[논문]암컬 등척성 운동 시 상완이두근에서의 EMG 전극 위치에 따른 근 활성 검증

Park, Hyo Eun; Hong, Ah Reum; So, Jae Moo

doi:10.5103/kjsb.2020.30.1.103

암컬 등척성 운동 시 상완이두근에서의 EMG 전극 위치에 따른 근 활성 검증
Surface EMG Verification according to the Electrode Location in Biceps Brachii during Arm Curl Isometric Exercise 원문보기

한국운동역학회지 = Korean journal of sport biomechanics, v.30 no.1, 2020년, pp.103 - 109

Park, Hyo Eun (Department of Physical Education, Graduate School of Konkuk University) , Hong, Ah Reum (Department of Physical Education, Graduate School of Konkuk University) , So, Jae Moo (Department of Physical Education, College of Education, Konkuk University)

Abstract ▼ AI-Helper

Objective: The purpose of this study is to compare the muscle activity by electrode location in the biceps brachii during the arm curl isometric exercise and to provide the basic data needed to develop the proper electrode location of the biceps brachii based on the study results comparing the muscle activity by the angle of the elbow joint. Method: 17 adult males (Age: 21.50±4.63 yrs, height: 175.29±5.97 cm, weight: 63.79±15.31 kg, upper-arm length: 30.10±1.22 cm) participated in the study. In the arm curls isometric exercise, the experiment was divided into 1st and 2nd steps to compare muscle activity according to electrode location in the biceps brachii and muscle activity according to elbow angle change. In the first experiment, the surface electrode was attached at one-third point on the line from medial acromion to cubital fossa, according to the measurement method indicated by SENIAM. The elbow angle was set to 90°. In the second experiment, according to the proposed method of this study, the electrodes were separated at one finger's width in the left and right direction at one-third point on the line from medial acromion to cubital fossa, attached at the long head and short head. From the long head electrode, in about a width of two fingers in proximal direction, a total of three electrodes were attached at the myotendinal junction of the long head. The elbow angles were set as 70°, 90°, and 110°, and the isometric exercise (100% MVC) for 5 seconds was maintained with keeping the forearm and the rope to be 90° for the first and second experiments. Results: During the arm curl isometric exercise, there was no significant difference in SH and SENIAM proposition location proposed by this researcher. LH was shown to be lower than the muscle activity of the location proposed by SENIAM and there were significant (p<.01) differences. MJ appeared lower than the muscle activity of the location proposed by SENIAM and there were significant (p<.001) differences. The muscle activity by the elbow joint angle of SH in the biceps brachii was shown in large order of 70°<90°<110°, but there was no significant difference. The muscle activity by the elbow joint angle of LH was shown in large order of 90°<70°<110°, but there was no significant difference. The muscle activity by the elbow joint angle of MJ was shown in large order of 110°<90°<70°, but there was no significant difference. Conclusion: During the arm curl isometric exercise of the biceps brachii, it is judged appropriate to attach surface electrodes to the location proposed by SENIAM.

주제어

표/그림 (12)

