[논문]바로 누운 자세와 앉은 자세에서 무릎관절 굽힘 각도에 따른 엉덩허리근의 근력과 넙다리곧은근의 근활성도 비교

박희용; 원종혁; 정도영; 차현규

doi:10.15268/ksim.2019.7.4.033

바로 누운 자세와 앉은 자세에서 무릎관절 굽힘 각도에 따른 엉덩허리근의 근력과 넙다리곧은근의 근활성도 비교
Comparing the Muscle Strength of the Iliopsoas with the Muscle Activity of the Rectus Femoris according to Knee Flexion Angles in Supine and Sitting Positions 원문보기

Journal of the Korean Society of Integrative Medicine = 대한통합의학회지, v.7 no.4, 2019년, pp.33 - 41

박희용 (중부대학교 물리치료학과) , 원종혁 (중부대학교 물리치료학과) , 정도영 (중부대학교 물리치료학과) , 차현규 (중부대학교 물리치료학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose : The muscle strength of iliopsoas (IL) was measured commonly in sitting position with hip and knee flexed 90°. However, there is no study to determine the muscle strength of IL in various test positions. Therefore, the purpose of this study was to compare the muscle strength of IL and muscle activity of rectus femoris (RF) according to test position and knee flexion angle. Methods : Twenty healthy subjects were participated for this study. The muscle strength of IL and muscle activity of RF were measured by hand-held dynamometer and surface electromyography during maximum voluntary isometric contraction (MVIC) of IL, respectively. The muscle strength of IL and muscle activity of RF was measured in 4 conditions as follows; 1) knee flexion angles 90 ° in supine, 2) 130 ° in supine position, 3) 90 ° in sitting, 4) 130 ° in sitting. Each condition were performed randomly by three repetitions. Results : The muscle strength of the IL was the main effect on the test position and knee flexion angle (p<.05), and the muscle activity of RF was the main effect only on the knee flexion angle (p.05). In supine position, the muscle strength of IL in knee flexion 130 ° was significantly less than that in knee flexion 90 ° (p<.0125). In knee flexion 90 °, the muscle strength of IL in supine position was significantly greater than that in sitting position (p<.0125). The muscle activity of RF in knee flexion 130 ° was significantly less than that in knee flexion 90 ° in supine and sitting positions (p<.0125). Conclusion : When the muscle strength of IL was measured in clinic and sports fields, the supine position with knee flexion 130 ° was recommended to prevent the muscle activation of RF and to maintain the trunk stability.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. General characteristics of subjects (n=20)
그림 Fig 1. Measurements for muscle strength of IL and muscle activity of RF in supine position (A: 90 °, B: 130 °) Abbreviation; IL: iliopsoas, RF: rectus femoris
그림 Fig 2. Measurements for muscle strength of IL and muscle activity of RF in sitting position (A: 90 °, B: 130 °) Abbreviation; IL: iliopsoas, RF: rectus femoris
표 Table 2. Means for muscle strength of IL and muscle activity of RF according to knee flexion angle and test position (n=20)
그림 Fig 3. Comparisons in muscle strength of IL according to knee flexion angle and test position, *p<.0125
그림 Fig 4. Comparisons in muscle activity of RF according to knee flexion angle and test position Abbreviation; MVIC: maximum voluntary isometric contraction, *p<.0125
표 Table 3. Summary of two-way ANOVA for muscle strength of IL and muscle activity of RF according to knee flexion angle and test position (n=20)

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

임상적으로 엉덩허리근의 근력 측정 시 측정 자세 및 무릎관절의 각도는 매우 중요한 요소이나, 이와 관련된 선행연구결과가 매우 부족하고 결과에 대한 해석이 불분명하다. 따라서 본 연구에서는 대상자의 특성에 따른 종속변수의 오류를 최소화하고, 객관적인 결과 값을 측정하기 위해서 건강한 성인 남성을 대상으로 하였다. 본 연구의 목적은 건강한 성인 남성을 대상으로 바로 누운 자세와 앉은 자세에서 무릎관절 굽힘 각도에 따른 엉덩허리근의 근력과 넙다리곧은근의 근활성도를 비교하기 위하여 시행되었다.
본 연구는 건강한 성인 남성을 대상으로 바로 누운 자세와 앉은 자세에서 무릎관절 굽힘 각도에 따른 엉덩허리근의 근력과 넙다리곧은근의 근활성도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시하였다. 연구 결과, 엉덩허리근의 근력은 측정 자세와 무릎관절 굽힘 각도에 따라 유의한 주 효과가 있었고, 넙다리곧은근의 근활성도는 무릎 관절 굽힘 각도에 대해서만 유의한 주 효과가 나타났다.
본 연구는 근력 측정 자세에 따른 무릎관절 굽힘 각도가 엉덩허리근의 근력에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시하였다. 본 연구 결과에서 엉덩허리근의 근력과 넙다리곧은근의 근활성도는 바로 누운 자세에서 무릎관절 130 ° 굽힘에서 낮게 나타났다.
따라서 본 연구에서는 대상자의 특성에 따른 종속변수의 오류를 최소화하고, 객관적인 결과 값을 측정하기 위해서 건강한 성인 남성을 대상으로 하였다. 본 연구의 목적은 건강한 성인 남성을 대상으로 바로 누운 자세와 앉은 자세에서 무릎관절 굽힘 각도에 따른 엉덩허리근의 근력과 넙다리곧은근의 근활성도를 비교하기 위하여 시행되었다.

