[논문]호흡운동이 만성요통환자의 굽힘이완현상과 호흡변수에 미치는 영향

조병윤; 윤정규

doi:10.15268/ksim.2019.7.1.125

[국내논문] 호흡운동이 만성요통환자의 굽힘이완현상과 호흡변수에 미치는 영향
Effects of Breathing Exercise on Flexion Relaxation Phenomenon and Thoracic Excursion in Patients with Chronic Low Back Pain 원문보기

Journal of the Korean Society of Integrative Medicine = 대한통합의학회지, v.7 no.1, 2019년, pp.125 - 134

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose : The purpose of this study was to investigate the effects of stabilization exercise and breathing exercise on the flexion relaxation phenomenon (FRP) and respiratory parameters in patients with chronic low back pain. Methods : We randomly allocated 30 chronic low back pain patients (CLBP) to a stabilization exercise (SE) group (n=15) and a breathing exercise (BE) group (n=15). FRP was measured using surface electromyography (SEMG). Thoracic excursion was measured with a cloth tape measurement technique. The SE group participated in a stabilization exercise program and the BE group participated in a breathing exercise program three times a week for 12 weeks. The data was analyzed using paired t-tests for comparisons of flexion relaxation ratio (FRR) and respiratory variables. Independent t-tests were used for comparison of inter-group FRR and respiratory variables. The significance level was set at .05. Results : FRP variables-ES FRR (Flex/MVF), ES FRR (Ext/MVF), MF FRR (Flex/MVF), and MF FRR (Ext/MVF) values-increased significantly after exercise in both the SE and BE groups (p<.05). The thoracic excursion measurements after exercise increased significantly in both groups (p<.001). VAS values decreased significantly in both groups (p.05). For thoracic excursion after exercise, the BE group was significantly higher than the SE group (p<.001). Conclusion : We found that FRP and respiratory variables increased significantly after SE and BE for 12 weeks in CLBP. Thoracic excursion-a respiratory variable-suggests that treatment was more effective in the BE group than the SE group.

Keyword

표/그림 (7)

그림 Fig 1. Functional task. (A) Erected posture. (B) Flexion of the trunk. (C) Maximum voluntary flexion. (D) Extension of the trunk.
그림 Fig 2. MyoTrace 400, Noraxon Inc Arozona, USA
그림 Fig 3. SEMG Sensor placement ( Multifidus, Erector spinae)
그림 Fig 4. Doming of the diaphragm technique
표 Table 1. General characteristics of subjects
표 Table 2. Comparisons of flexion relaxation ratio and respiratory variables before and after exercise in two groups
표 Table 3. Comparisons of flexion relaxation ratio and respiratory variables between exercise groups after a training

