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문제 정의
- 선행 연구들의 결과는 하이힐 보행 동안 다리 근육들의 근전도 활성 형태에 대해서 일치된 견해를 보이고 있지 않으며(Hong 등, 2013; Lee 등, 2001; Nam 등,2014), 또한 단거리 보행 조건에서 하이힐 착용과 관련된 근전도 활성 형태가 어떻게 변하는지를 연구하였기 때문에 일상 활동과 밀접한 관계가 있는 장거리 보행 동안 보행속도와 다리 근육의 신발 뒤굽 높이의 영향에 대한 정확한 데이터를 얻을 수 없는 실정이다. 따라서 본 연구는 신발 뒤굽 높이가 단거리 및 장거리 보행 동안 다리 근육들의 활성도 형태에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 한다.
- 이러한 결과는 신발 뒤굽의 높이가 보행 능력 및 다리 근육의 활성도를 변화시키며, 장거리 보행 시 발목 움직임을 조절하는 근육의 작용에 영향을 미친다는 것을 의미한다. 본 연구는 보행 시 신발 뒤굽 높이가 하지 근육에 미치는 영향에 대해 설명하는 것으로, 향후 연구를 위한 기본 정보를 제공해준다. 이와 관련된 연구가 지속적으로 이어져야 할 것이다.
- 이에 따라 보행 동안 관절의 위치와 움직임을 지각하는 능력이 감소되어 운동조절을 위한 감각되먹임 기전의 효율성은 점진적으로 떨어진다. 본 연구는 신발 뒤굽 높이가 단거리 및 장거리 보행 동안 다리 근육들의 활성형태에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여 시행되었다. 본 연구의 결과는 높은 뒤굽의 신발을 신고 걸을 때 단거리 및 장거리 보행속도가 감소되며, 또한 아래다리 근육들의 활성도와 피로도가 높아지는 것으로 나타났다.
제안 방법
- 6MWT는 미국흉부학회(American Thoracic Society)(2002)의 지침에따라 30 m 보행 경로를 왕복하는 것으로 시행되었다.30 m 보행로의 양쪽 끝에 삼각대를 설치하였고, 대상자들에게 6분 동안 양쪽 삼각대를 편안한 보행속도 왕복하도록 요구하였다. 6분 동안 걸었던 거리를 정확히 측정하기 위하여 양쪽 삼각대 사이에 1 m 간격으로 마커를 붙였다.
- 신발 뒤굽조건, 그리고 10MWT와 6MWT의 적용 순서는 주사위를 던져 나온 숫자(짝수 혹은 홀수)에 따라 결정되었다.각 신발 뒤굽 조건에서 10MWT와 6MWT는 2회 시행되었으며, 그 평균값을 분석에 사용하였다. 각 측정 사이에 5분의 휴식을 취하였다.
- 근전도 신호에 대한 표본 추출률(sampling rate)은 1500 ㎐였으며, 전기신호 잡음을 제거하기 위한 노치 필터는 60 ㎐를 사용하였고, 주파수 대역폭(bandwidth)은20∼450 ㎐사이로 설정하였다.
- 우세측 다리는 공을 차는 다리로 결정하였다(Edwards 등, 2008). 근전도 측정 데이터의 오류를 최소화시키기 위하여 전극부착 부위를 제모한 후 알콜 소독하였으며, 염화은(Ag/AgCl) 일회용 표면근전도 전극(Red Dot, 3M, St. Paul, USA)을 피부에 부착하였다.
- 근전도 측정은 다리의 TA, 안쪽장딴지근(medial gastrocnemius;MG), 넙다리곧은근(rectus femoris; RF), 넙다리뒤근(hamstring; HA)에서 시행되었다. 안쪽장딴지근의 전극 위치는 넙다리뼈의 위관절융기(epicondyle)와 발꿈치뼈(calcaneus) 사이 위쪽 1/3 지점이었으며, 앞정강근의 전극 위치는 정강뼈(tibia) 안쪽 몸통(medial shaft)으로부터 수평으로 바깥쪽 2 ㎝였다.