제안 방법

각 자세에 따른 넙다리곧은근의 근활성도를 측정하기 위해 알코올 솜으로 피부를 문질러 청결히 한 후 털과 각질을 제거하였으며, 전극 사이 간격은 2 cm로 고정하였다(Jung & Weon, 2015).
대상자는 치료용 침대에 바로 누운 자세에서 엉덩관절 및 무릎관절 굽힘 90 °로 근 수축을 유지한 상태에서 엉덩허리근의 최대 등척성 수축을 5초간 시행하였다. 검사 간 근 피로를 방지하기 위하여 휴식시간은 3초간 주어졌으며, 무릎관절 굽힘 각도를 통제하기 위하여 관절각도계를 사용하였다. 골반벨트는 근력 측정 시 엉덩관절에서의 움직임이 방해되지 않는 범위에서 위앞엉덩뼈가시 부위에 착용하였다(Kim 등, 2014).
95)를 가지고 있다(Thorborg 등, 2013). 넙다리곧은근의 근활성도를 측정하기 위해 표면근전도(Noraxon TeleMyo 2400 system, Noraxon Inc, USA)을 사용하였고, Noraxon Myo Research XP 1.06 소프트웨어를 이용하여 각 근육들의 근활성도를 수집 및 분석하였으며, 근전도 신호의 표본 추출율(sampling rate)은 1500 ㎐로 하였다(Lu 등, 2009). 표면근전도는 높은 측정자내 신뢰도(ICC=.
대상자는 치료용 침대에 바로 누운 자세에서 엉덩관절 및 무릎관절 굽힘 90 °로 근 수축을 유지한 상태에서 엉덩허리근의 최대 등척성 수축을 5초간 시행하였다.
대상자는 몸통 및 골반의 안정성을 확보하기 위하여 치료용 침대 양측 끝부분을 손으로 잡도록 하였고, 검사하지 않는 반대측 다리는 의자 위에 올려놓았다(Thorborg 등, 2013). 또한, 몸통의 보상작용을 제한하기 위하여 몸통 굽힘, 폄, 돌림 등이 나타나지 않도록 구두지시 하였다. 무릎관절 굽힘 130°에서의 측정은 위와 유사한 방법으로 시행하였다(Fig 1).
표면근전도 전극은 위앞엉덩뼈가시와 무릎뼈 위쪽을 연결한 1/2 지점에 근 섬유 방향과 평행하게 부착하였다(Cho & Lee, 2016). 무릎관절 각도를 측정하기 위하여 넙다리뼈 바깥융기를 축으로 넙다리 큰돌기를 고정팔로 하였으며, 가쪽 복사뼈를 운동팔로 하였다(Kim 등, 2015).
본 연구에 참여한 대상자들은 검사로 인한 개인적 판단이나 편견(bias)을 감소시키기 위하여 누운 자세 무릎 관절 굽힘 90 °(1번)와 130 °(2번), 앉은 자세 무릎관절 굽힘 90 °(3번)와 130 °(4번)로 나누어 무작위(randomization) 순서로 시행하였다.
본 연구에서는 엉덩허리근의 근력을 비교하기 위하여 무릎관절 굽힘 각도를 90 °와 130 °로 구분하였다.
한 명의 측정자는 근전도 분석, 다른 한명의 측정자는 디지털 근력 측정, 나머지 1명은 대상자의 자세 및 실험과정을 통제하였다. 엉덩허리근의 근력을 측정하기 위하여 넙다리 큰돌기와 바깥융기를 이은 선을 기점으로 아래 1/3 지점에 디지털 근력기를 고정시켰으며, 유리 흡착기에 치료용 벨트를 걸어 엉덩허리근에 저항을 제공하였다. 측정 시 유리 흡착기의 부착 부위는 앉은 자세에서는 바닥에, 바로 누운 자세에서는 벽에 부착하였다(Thorborg 등, 2013)
혼란오차(confounding bias)를 배제하기 위하여, 우세 측 발을 측정하였다(Seo & Kim, 2011).