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이에 본 연구는 가로막 이완과 호흡패턴 교정을 통한 호흡운동이 만성 요통환자의 굽힘이완현상과 호흡변수에 미치는 영향을 알아보고자 한다.
호흡운동은 이완된 가로막 호흡과 호흡패턴 재교육으로 중립척추정렬을 유지하고 다양한 자세를 시도하는 동안 적절한 호흡패턴이 이루어지고 향상시키는데 목표로 삼았다. 첫 번째, 가로막 도밍(Doming) 테크닉 (Valenza 등, 2015) - 가로막의 휴식상태를 완화하여 가로 막의 수축과 이완기능을 향상시키는 기술이다.
본 연구의 목적은 만성 요통환자에 대한 안정화 운동과 호흡운동방법의 효과와 두 운동 방법에 따른 차이를 굽힘이완현상과 가슴 부위 움직임 거리를 통하여 알아 보고자 하였다.
요통환자는 MVF에서 부척추근의 이완이 없거나 감소하는 경향이 있다 (Alschuler 등, 2009). 본 연구에서는 굽힘이완현상을 분석하기 위하여 굽힘이완비(FRR)을 계산하였다. 굽힘이 완비가 낮을수록 근 전위 고요가 사라졌음을 의미하며, MVF에서 근활성도 값이 높게 나타났음을 의미한다.
가로막의 호흡기능에 대한 수요가 증가하면, 자세 균형에 대한 문제가 발생하는 동안 몸통 안정화에 가로막의 기여가 억제된다 (Hodges 등, 2003). 본 연구에서 중재한 호흡운동은 가로 막의 기능부전을 없애고 정상적인 들숨기능과 자세 제어를 할 수 있는 움직임을 회복하는데 중점이 맞추어져 있다. 따라서 호흡운동으로 굽힘이완현상의 향상이 있는 것은 가로막의 기능의 향상으로 인한 척추의 안정성이 회복되어 허리뼈근육의 동심성 피드백이 정상화 된 결과로 볼 수 있다.
또한 호흡 재활에 있어 가장 많이 사용되는 가로막 호흡훈련은 들숨의 작용근인 가로막을 원활하게 수축 시키면서 가슴우리의 가동성을 증진시킬 수 있다고 하였다(Janssens 등, 2015). 본 연구에서 수행한 호흡운동은 가로막을 이완시키고 호흡패턴을 교정함으로써 가로막의 호흡기능과 자세유지 기능을 향상시키는데 목표를 두고 있다. 안정화 운동군 보다 호흡운동군이 호흡변수인 가슴우리 움직임에서 측정값이 높게 나타난 것은 호흡운동이 안정화 운동보다 호흡변수에 미치는 영향이 크다고 볼 수 있다.
본 연구는 안정화운동과 호흡운동 방법에 따른 굽힘 이완비와 호흡변수의 변화를 통하여 두 운동방법간의 차이를 알아보고자 하였다. 연구결과, 안정화운동과 호흡운동 방법에 따른 굽힘이완비와 호흡변수는 운동 후에 유의하게 증가하였다.

가설 설정

첫 번째, 가로막 도밍(Doming) 테크닉 (Valenza 등, 2015) - 가로막의 휴식상태를 완화하여 가로 막의 수축과 이완기능을 향상시키는 기술이다. 1) 환자는 이완된 상태로 앉아 있는 자세를 취한다. 2) 치료사는 환자의 뒤에 서서 가슴우리를 감싸고 갈비뼈 가장자리 아래에 손을 얹어 손가락을 삽입한다.