- 측정을 위한 신발 뒤굽 조건은 맨발과 7 ㎝ 하이힐이었으며, 하이힐 뒤굽의 지면 접촉면은 1 ㎠였다(Oh등, 2010). 근전도 측정은 단거리 보행속도 측정인 10MWT와 장거리 보행속도 측정인 6MWT 동안 시행되었으며, 전체 보행 과정에서 측정된 근활성도와 근피로도 신호를 수집하여 분석에 이용하였다. 신발 뒤굽조건, 그리고 10MWT와 6MWT의 적용 순서는 주사위를 던져 나온 숫자(짝수 혹은 홀수)에 따라 결정되었다.
- 각 근육에 대한 MVIC 측정은 각 근육의 도수근력검사 자세에서 5초 동안 수축할 때의 제곱평균 제곱근 값이었으며(Kendall 등, 2005), 이를 1분 간격을 두고 2회 측정한 후, 평균값을 사용하였다. 또한 근육피로도를 측정하기 위하여 중간주파수(median frequency) 를 측정하였다. 중간주파수 값을 분석하기 위하여 각 근육에서 수집된 근전도 신호는 근전도 소프트웨어의 고속 퓨리어변환(fast fourier transformation)을 사용하여 디지털 처리되었다.
- 10MWT는 14 m의 직선 보행로에서 편안한 보행속도로 수행되었다. 보행속도에 대한 가속 및 감속 효과를 피하기 위하여 처음과 끝의 2 m를 제외한 중간 10 m 구간을 걸었던 시간을 측정하였다. 시간은 스톱워치(I-Phone, Apple, USA)로 측정되었다.
- 6분 동안 걸었던 거리를 정확히 측정하기 위하여 양쪽 삼각대 사이에 1 m 간격으로 마커를 붙였다. 측정된 보행거리를 근거로 보행속도를 계산하였다. 건강한 성인에서 6MWT의 검사-재검사 신뢰도는 높은 것으로 보고되었다(ICC=.
대상 데이터
- 보행속도를 평가하기 위하여 단거리 측정방법인 10미터보행검사(10 meters walking test; 10MWT)와 장거리측정방법인 6분보행검사(6 minutes walk test; 6MWT)를 적용하였다. 10MWT는 14 m의 직선 보행로에서 편안한 보행속도로 수행되었다. 보행속도에 대한 가속 및 감속 효과를 피하기 위하여 처음과 끝의 2 m를 제외한 중간 10 m 구간을 걸었던 시간을 측정하였다.
- 0 ㎜)을 대상으로 하였다. 대상자 선정 조건은 일주일에 3일 이상 하이힐을 신고 다니는 자, 최근 6개월 동안 발과발목에 상해가 없었던 자, 그리고 신경학적 문제와 정형외과적 손상이 없는 자로 하였다. 정신과적인 문제가 있거나 임신한 자는 연구에서 제외하였다.
- 본 연구는 20대 초반 여성 15명(나이: 20.5±.5세, 신장: 161.7±3.4 ㎝, 체중: 53.9±16.2 ㎏, 발 크기: 239.7±3.0 ㎜)을 대상으로 하였다.
- 최초 선별 검사에서는 48명을 대상으로 하였으나, 참여 거부와 대상자선정 조건에 부적합한 18명을 제외한 20명을 연구대상자로 하였다. 연구 과정에서 5명이 측정오류로 제외되었고,15명의 측정값이 최종 분석되었다(Figure 1). 실험 전 연구대상자들에게 전체적인 실험 절차와 안전성에 대해 설명하였으며, 모든 대상자들은 연구 참여에 동의하였다.
- 정신과적인 문제가 있거나 임신한 자는 연구에서 제외하였다. 최초 선별 검사에서는 48명을 대상으로 하였으나, 참여 거부와 대상자선정 조건에 부적합한 18명을 제외한 20명을 연구대상자로 하였다. 연구 과정에서 5명이 측정오류로 제외되었고,15명의 측정값이 최종 분석되었다(Figure 1).