그림 Figure 1. Arm curl machine
그림 Figure 2. EMG Electrode placement
표 Table 1. Characteristics or the subjects
표 Table 2. Experimental equipment
그림 Figure 3. Muscle activity of SH and SENIAM at 90° of elbow joint
그림 Figure 4. Muscle activity of LH and SENIAM at 90° of elbow joint
표 Table 3. Muscle activity of SH and SENIAM at 90° of elbow joint (unit: μⅤ)
표 Table 4. Muscle activity of LH and SENIAM at 90° of elbow joint (unit: μⅤ)
그림 Figure 5. Muscle activity of MJ and SENIAM at 90° of elbow joint
그림 Figure 6. Muscle activity with varying elbow joint angles
표 Table 5. Muscle activity of MJ and SENIAM at 90° of elbow joint (unit: μⅤ)
표 Table 6. Muscle activity with varying elbow joint angles (unit: μⅤ)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 암컬 등척성 운동 시 상완이두근의 SEN IAM에서 제시하는 전극 위치의 근 활성도와 본 연구자가 제시하는 전극 위치의 근 활성도를 비교하고 본 연구자가 제시하는 전극위치의 주관절 각도별 근 활성도를 비교하였다. 총 2회의 실험데이터를 가지고 독립표본 검정과 일원배치 반복측정을 통하여 비교 분석하였다.
본 연구에서는 암컬 등척성 운동 수행 시 5초 동안 얻어진 자료에서 처음과 끝의 1초를 제외한 안정화된 3초의 근 활성을 분석하였다. EMG 신호의 주파수 대역폭(Bandwidth) 범위는20~350 Hz 사이로 설정하였고 절대값을 구하기 위하여 전파정류(Full-Wave Rectification)한 다음 이어서 Smoothing 하였다.
본 연구에서는 표면 근전도를 이용하여 상완이두근에서의 적절한 전극 위치를 제안하고자 근 활성을 검증하였다. 머리가 두 갈래인 상완이두근을 대상으로 SENIAM에서 제안한 전극 위치와 본 연구자가 제안하는 전극 위치의 근 활성을 비교한 결과, 암컬 등척성 운동 시 본 연구자가 제안하는 SH와SENIAM 제안 위치는 유의한 차이가 없었고 LH, MJ은 SENIAM에서 제안하는 위치의 근 활성도보다 더 낮게 나타났고 유의한 차이가 있었다(p<.
이에 본 연구는 암컬 등척성 운동 시 상완이두근에서의 전극 위치별 근 활성도를 비교하고 주관절 각도별 근 활성을 비교한 연구 결과를 근거로 상완이두근의 적절한 전극 위치와 주관절 자세를 개발하는 데 필요한 기초자료를 제공하고자 한다.

제안 방법

1, 2차 실험 모두 본실험은 로프를 손목에 감아 전완과 로프가 90°가 되도록 고정한 후에 최대힘(100% MVC)으로 로프를 잡아당기는 등척성 운동을 5초 동안 유지하였다.
이 때 주관절의 굴곡 각도는 90°로 설정하였다. 2차 실험은 본 연구자가 제시하는 방법에 따라 견봉 내측부터 팔오금까지 선상의 1/3 지점에서 좌우로 손가락 1개 너비로 띄어 장두와 단두에 부착하고 장두 전극 위치에서 근위 방향으로 손가락 2개 너비로 띄어 장두의 근건접합부(MyotendinalJunction: MJ)에 전극을 장축으로 부착하였다. 전극 부착 위치는 (Figure 2)와 같다.
본 연구에서는 암컬 등척성 운동 수행 시 5초 동안 얻어진 자료에서 처음과 끝의 1초를 제외한 안정화된 3초의 근 활성을 분석하였다. EMG 신호의 주파수 대역폭(Bandwidth) 범위는20~350 Hz 사이로 설정하였고 절대값을 구하기 위하여 전파정류(Full-Wave Rectification)한 다음 이어서 Smoothing 하였다.
상완이두근에서의 전극 위치 변화에 따른 근 활성도 차이를 알아보기 위해 SENIAM에서 제시하는 측정 방법에 따라 견봉 내측부터 팔오금까지 선상에서 1/3 지점에 표면 전극(HEXDual Electrodes, Noraxon)을 장축으로 부착하고 1차 실험을 진행했다. 이 때 주관절의 굴곡 각도는 90°로 설정하였다.
암컬 머신을 이용한 등척성 운동 시 상완이두근에서의 전극 위치와 주관절의 각도 변화에 따른 근 활성도를 비교하기 위해 1차와 2차로 나누어 실험하였다. 근전도 측정 전 피험자들은 민소매 티셔츠를 입고 준비 운동을 실시한 후 근육의 측정 오류를 방지하기 위해 털을 면도기로 제거하고 알코올 솜으로 닦아내었다.
주관절 각도 변화에 따른 근 활성도 차이를 알아보기 위해 주관절의 각도는 70°, 90°, 110°로 설정하였고 상완이두근 외의 근육 사용을 제어하기 위해 암컬 기계에 몸통을 밀착하고 의자 높이를 실험자마다 앉은 키에 맞게 설정하였다.
본 연구의 대상자는 상지 근골격계에 이상이 없고 우세 팔이 우측인 남자 성인 17명을 대상으로 선정하였다. 피험자마다 비교 가능하도록 내측 견봉부터 팔오금까지의 길이를 측정하였고 신체적인 특성은 (Table 1)과 같다. 실험에 참여하기 전모든 피험자들은 실험과정에 대한 설명을 듣고 참여의사와 동의서를 작성하였다.