제안 방법

본 연구는 인천광역시에 소재한 J병원에 내원하여 척추크리닉에서 치료 중인 자로 본 연구의 목적에 충족되는 조건을 가진 대상자 30명을 선정하였으며 실험기간 은 2018년 10월에서 2018년 12월까지 실시하였다. 만성 요통환자 남녀 30명을 무작위 선정한 후 제비뽑기 방식을 통하여 안정화 운동군 15명, 호흡 운동군 15명으로 무작위 배치하였다. 남녀 간의 성별 차이에 대한 선정오차를 제거하기 위하여 집단별 남녀 비율은 동일하게 적 용하였다.
연구대상자들은 실험 전 연구 목적과 방법에 대해 설명을 듣고 실험동의서에 자발적으로 서명하였다. 사전검사로 대상자들의 일반적 특성을 알아보기 위하여 성별, 연령, 체중, 신장을 알아본다. 운동 전 척추세움근과 뭇 갈래근의 표면 근활성도와 가슴우리 움직임 거리에 대한 기초선 자료를 사전 측정한다.
운동 전 척추세움근과 뭇 갈래근의 표면 근활성도와 가슴우리 움직임 거리에 대한 기초선 자료를 사전 측정한다. 사전검사로 대상자들의 일반적 특성을 알아보기 위하여 성별, 연령, 체중, 신장을 측정하였다.
대상자의 허리 근육(뭇갈래근, 척추세움근)에 굽힘이 완현상을 측정한다. 표면근전도 기록은 양쪽에서 취득한다.
자료를 정규화하기 위해 2, 3, 4단계에서 수집된 자료를 1단계의 평균 SEMG로 나눈다(Marshall & Murphy, 2006). 이 자료로 굽힘이완비(Flexion Rexation Ratio; FRR)의 척도가 계산되었다.
대상자들의 신장과 체중을 측정하기 위해 자동신장계 (BSM 330, Biospace, Korea)를 이용하였다.
연구에서 몸통 굽힘, 폄 시 뭇갈래근, 척추세움근의 굽힘이완현상 근전도 신호 측정을 위해 표면 근전도 기기(MyoTrace 400, Noraxon Inc Arozona, USA)를 이용하 였다(Fig 2, 3). 표면 근전도 신호의 피부저항을 감소시키기 위하여 전극 부착 부위의 체모를 제거한 후, 알코올 솜을 이용하여 피부를 청결히 하였다.
연구에서 몸통 굽힘, 폄 시 뭇갈래근, 척추세움근의 굽힘이완현상 근전도 신호 측정을 위해 표면 근전도 기기(MyoTrace 400, Noraxon Inc Arozona, USA)를 이용하 였다(Fig 2, 3). 표면 근전도 신호의 피부저항을 감소시키기 위하여 전극 부착 부위의 체모를 제거한 후, 알코올 솜을 이용하여 피부를 청결히 하였다.
안정화운동은 선행논문에서 수행한 프로그램을 따랐다. 첫 6주간의 연습에는 지지면이 안정적인 운동(side bridging, swiss ball partial-curl ups, supine bridging with single leg raise, prone bridge, and quadruped exercise)을 포함하였고, 두 번째 6주 동안의 연습에는 스위스 볼을 이용한 지지면이 불안정한 운동(swiss ball push-ups, swiss ball single leg holds, swiss ball roll-outs)으로 진행하였다. 수행된 운동은 허리뼈의 안정성 지수가 가장 높은 운동을 시연한 결과와 배 부위의 활동을 증가시키는 운동과 함께 적절한 진행에 대한 권장사항을 사용하여 수행되 었다(Marshall & Murphy, 2006).
참가자들은 운동그룹별로 각각 40분씩 매주 3회씩 총 12주에 걸쳐 운동을 실시하였다.
선행연구에서 짐볼을 이용한 안정화 운동을 12주 동안 중재하여, 요통환자에서 굽힘이완반응을 향상시켰다 (Marshall & Murphy, 2006). 본 연구에서도 짐볼을 이용한 안정화 운동을 12주 동안 중재하였다. 선행연구와 같이 중재 전후 MVF에서 근활성도 값이 낮게 나타나 굽힘 이완현상이 유의하게 향상되었다.

대상 데이터

본 연구는 인천광역시에 소재한 J병원에 내원하여 척추크리닉에서 치료 중인 자로 본 연구의 목적에 충족되는 조건을 가진 대상자 30명을 선정하였으며 실험기간 은 2018년 10월에서 2018년 12월까지 실시하였다. 만성 요통환자 남녀 30명을 무작위 선정한 후 제비뽑기 방식을 통하여 안정화 운동군 15명, 호흡 운동군 15명으로 무작위 배치하였다.
남녀 간의 성별 차이에 대한 선정오차를 제거하기 위하여 집단별 남녀 비율은 동일하게 적 용하였다. 대상자의 선정조건은 한쪽 이상의 통증이 1년 이상된 만성 요통환자 30명으로 하였다. 대상자 제외조건은 골절, 악성종양, 2곳 이상의 방사통, 허리뼈 시술(6 개월 이내), 허리뼈 수술, 다른 만성통증 질환, 소송, 1년이내 배근육 훈련, 주요 순환기, 호흡기, 신경질환, 심장 질환, 심한 정형외과적 문제, 인지 결핍, 감염, 2년 이내 임신인 자로 설정하였다(Masse-Alarie 등, 2016).
본 연구에서는 대상자를 바로 서게 한 상태에서 칼돌기를 수평으로 각각 줄자를 위치시켜 호흡 시 대상자의 가슴우리 둘레를 측정하였다 그리고 최대 들숨과 최대 날숨 시의 측정값 차이를 가슴우리 운동성의 자료로 사용하였다(Cahalin 등, 2002). 대상자 별로 3회 측정하여 평균값을 이용하였다.

