히, 너무 직각인 등받이 각도와 너무 뒤로 기울어진 등받이 각도에서는 근육의 사용이 더 많은 것을 알 수 있었고, 주관적 평가결과도 적합하지 않은 것으로 평가되었다. 따라서 적합한 운동 자세를 제공하고 운동 효과를 높이기 위해서는 등받이 각도가 중요한 요소임을 확인할 수 있었고, 그 값의 범위는 100~120°로 디자인되는 것이 적합함을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 추후 고령자를 위한 하지 재활운동기기를 비롯해 앉아서 사용하는 다양한 운동기기 디자인과 연구개발에 활용될 수 있을 것이다.

후속연구

따라서 적합한 운동 자세를 제공하고 운동 효과를 높이기 위해서는 등받이 각도가 중요한 요소임을 확인할 수 있었고, 그 값의 범위는 100~120°로 디자인되는 것이 적합함을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 추후 고령자를 위한 하지 재활운동기기를 비롯해 앉아서 사용하는 다양한 운동기기 디자인과 연구개발에 활용될 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	65세 이상 고령자에게서 나타나는 신체적 특징은 무엇인가?	65세 이상 고령자는 청장년층에 비해 신체적 능력이 저하되어 있다. 특히, 이전의 많은 연구에서 노화로 인한 근력 감소를 보고하고 있다(Era et al.
	보행 시 균형이 중요한 이유는 무엇인가?	, 2011). 보행에서 균형이 맞지 않는다면 제대로 걸을 수 없을뿐 아니라 낙상 사고로까지 이어질 수 있다. 이러한 문제점 때문에 고관절 내전 및 외전 운동이 필요한데, 고관절 내전 운동은 바깥으로 벌어져 있는 다리를 몸의 중심쪽으로 회전시키는 동작이며, 고관절 외전 운동은 이와 반대로 몸의 중심쪽으로 모아져 있는 다리를 바깥쪽으로 회전시키는 동작이다.
	고령자의 나쁜 자세가 나타나는 원인은 무엇인가?	균형성, 유연성, 근력은 안정적인 자세로 효율적인 보행을 하기 위한 필수적 요소이다. 고령자의 나쁜 자세는 유연성과 근력 감소, 척추에서의 뼈 변화로부터 시작되고 불안정한 보행 패턴을 야기한다. 또한 걸음걸이의 리듬이 불규칙적이고 비대칭적이라면 원인은 대개 고관절 외전근이 약하거나 다리 길이가 다르기 때문이다.

참고문헌 (11)

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Yoo, S.M., Guidelines proposed for improving electric wheelchair backrest design, Master's Thesis, Seoul University of Science and Technology, 2016.

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