대상 데이터

본 연구에서는 J대학교에 재학 중인 건강한 성인 남성 25명이 참여하였다. 모든 연구 대상자들은 실험 전 연구의 목적과 방법에 대하여 충분한 설명을 듣고 자발적으로 실험에 참여하였으며, 스스로 동의서에 서명하였다.
대상자의 일반적인 특성은 Table 1에 제시하였다. 본 연구의 표본 크기(sample size)는 선행연구를 근거로 G power 3.1.5 프로그램을 사용하여 효과크기 .96, 유의수준 .05, 검정력(power) .60으로 산출한 결과 최소 표본은 20명으로, 25% 탈락률을 고려하여 25명을 대상으로 하였다(Julious, 2004).
연구대상자의 선정기준은 엉덩관절 및 무릎관절 각도에 제한이 없고, 신경학적 손상이 없는 자로 하였으며, 과거 및 최근 6개월 동안 엉덩관절, 무릎관절, 샅굴부위에 수술 경험이 있는 자, 최근 3개월 동안 다리 손상 또는 통증이 있는 자는 연구대상에서 제외하였다. 실험 중 통증 또는 불편감을 호소하여 5명의 실험 탈락자가 발생하였으며, 최종 실험에는 20명이 참여하였다. 대상자의 일반적인 특성은 Table 1에 제시하였다.
혼란오차(confounding bias)를 배제하기 위하여, 우세 측 발을 측정하였다(Seo & Kim, 2011). 실험은 3년 이상의 물리치료 임상경력을 가지고 있는 측정자와 실험 연구원 각각 2명에 의해 실시되었다. 한 명의 측정자는 근전도 분석, 다른 한명의 측정자는 디지털 근력 측정, 나머지 1명은 대상자의 자세 및 실험과정을 통제하였다.

데이터처리

)를 산출하였다. 또한 이원배치 반복측정 분산분석(two-way repeated ANOVA)을 사용하여 측정 자세 및 무릎관절 각도에 따른 엉덩허리근의 근력 및 넙다리곧은근의 근활성도를 분석하였으며, 유의수준은 .05로 하였다. 측정 자세와 무릎관절 각도에 따른 유의한 주효과(main effect)가 있을 경우에는 사후검정으로 본페로니 검정(Bonferroni correction)을 사용하여 요인 간의 유의성을 검정하였으며, 1종 오류를 감소시키기 위하여 유의수준은 .
엉덩허리근의 근력은 각각의 자세에서 등척성 수축을 5초간 3회 실시하는 동안 최대값을 측정하여 평균을 산출하였으며, 동시에 넙다리곧은근의 근 신호는 평균평방근(root means square)으로 분석하여 5 초중 처음과 마지막 1 초를 제외한 중간 3 초간의 평균값을 사용하였다. Kendall 등(2005)이 제시한 넙다리곧은근의 도수근력 검사를 적용하여 최대 수의적 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction; MVIC) 시 근활성도를 분석하고 측정 자세 및 무릎관절 각도에 따른 근활성도를 백분율(% MVIC)로 분석하였다.
05로 하였다. 측정 자세와 무릎관절 각도에 따른 유의한 주효과(main effect)가 있을 경우에는 사후검정으로 본페로니 검정(Bonferroni correction)을 사용하여 요인 간의 유의성을 검정하였으며, 1종 오류를 감소시키기 위하여 유의수준은 .0125(.05/4)로 하였다. 수집된 자료를 분석하기 위하여 윈도우 SPSS ver.
측정도구의 측정자내 신뢰도(intra-rater reliability)를 측정하기 위해 급간 내 상관계수(intraclass correlation coefficient: ICC_3,1)를 산출하였다. 또한 이원배치 반복측정 분산분석(two-way repeated ANOVA)을 사용하여 측정 자세 및 무릎관절 각도에 따른 엉덩허리근의 근력 및 넙다리곧은근의 근활성도를 분석하였으며, 유의수준은 .