데이터처리

근전도 신호의 표본 추출률(sampling rate)은 1,000 ㎐로 설정하였고, 주파수 대역폭은 20∼500 Hz로 설정하여 필터 과정을 거쳤으며, 몸통 굽힘, 폄 시 각 근육의 근전도 신호는 Root Mean Square(RMS) 처리를 하였다.
본 연구에서는 대상자를 바로 서게 한 상태에서 칼돌기를 수평으로 각각 줄자를 위치시켜 호흡 시 대상자의 가슴우리 둘레를 측정하였다 그리고 최대 들숨과 최대 날숨 시의 측정값 차이를 가슴우리 운동성의 자료로 사용하였다(Cahalin 등, 2002). 대상자 별로 3회 측정하여 평균값을 이용하였다.
모든 자료는 K-S(Kolmogorov–Smirnov) 검정에 의해 정규분포를 입증하고 대상자들의 일반적 특성을 산출하기 위하여 기술통계분석을 실시하였다.
집단 내 굽힘이완 비, 호흡변수 값의 전·후 비교를 위하여 대응표본 t-검증(paired t-test)을 이용하였다.
05로 설정하였다. 대상자의 일반적 특성에 대한 집단 간 동질성 검증을 위하여 독립 t-검증(independent t-test)을 이용하였다. 집단 내 굽힘이완 비, 호흡변수 값의 전·후 비교를 위하여 대응표본 t-검증(paired t-test)을 이용하였다.
집단 내 굽힘이완 비, 호흡변수 값의 전·후 비교를 위하여 대응표본 t-검증(paired t-test)을 이용하였다. 중재후 집단 간 굽힘이완 비, 호흡변수 값의 비교를 위하여 독립표본 t-검증(independent t-test)을 이용하였다.

이론/모형

호흡을 통해 가슴우리가 확장되는 정도를 알아보기 위하여 가슴우리 둘레를 줄자 측정법(cloth tape measurement technique)으로 측정하였다. 가슴우리 운동성을 알기 위한 줄자 측정법의 급간 내 상관계수(intraclass correlation coefficient)는 .
안정화운동은 선행논문에서 수행한 프로그램을 따랐다. 첫 6주간의 연습에는 지지면이 안정적인 운동(side bridging, swiss ball partial-curl ups, supine bridging with single leg raise, prone bridge, and quadruped exercise)을 포함하였고, 두 번째 6주 동안의 연습에는 스위스 볼을 이용한 지지면이 불안정한 운동(swiss ball push-ups, swiss ball single leg holds, swiss ball roll-outs)으로 진행하였다.