데이터처리
- 다리 근육의 근활성도 데이터는 제곱평균제곱근(root mean square) 값으로 측정된 후, 최대수의등척성수축(maximal voluntary isometric contraction; MVIC)에 대한 백분율(%MVIC) 값으로 표준화되었다. 각 근육에 대한 MVIC 측정은 각 근육의 도수근력검사 자세에서 5초 동안 수축할 때의 제곱평균 제곱근 값이었으며(Kendall 등, 2005), 이를 1분 간격을 두고 2회 측정한 후, 평균값을 사용하였다. 또한 근육피로도를 측정하기 위하여 중간주파수(median frequency) 를 측정하였다.
- 근전도 신호에 대한 표본 추출률(sampling rate)은 1500 ㎐였으며, 전기신호 잡음을 제거하기 위한 노치 필터는 60 ㎐를 사용하였고, 주파수 대역폭(bandwidth)은20∼450 ㎐사이로 설정하였다. 다리 근육의 근활성도 데이터는 제곱평균제곱근(root mean square) 값으로 측정된 후, 최대수의등척성수축(maximal voluntary isometric contraction; MVIC)에 대한 백분율(%MVIC) 값으로 표준화되었다. 각 근육에 대한 MVIC 측정은 각 근육의 도수근력검사 자세에서 5초 동안 수축할 때의 제곱평균 제곱근 값이었으며(Kendall 등, 2005), 이를 1분 간격을 두고 2회 측정한 후, 평균값을 사용하였다.
- 신발 뒤굽(0 ㎝와 7 ㎝)과 보행거리(단거리와 장거리) 조건에 대한 각 평가 지표의 주효과(main effects)와 상호작용(interaction)을 알아보기 위하여 2×2 반복측정 분산분석(repeated measures analysis of variance; ANOVA)을 시행하였다. 또한 신발 뒤굽과 보행 거리 조건에서 각 근육들의 근활성도와 근피로도 및 보행속도에 대한 사후검정(post-hoc test)을 위해 짝비교 t-검정을 시행하였다. 통계학적 유의성을 검증하기 위한 유의수준은p<.
- 신발 뒤굽(0 ㎝와 7 ㎝)과 보행거리(단거리와 장거리) 조건에 대한 각 평가 지표의 주효과(main effects)와 상호작용(interaction)을 알아보기 위하여 2×2 반복측정 분산분석(repeated measures analysis of variance; ANOVA)을 시행하였다.
이론/모형
- 보행속도를 평가하기 위하여 단거리 측정방법인 10미터보행검사(10 meters walking test; 10MWT)와 장거리측정방법인 6분보행검사(6 minutes walk test; 6MWT)를 적용하였다. 10MWT는 14 m의 직선 보행로에서 편안한 보행속도로 수행되었다.
- 또한 근육피로도를 측정하기 위하여 중간주파수(median frequency) 를 측정하였다. 중간주파수 값을 분석하기 위하여 각 근육에서 수집된 근전도 신호는 근전도 소프트웨어의 고속 퓨리어변환(fast fourier transformation)을 사용하여 디지털 처리되었다. 중간주파수는 근전도 측정 시간에 기록된 근전도 스펙트럼의 중간값을 의미하는 것으로, 낮은 값은 높은 근피로를 뜻하는 반면, 높은값은 낮은 근피로를 의미한다(Murata와 Ishihara, 2005).
성능/효과
- 셋째, 근전도 측정 시 주변 근육들에서 오는 잡신호(crosstalk)에 의한 데이터 오염의 가능성을 배제할 수 없다. 넷째, 각 실험조건 사이에 5분간의 휴식을 취하였지만 근활성도와 근피로도에 대한 반복측정의 영향을 전적으로 무시할 수없다. 다섯째, 본 연구는 운동학적 지표를 측정하지 않았기 때문에 본 연구를 통해 보행의 운동학적 특성을 설명할 수 없다.
- 또한 TA와 MG의 근활성도와 근피로도는 신발 뒤굽과 보행 거리 조건 사이에 유의한 상호작용이 있는 것으로 나타났다(p<.05).