이론/모형

엉덩허리근의 근력은 각각의 자세에서 등척성 수축을 5초간 3회 실시하는 동안 최대값을 측정하여 평균을 산출하였으며, 동시에 넙다리곧은근의 근 신호는 평균평방근(root means square)으로 분석하여 5 초중 처음과 마지막 1 초를 제외한 중간 3 초간의 평균값을 사용하였다. Kendall 등(2005)이 제시한 넙다리곧은근의 도수근력 검사를 적용하여 최대 수의적 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction; MVIC) 시 근활성도를 분석하고 측정 자세 및 무릎관절 각도에 따른 근활성도를 백분율(% MVIC)로 분석하였다. 검사 간 근 피로를 최소화하기 위하여 약 3 분간의 휴식시간이 주어졌다.
98)를 가지고 있다(Kim 등, 2011). 무릎관절 및 엉덩관절 각도를 측정하기 위해서 관절 각도기(Goniometers, Sammons Preston, USA)를 사용하였으며, 이는 높은 측정자내 신뢰도(ICC=.50-.90)를 가지고 있다(Shin 등, 2012).

성능/효과

그리고 무릎관절 굽힘 각도와 측정 자세 사이에 유의한 상호작용(interaction)이 없는 것으로 나타났다(F1,38=1.78, p>.05).
또한 엉덩허리근의 근력은 무릎관절 90 ° 굽힘 자세에서 앉은 자세보다 바로 누운 자세에서 유의하게 높았다.
측정 자세와 무릎관절 각도에 따른 엉덩허리근의 근력과 넙다리곧은근의 근활성도의 변화를 Table 2와 3, Fig 3과 4에 각각 제시하였다. 본 연구 결과, 측정 자세 및 무릎관절 각도에 따른 엉덩허리근의 근력(ICC_3,1=.90; 95 %CI:.81-.95)과 넙다리곧은근 근활성도(ICC_3,1=.89; 95 %CI:.78-.95) 측정에 대한 측정자내 신뢰도는 높게 나타났다.
본 연구 결과에서 엉덩허리근의 근력과 넙다리곧은근의 근활성도는 바로 누운 자세에서 무릎관절 130 ° 굽힘에서 낮게 나타났다.
본 연구에서 엉덩허리근의 근력과 넙다리곧은근의 근활성도는 바로 누운 자세에서 무릎관절 굽힘 90 °보다 130 °에서 유의하게 낮게 나타났다.
본 연구에서 엉덩허리근의 근력은 앉은 자세보다 누운 자세에서 유의하게 높게 나타났는데, 이러한 결과는 몸통의 안정성 변화 때문인 것으로 사료된다. 바로 누운 자세는 앉은 자세에 비해 지지면(base of support)이 넓어서 몸통과 골반 부위의 안정성을 더 증가시켰을 것이고, 그로 인해 엉덩허리근의 시작부위인 허리뼈 부위가 고정되어 근육의 수축에 도움을 주었을 것으로 추측된다.
사후검정 결과, 넙다리곧은근의 근활성도는 바로 누운 자세에서 무릎관절 굽힘 90 °보다 130 °에서 유의하게 낮았다(p<.0125).
사후검정 결과, 엉덩허리근의 근력과 넙다리곧은근의 근활성도는 바로 누운 자세에서 무릎관절 130 ° 굽힘 자세가 90 ° 굽힘 자세 보다 유의하게 낮게 나타났다.
본 연구는 건강한 성인 남성을 대상으로 바로 누운 자세와 앉은 자세에서 무릎관절 굽힘 각도에 따른 엉덩허리근의 근력과 넙다리곧은근의 근활성도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시하였다. 연구 결과, 엉덩허리근의 근력은 측정 자세와 무릎관절 굽힘 각도에 따라 유의한 주 효과가 있었고, 넙다리곧은근의 근활성도는 무릎 관절 굽힘 각도에 대해서만 유의한 주 효과가 나타났다. 엉덩허리근 근력과 넙다리곧은근 근활성도의 무릎관절 각도와 측정자세 간의 상호작용은 모두 나타나지 않았다.
연구결과, 무릎관절을 90 ° 굽혔을 때 보다 130 ° 굽혔을 때의 넙다리곧은근 근활성도가 유의하게 낮게 나타났는데, 이것은 엉덩허리근의 근력을 측정하는 과정에서 넙다리곧은근의 대상작용이 감소했다는 것을 의미한다.
이원배치 반복측정 분산분석의 결과, 엉덩허리근의 근력은 측정 자세와 무릎관절 굽힘 각도에 따라서 유의한 주 효과가 있었다(F1,38=17.11, p<.05).