대상 데이터

본 연구의 대상자는 상지 근골격계에 이상이 없고 우세 팔이 우측인 남자 성인 17명을 대상으로 선정하였다. 피험자마다 비교 가능하도록 내측 견봉부터 팔오금까지의 길이를 측정하였고 신체적인 특성은 (Table 1)과 같다.

데이터처리

본 연구의 통계처리는 SPSS 24.0 (IBM, USA)을 이용하였고, 전극의 위치에 따른 근 활성도 비교와 주관절 각도에 따른근 활성도 비교를 위해 independent t-test와 반복측정분석(ANOVA with repeated measure)을 사용하였다. 유의차이에 따른 상호작용은 단순사후검증을 실시하였으며 모든 통계치의 유의수준은 p<.
유의차이에 따른 상호작용은 단순사후검증을 실시하였으며 모든 통계치의 유의수준은 p<.05로 설정하였다.
본 연구는 암컬 등척성 운동 시 상완이두근의 SEN IAM에서 제시하는 전극 위치의 근 활성도와 본 연구자가 제시하는 전극 위치의 근 활성도를 비교하고 본 연구자가 제시하는 전극위치의 주관절 각도별 근 활성도를 비교하였다. 총 2회의 실험데이터를 가지고 독립표본 검정과 일원배치 반복측정을 통하여 비교 분석하였다.

성능/효과

001). 따라서 상완이두근의 등척성 운동 시 표면 전극은 SENIAM에서 제안하는 위치에 부착하는 것이 적절하다고 판단되어진다. 또 표면 근전도를 다양한 측면에서 측정할 수 있는 방법을 마련하였다는 점에서 그 의의가 있으며 표면 근전도를 이용한 연구를 활성화하는데 기여할 것으로 기대된다.
또한 견관절의 휴면자세(Loose-packed position)와 액와슬링을 사용한 자세에서 주관절 굴곡 55°일 때 가장 높게 나타났으며, 두 번째로 70°, 90°에서 근 활성도가 가장 낮게 나타났다.
머리가 두 갈래인 상완이두근을 대상으로 SENIAM에서 제안한 전극 위치와 본 연구자가 제안하는 전극 위치의 근 활성을 비교한 결과, 암컬 등척성 운동 시 본 연구자가 제안하는 SH와SENIAM 제안 위치는 유의한 차이가 없었고 LH, MJ은 SENIAM에서 제안하는 위치의 근 활성도보다 더 낮게 나타났고 유의한 차이가 있었다(p<.01, p<.001).
상완이두근에서 SH의 주관절 각도별 근 활성도는 70°<90°<110° 순으로 더 크게 나타났지만 유의미한 차이는 없었고, LH의 주관절 각도별 근 활성도는 90°<70°<110° 순으로 더 크게 나타났지만 유의미한 차이는 없었으며 MJ의 각도별 근 활성도는 110°<90°<70° 각도 순으로 크게 나타났지만 유의미한 차이는 없었다.
상완이두근에서의 전극 위치 변화에 따른 근 활성도 비교 시SH 근 활성도가 SENIAM 근 활성도보다 높게 나타났지만 유의미한 차이는 없었고 LH와 MJ는 SENIAM 근 활성도보다 낮게 나타났고 유의미한 차이가 있었다. 이는 암컬의 최대 동작수행 시 주관절 굴곡 외에 견관절 굴곡 시 모음하고 전완을 회외한 상태로 힘을 작용하여 단두의 힘이 많이 요구되어 높은 근 활성도를 보인 것으로 판단된다.
최대힘은 주관절 90° 굽힘과 뒤침(supination)상태일 때 발생한다(Palastanga, Field & Soames, 2009)고 보고한 것과 다른 결과가 나타났다. 유의미한 차이는 없었지만 관절 각도와 근 활성도 사이에 관련성이 있음을 확인하였다. Kendall & McCreary (1983)은 관절의 각도 변화가 근 활성도에 영향을 미친다는 주장을 근육의 길이와 장력의 관계에 의한 설명으로 이론적 근거를 마련했다.