성능/효과

만성 요통환자는 팔과 다리의 등척성 수축 동안 특히, 가로막의 앞과 중간 부위에서 움직임이 감소하는 것을 보였다. 만성 요통환자의 이러한 동원 패턴은 가로막의 중간-뒤쪽 부분에서 가파른 각도를 보였고, 활동하는 동안 척추의 뒤쪽 부위에 큰 변형(strain)을 초래할 가능성 이 있다.
그룹 간 연구대상자들의 성별, 연령, 체중, 신장 간에는 유의한 차이가 없는 것으로 나타나 동질성을 확인하 였다(p>.05)(Table 1).
2) 치료사는 환자의 뒤에 서서 가슴우리를 감싸고 갈비뼈 가장자리 아래에 손을 얹어 손가락을 삽입한다. 3) 가슴우리를 조심스럽게 왼쪽과 오른쪽으로 돌려서 어느 방향이 가장 자유롭고 움직임이 쉽게 일어나는지 결정한다. 더 자유롭게 회전하는 방향에서 가로막이 이완된다.
호흡변수인 가슴 부위 움직임 값이 두군 모두에서 운동 후 유의하게 증가하였고 (p<.001), VAS 값이 두 군 모두에서 운동 후 유의하게 감소하였다(p<.001)(Table 2).
가슴 부위 움직임 값에서 안정화 운동군보다 호흡 운동군이 운동 후 유의하게 증가하였다(p<.001)(Table 3).
굽힘이완현상의 변수인 ES FRR (Flex/MVF), ES FRR (Ext/MVF), MF FRR (Flex/MVF), MF FRR (Ext/MVF) 값과 VAS값이 안정화 운동군과 호흡 운동군 간 운동 후비교에서 유의한 차이가 없었다(p>.05).
연구결과, 굽힘이완현상의 변수인 ES FRR (Flex/MVF), ES FRR (Ext/MVF), MF FRR (Flex/MVF), MF FRR (Ext/MVF) 값이 안정화 운동군과 호흡 운동군 모두에서 운동 후 유의하게 증가하였다. 굽힘이완현상은선 자세에서 앞으로 굽히는 동안 등의 척추세움(erector spinae) 근육에서, 근 전위 고요(myoelectric silence)의 갑작스런 발생(onset)을 언급하면서 처음 만들어낸 용어이다(Floyd & Silver, 1955).
본 연구에서는 12주간 호흡운동 프로그램을 중재하여 굽힘이완현상이 향상되었음을 확인하였다. Marshall과 Murphy(2006)의 연구 결과와 같이 MVF에서의 근활성도의 감소로 굽힘이완비가 유의하게 증가되었다.
중재 후 집단 내 호흡변수 값의 전․후 비교에서 호흡 변수인 가슴부위 움직임 값이 안정화운동군에서는 1.7배증가하였고 호흡운동군에서는 2.6배 증가하였다. 집단간 호흡변수 값의 비교에서, 호흡변수인 가슴부위 움직임 거리값이 안정화운동군보다 호흡운동군이 2.
6배 증가하였다. 집단간 호흡변수 값의 비교에서, 호흡변수인 가슴부위 움직임 거리값이 안정화운동군보다 호흡운동군이 2.1배 더향상되었다. 호흡을 통해 가슴우리가 확장되는 정도를 알아보기 위한 가슴우리 둘레를 측정하는 줄자 측정법은 가슴우리 운동성을 알기 위한 매우 신뢰도가 높은 검사이다(Bockenhauer 등, 2007).
본 연구는 안정화운동과 호흡운동 방법에 따른 굽힘 이완비와 호흡변수의 변화를 통하여 두 운동방법간의 차이를 알아보고자 하였다. 연구결과, 안정화운동과 호흡운동 방법에 따른 굽힘이완비와 호흡변수는 운동 후에 유의하게 증가하였다. 특히, 호흡변수에서는 안정화 운동보다 호흡운동 방법에서 유의하게 높게 나타났다.
연구결과, 안정화운동과 호흡운동 방법에 따른 굽힘이완비와 호흡변수는 운동 후에 유의하게 증가하였다. 특히, 호흡변수에서는 안정화 운동보다 호흡운동 방법에서 유의하게 높게 나타났다. 결론적으로, 본 연구에서는 만성요통 환자에서 12주간 안정화운동과 호흡운동을 적용하였을 때 굽힘이완비와 호흡변수를 유의하게 증가시킴을 알 수 있었으며, 호흡 변수인 가슴부위 움직임 거리에서는 안정화운동 그룹보다 호흡운동 그룹이 더욱 효과가 높다는 것을 밝힐 수있었다.
특히, 호흡변수에서는 안정화 운동보다 호흡운동 방법에서 유의하게 높게 나타났다. 결론적으로, 본 연구에서는 만성요통 환자에서 12주간 안정화운동과 호흡운동을 적용하였을 때 굽힘이완비와 호흡변수를 유의하게 증가시킴을 알 수 있었으며, 호흡 변수인 가슴부위 움직임 거리에서는 안정화운동 그룹보다 호흡운동 그룹이 더욱 효과가 높다는 것을 밝힐 수있었다. 임상에서 만성요통환자의 치료를 위한 방법으로 안정화 운동뿐 아니라 호흡운동 접근 방식도 효과적임을 제안한다.
힘이완현상의 변수인 ES FRR (Flex/MVF), ES FRR(Ext/MVF), MF FRR (Flex/MVF), MF FRR (Ext/MVF) 값이 안정화 운동군과 호흡 운동군 모두에서 운동 후 유의하게 증가하였다(p<.05).