후속연구

측정과정에서 넙다리빗근이나 넙다리근막긴장근의 대상 작용을 막기 위해 다리의 움직임이 시상면(saggital plane)에서 유지되도록 조절하였지만(Hislop 등, 2013), 다른 근육들의 활동을 완벽하게 통제되지는 않았을 것이다. 둘째, 건강한 성인 남성들만을 대상으로 하였으므로 본 연구 결과를 모든 대상자에게 일반화시키기에는 제한이 있다. 셋째, 무릎관절 굽힘 90 °와 130 °에서 근수축을 유지할 때 미세한 움직임의 변화를 통제하지 못하였다.
넷째, 측정 자세에 따른 엉덩허리근의 근력 측정시 실질적인 엉덩허리근의 변화를 알아보지 못했다. 따라서 향후 연구에서는 임상적으로 신뢰할 수 있는 엉덩허리근 근력검사 방법을 표준화시키기 위해서 초음파 또는 침 근전도를 사용하여 근두께 및 근활성도를 직접적으로 측정한 추가 연구가 필요할 것이다.
첫째, 본 연구에서는 엉덩허리근의 근력을 측정 시, 엉덩관절을 90 ° 굽힌 자세에서 저항을 주는 측정방법이 엉덩허리근의 근력만을 독립적으로 측정하였다고 하기에는 어려움이 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	엉덩허리근은 어떻게 구성되어 있는가?	엉덩허리근(iliopsoas)은 큰허리근(psoas major)과 엉덩근(iliacus)으로 구성되며, 골반 앞쪽 기울임 시 수축하여 척추와 골반을 안정화시키며 몸통, 골반, 다리의 움직임과 보행에 중요한 역할을 한다(Neumann, 2010). 엉덩허리근은 보행 시 디딤기 구간(stance phase)에서 넙다리뼈가 과도하게 안쪽돌림 또는 바깥돌림 되는 것을 방지하며, 지면에 발을 고정시켜 정적 균형능력을 유지하는 역할을 한다(Russell, 1991).
	주관적인 방법으로 엉덩허리근의 근력 측정에 이용되는 도수근력검사는 어떠한 한계가 있는가?	엉덩허리근의 근력 측정은 피검사자가 무릎 및 엉덩관절을 90 ° 굽힌 앉은 자세에서 무릎을 위쪽 방향으로 들어 올리는 동안 검사자는 무릎부위에 아래 방향으로 저항을 주는 것이 일반적인 방법이다(Hislop 등, 2013). 그러나 주관적인 방법으로 측정되는 도수근력검사는 치료사에 따라 저항을 정량화하거나 표준화시키기 어려우며, 근력이 상이하게 측정될 수 있어 측정자 간 신뢰도가 높지 않은 것으로 보고되고 있다(Kang & Oh, 2017). Hislop 등(2013)은 엉덩허리근의 근력을 정확하게 측정하기 위해서는 넙다리빗근(sartorius) 또는 넙다리근막긴장근(tensor fascia latae)의 대상작용을 막아야 한다고 하였으며, 이를 위해서 엉덩관절의 벌림이나 모음, 바깥돌림이나 안쪽돌림이 발생하지 않도록 중립자세를 잘 유지해야 한다고 하였다.
	엉덩허리근의 역할은 무엇인가?	엉덩허리근(iliopsoas)은 큰허리근(psoas major)과 엉덩근(iliacus)으로 구성되며, 골반 앞쪽 기울임 시 수축하여 척추와 골반을 안정화시키며 몸통, 골반, 다리의 움직임과 보행에 중요한 역할을 한다(Neumann, 2010). 엉덩허리근은 보행 시 디딤기 구간(stance phase)에서 넙다리뼈가 과도하게 안쪽돌림 또는 바깥돌림 되는 것을 방지하며, 지면에 발을 고정시켜 정적 균형능력을 유지하는 역할을 한다(Russell, 1991). 후기 디딤기(terminal stance)에서는 편심성(eccentric) 수축으로 과도한 엉덩관절의 폄을 막아주는 작용을 한다(Kisner & Colby, 2012). 또한 디딤기 후 흔듦기 구간(swing phase)에서는 동심성(concentric)으로 수축하여 다리를 전방으로 이동시키고 발가락이 바닥에 끌리지 않도록 엉덩관절을 굽힘시키는 역할을 수행한다(Kisner & Colby, 2012).

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Thorborg K, Bandholm T, Holmich P(2013). Hip-and knee-strength assessments using a hand-held dynamometer with external belt-fixation are inter-tester reliable. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 21(3), 550-555.

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Vleeming A, Buyruk HM, Stoeckart R, et al(1992). An integrated therapy for peripartum pelvic instability: a study of the biomechanical effects of pelvic belts. Am J Obstet Gynecol, 166(4), 1243-1247.

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Yen HC, Luh JJ, Teng T, et al(2017). Reliability of lower extremity muscle strength measurements with handheld dynamometry in stroke patients during the acute phase: a pilot reliability study. J Phys Ther Sci, 29(2), 317-322.

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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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