후속연구

또 표면 근전도를 다양한 측면에서 측정할 수 있는 방법을 마련하였다는 점에서 그 의의가 있으며 표면 근전도를 이용한 연구를 활성화하는데 기여할 것으로 기대된다. 그러나 본 연구는 정상 성인 남성 17명을 대상으로 하여 일반화하기에 무리가 있으며 많은 근육의 종류중에서 대표적으로 두 갈래 방추형모양인 상완이두근의 근 활성만 알아보았기 때문에 추후에는 대상자를 더 확대하여 다양한 근육 종류의 근 활성을 파악하는 지속적인 연구가 필요하다고 판단된다. 또한 우세팔이 우측인 연구 대상자를 통하여 얻은 결과이기 때문에 추후 연구에서는 비우세팔과 우세 팔의 비교 연구도 이루어져야 할 것으로 사료된다.
따라서 상완이두근의 등척성 운동 시 표면 전극은 SENIAM에서 제안하는 위치에 부착하는 것이 적절하다고 판단되어진다. 또 표면 근전도를 다양한 측면에서 측정할 수 있는 방법을 마련하였다는 점에서 그 의의가 있으며 표면 근전도를 이용한 연구를 활성화하는데 기여할 것으로 기대된다. 그러나 본 연구는 정상 성인 남성 17명을 대상으로 하여 일반화하기에 무리가 있으며 많은 근육의 종류중에서 대표적으로 두 갈래 방추형모양인 상완이두근의 근 활성만 알아보았기 때문에 추후에는 대상자를 더 확대하여 다양한 근육 종류의 근 활성을 파악하는 지속적인 연구가 필요하다고 판단된다.
그러나 본 연구는 정상 성인 남성 17명을 대상으로 하여 일반화하기에 무리가 있으며 많은 근육의 종류중에서 대표적으로 두 갈래 방추형모양인 상완이두근의 근 활성만 알아보았기 때문에 추후에는 대상자를 더 확대하여 다양한 근육 종류의 근 활성을 파악하는 지속적인 연구가 필요하다고 판단된다. 또한 우세팔이 우측인 연구 대상자를 통하여 얻은 결과이기 때문에 추후 연구에서는 비우세팔과 우세 팔의 비교 연구도 이루어져야 할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	상완이두근은 어떠한 근육인가?	그 중 암컬 운동 기구(Arm Curl Machine)는 팔꿈치를 회전축으로 전완을 끌어당기는 구조로서 상완이두근(Biceps Brachii)을 발달시킬 수 있는 운동 기구이다(Vella, 2012). 상완이두근은 근섬유가 방추형으로 생긴 방추형근(Fusiformmuscle)으로 장두(Long head: LH)와 단두(Short head: SH), 두갈래를 가진 근육이다. 일상생활에서는 물건 집어들기, 입으로 음식 가져오기와 스포츠에서는 권투, 노젓기, 카누경기 등에서 이 근육을 많이 사용한다.
	암컬 운동 기구는 무엇인가?	건강증진을 위한 저항 운동 기구를 이용한 근력 운동은 근육의 수축, 팽창을 반복하여 근육을 발달시킬 수 있고 날씨와 시간적 제약이 적어 많은 사람들이 이용하고 있다. 그 중 암컬 운동 기구(Arm Curl Machine)는 팔꿈치를 회전축으로 전완을 끌어당기는 구조로서 상완이두근(Biceps Brachii)을 발달시킬 수 있는 운동 기구이다(Vella, 2012). 상완이두근은 근섬유가 방추형으로 생긴 방추형근(Fusiformmuscle)으로 장두(Long head: LH)와 단두(Short head: SH), 두갈래를 가진 근육이다.
	상완이두근은 일상생활에서 어떻게 사용되는가?	상완이두근은 근섬유가 방추형으로 생긴 방추형근(Fusiformmuscle)으로 장두(Long head: LH)와 단두(Short head: SH), 두갈래를 가진 근육이다. 일상생활에서는 물건 집어들기, 입으로 음식 가져오기와 스포츠에서는 권투, 노젓기, 카누경기 등에서 이 근육을 많이 사용한다. 근육의 활동은 근전도(Electromyography: EMG)를 이용하여 측정할 수 있는데 근전도 기술은 근육 평가를 위한 도구로서 높은 잠재력을 지니고 있어 다양한 스포츠 활동의 평가와 의료 임상분야에서 사용되고 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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