- 보행속도는 신발 뒤굽 및 보행 거리 조건에서 모두 유의한 주효과가 있었으며(p<.05), 또한 신발 뒤굽과 보행 거리 조건 사이에서도 유의한 상호작용을 보였다(p<.05).
- 본 연구의 결과는 높은 뒤굽의 신발을 신고 걸을 때 단거리 및 장거리 보행속도가 감소되고 아래다리 근육들의 활성도와 피로도가 높아지는 것으로 나타났으며,특히 이러한 변화는 장거리 보행 시 장딴지근과 앞정강근에서 더욱 크게 나타났다.
- 본 연구는 신발 뒤굽 높이가 단거리 및 장거리 보행 동안 다리 근육들의 활성형태에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여 시행되었다. 본 연구의 결과는 높은 뒤굽의 신발을 신고 걸을 때 단거리 및 장거리 보행속도가 감소되며, 또한 아래다리 근육들의 활성도와 피로도가 높아지는 것으로 나타났다. 특히 이는 장거리 보행 시에 MG와 TA에서 더욱 크게 나타났다.
- 본 연구의 결과는 단거리 및 장거리 보행에서 넙다리곧은근과 넙다리뒤근 및 장딴지근과 앞정강근의 근활성도가 높아지는 것으로 나타났다. 하이힐을 신고 걷는동안 발목관절의 위치 변화와 체중 중심의 이동은 무릎의 굽힘 모멘트를 증가시킨다(Hong 등, 2013).
- 05). 사후검정 결과, 근활성도는 단거리 보행과 장거리 보행 동안 TA, MG, RF에서, 그리고 근피로도는 장거리 보행동안 MG에서 0 ㎝와 7 ㎝ 뒤굽 조건 사이에 차이가 있었으며, MG의 근피로도는 7 ㎝ 뒤굽 조건에서 단거리 보행과 장거리 보행 사이에 차이가 있는 것으로 나타났다. 보행속도는 신발 뒤굽 및 보행 거리 조건에서 모두 유의한 주효과가 있었으며(p<.
- 05). 사후검정 결과, 보행속도는 단거리 및 장거리 보행 조건에서 모두 0 ㎝와 7 ㎝ 신발 뒤굽 조건 사이에 차이를 보였으며, 7 ㎝ 조건에서 단거리 및 장거리 보행 조건 사이에 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 둘째, 다양한 연령대의 연구 대상자를 포함시키지 못하였기 때문에 본 연구의 결과를 다양한 특성을 가진 사람들에게 일반화시키기 어려울 것이다. 셋째, 근전도 측정 시 주변 근육들에서 오는 잡신호(crosstalk)에 의한 데이터 오염의 가능성을 배제할 수 없다. 넷째, 각 실험조건 사이에 5분간의 휴식을 취하였지만 근활성도와 근피로도에 대한 반복측정의 영향을 전적으로 무시할 수없다.
- 신발 뒤굽 조건에서 TA, MG, RF의 근활성도와 MG의 근피로도에서 유의한 주효과를 보였으며(p<.05), 보행거리 조건에서는 MG의 근활성도에서 유의한 주효과가 있는 것으로 나타났다(p<.05).
후속연구
- 첫째, 본 연구의 대상자가 상대적으로 적어 본 연구의 결과를 해석하는데 제한이 따른다.둘째, 다양한 연령대의 연구 대상자를 포함시키지 못하였기 때문에 본 연구의 결과를 다양한 특성을 가진 사람들에게 일반화시키기 어려울 것이다. 셋째, 근전도 측정 시 주변 근육들에서 오는 잡신호(crosstalk)에 의한 데이터 오염의 가능성을 배제할 수 없다.
- 다섯째, 본 연구는 운동학적 지표를 측정하지 않았기 때문에 본 연구를 통해 보행의 운동학적 특성을 설명할 수 없다. 향후의 연구는 이러한 제한점을 보완할 수 있도록 연구대상자의 다양한 특성을 반영하여 많은 수의 대상자들을 포함한 연구들이 이어져야 할 것이다.
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