후속연구

본 연구에서 중재한 안정화 운동은 허리뼈의 가장 높게 측정된 안정화 지수를 가진 운동과 복부의 활동을 증가시키는 운동을 적절하게 사용하였다(Marshall & Murphy, 2006). 연구결과, 허리뼈골반 부위의 안정화 운동으로 가로막의 기능 부전이 해소될 수 있음을 나타내었으며, 앞으로 안정화 운동과 호흡변수 간의 연구가 필요하다.
또한, 호흡운동으로 가로막의 움직임과 기능이 좋아짐으로 인하여 들숨과 날숨이 원활하게 이루어지는 가로막 호흡 으로 패턴이 바꾸어졌기 때문이라 여겨진다. 가슴부위 움직임으로 가로막의 움직임과 기능을 명확하게 밝힐수 없기에 보다 더 면밀한 연구가 필요하다.
본 연구의 제한점으로는 이번 연구 설계를 G-power 3.1을 이용하여 효과 크기를 0.8, 파워를 80 %로 설정 했을 때 샘플 수는 52명 이었으나 샘플 수가 30명인 것이 제한점이다. 또한, 연구대상자가 만성요통 환자로 국한 되어 있어 연구결과를 건강한 사람에게 일반화시킬 수없다는 것이며, 실험기간 중 과제와 연관된 근력운동이나 유산소 운동을 통제하기는 하였으나 일상생활을 완벽히 통제할 수는 없었다는 것이다.
또한, 연구대상자가 만성요통 환자로 국한 되어 있어 연구결과를 건강한 사람에게 일반화시킬 수없다는 것이며, 실험기간 중 과제와 연관된 근력운동이나 유산소 운동을 통제하기는 하였으나 일상생활을 완벽히 통제할 수는 없었다는 것이다. 향후 연구에서는 호흡운동의 프로그램을 활용하여 호흡기능 특히, 가로막의 호흡기능과 자세유지 기능에 어떤 영향을 미치는지 객관적으로 평가할 수 있는 실험이 진행되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	만성 요통환자의 허리뼈-골반 기능이상과 호흡 기능부전을 치료하기 위한 접근 방법들에는 어떤것들이 있는가?	만성 요통환자의 허리뼈-골반 기능이상과 호흡 기능부전을 치료하기 위한 많은 접근 방식들이 있다. 허리관절 가동기법(Yang 등, 2018), 허리뼈골반 안정화 운동(Lee와 Lee, 2018; Park과 Choi, 2016), 들숨 근육인 가로막 강화 호흡운동(Janssens 등, 2015), 인지능력과 호흡 움직임에 대한 관심을 높이기 위해 구두 및 촉각 피드백을 사용한 호흡운동(Mehling 등, 2005), 운동조절(Bezzoli 등, 2018) 등이 만성요통과 관련된 호흡 기능부전의 치료에 널리 연구되고 있다. 만성적인 요통에 대한 전통적인 치료 방법은 안정화운동과 도수치료 중재에 중점을 두지만 호흡운동이 요통 치료에 효과적인지 여부는 명확하지 않다(Anderson & Bliven, 2017).
	굽힘이완현상이란 무엇인가?	만성요통환자는 과업이나 보행동안 몸통 근육의 시공간적 동원의 변화(Hodges와 Richardson, 1996; Lamoth 등, 2006)와 사지와 몸통이 움직이는 동안 허리뼈 부척추근육의 과활성화을 가지는 운동조절을 변화시킨다(Macdonald 등, 2011; Van Dieen 등, 2003). 허리뼈의 굽힘이완현상(flexion relaxation phenomenone; FRP)은 몸통 굽힘 끝 부위에서 근활성도(EMG)가 소실되는 것이다(Callaghan & Dunk, 2002). 두 가지 제안되고 있는 FRP 메카니즘은 수동적 구조(ligaments, lumbodorsal fascia 등)에 모멘트가 이동하는 것과(Floyd와 Silver, 1955), 심부 근육에 근육동원의 재분배가 일반적으로 기록되지 않기 때문이라고 한다(Andersson, 1999).
	만성 요통환자의 특징은 무엇인가?	만성 요통환자는 팔과 다리의 등척성 수축 동안 특히, 가로막의 앞과 중간 부위에서 움직임이 감소하는 것을 보였다. 만성 요통환자의 이러한 동원 패턴은 가로막의 중간-뒤쪽 부분에서 가파른 각도를 보였고, 활동하는 동안 척추의 뒤쪽 부위에 큰 변형(strain)을 초래할 가능성이 있다.

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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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