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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 네발기기자세에서 오른쪽과 왼쪽 무릎들기 동작이 한쪽 앞톱니근의 선택적 활성도에 어떠한 영향을 미치는지 연구하였다.
- 본 연구에서는 20대 21명(남성 11명, 여자 10명)의 건강한 정상 성인을 대상으로 네발기기자세에서 오른쪽과 왼쪽 무릎들기 동작으로 한쪽의 앞톱니근의 활성도에 어떠한 영향을 미치는지 근전도를 이용하여 연구하였다. 네발기기자세에서 무릎들기시 근육별 활성도를 비교한 결과 오른쪽 무릎들기와 왼쪽 무릎들기 모두에서 오른쪽과 왼쪽의 위등세모근과 아래등세모근의 근전도 활성도는 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
- 본 연구에서 오른쪽 무릎들기시 오른쪽 앞톱니근의 활성도 증가를 확인할 수 있었고, 왼쪽 무릎들기 시 왼쪽 앞톱니근의 활성도 증가를 동일하게 확인할 수 있었다. 이는 양측 앞톱니근의 활성도를 높이는 운동 프로토콜을 변형하여 한쪽 앞톱니근의 선택적 활성도를 증가시킬 수 있는 운동프로토콜로 사용할 수 있음을 제안한다.
제안 방법
- 각 전극 중심 사이의 거리는 2 cm 이내로 부착하였다. 각 근육별 구체적인 전극 부착 부위로서 위등세모근은 7번째 목뼈의 가시돌기와 어깨부리의 사이, 아래등세모근은 어깨뼈의 아래각 높이에 해당하는 허리뼈의 가시돌기에서 가쪽 2 cm부위 그리고 앞톱니근은 겨드랑부위의 5-6번째 갈비뼈 높이에서 넓은등근의 앞쪽부위로 하였다.4
- 근육의 활성도 비교를 위해 8채널 무선 표면 근전도 WEMG-8 (Laxtha, USA)를 사용했다. 표면전극(Ag/AgCI 222, 3M, Korea)은 6채널을 사용하여 오른쪽-왼쪽 앞톱니근, 위등세모근, 아래등세모근에 부착하였으며 표면 전극 부착 부위의 피부 저항을 줄이기 위해 알코올 솜으로 피부각질층을 제거하였다.
- 실험을 시작하기 전 실험자들의 실험에 사용할 도구와 동작을 10분간 충분히 설명한 후에 푸쉬업플러스 동작을 10분간 실시후 다음 대상자가 전 대상자의 실험을 관찰하도록 하였다. 대상자들의 교육은 네발기기 자세를 하고 감사자는 10분간 연습한 운동을 패드를 이용하여 실험 중 대상자의 어깨올림, 무릎들기, 체중이동에 주의 후 실시를 하였다. 최대 수축 범위에서 5초간 유지한 후 3초 동안 휴식 후 3회 반복하였다.
- 또한 오른쪽왼쪽 개별적 근육군의 비교는 independent t-test 방법을 사용하였다. 동일한 방법으로 오른쪽-왼쪽 위등세모근/앞톱니근의 근활성도 비를 비교 분석하였다. 연구의 통계적 유의수준은 α= 0.
- 실험실의 온도를 25℃ 로 일정하게 유지한 후, 근전도 수집을 위해 오른쪽/왼쪽 각각 세 개의 근육에 대한 전극부착부위를 한 번 더 확인후 각 근육의 근섬유 방향을 따라 활성전극(activate electrode)과 기준 전극(reference electrode)을 수평으로 부착하였다.
- 실험을 시작하기 전 실험자들의 실험에 사용할 도구와 동작을 10분간 충분히 설명한 후에 푸쉬업플러스 동작을 10분간 실시후 다음 대상자가 전 대상자의 실험을 관찰하도록 하였다. 대상자들의 교육은 네발기기 자세를 하고 감사자는 10분간 연습한 운동을 패드를 이용하여 실험 중 대상자의 어깨올림, 무릎들기, 체중이동에 주의 후 실시를 하였다.
- 앞톱니근은 실험대상자가 바로 누운상태에서 어깨를 90°굴곡한 후 팔꿈치를 편 후 검사자는 상완을 고정하고 어깨의올림 동작을 방지하기 위해 실험 전 설명 후 올림동작이 나오지 않도록 지도와 함께 실험자는 팔을 앞으로 내밈동작을 실시하였다.
- 오른쪽 왼쪽 무릎을 들기에 용이하게 실험자가 스포츠매트를 이용하여 실험에 맞게 제작하였다. 대상자들의 평균 키는 남자 176.
- 위등세모근, 아래등세모근, 앞톱니근의 근활성도를 위해 각 측정 근육의 길이가 최대 신장 상태에 비해 중간 정도의 길이를 가지는 상태인 정상 관절가동범위의 중간 범위에서 최대 등척성 수축(Maximal Voluntary Isometric Contraction, MVIC)시 근활성도를 측정하였다. 5초 동안의 자료 값의 수집된 신호를 정량화 하기 위해 실효평균값(Root Mean Square, RMS)처리를 하였다.
- 채널을 지정하여 각 채널에서 근전도 신호를 받을 수 있도록 하며 근전도 신호의 표본추출율은 1,000 Hz (1,000samples/second)로 증폭된 파형을 60-500 Hz의 대역통과필터(band pass filter)로 필터링하였다. 잡음을 제거하기 위해 60 Hz의 노치필터(notch filter)를 이용하고 각 근육이 수축한 시간 동안 수집된 신호를 정량화 하기 위해 실효평균값(root mean square, RMS)처리를 하였다
- 최대 등척성 수축 과정은 위등세모근 측정은 등받이 의자에 등받이 등을 기댄 후 검사자가 측정하는 측의 어깨를 고정하고 실험자가 측정하는 어깨를 들어 올리는 동작을 취하도록 하였으며, 아래등세모근의 측정은 실험 대상자가 엎드려 누운 자세에서 측정하는 측의 팔꿈치를 펴고 팔을 바닥과 수평한 상태에서 90° 수평외전한 상태에서 검사자는 팔을 고정하고, 팔을 펴는 동작을 취하도록 실시하였다.
- 근육의 활성도 비교를 위해 8채널 무선 표면 근전도 WEMG-8 (Laxtha, USA)를 사용했다. 표면전극(Ag/AgCI 222, 3M, Korea)은 6채널을 사용하여 오른쪽-왼쪽 앞톱니근, 위등세모근, 아래등세모근에 부착하였으며 표면 전극 부착 부위의 피부 저항을 줄이기 위해 알코올 솜으로 피부각질층을 제거하였다.
대상 데이터
-
본 연구의 대상자는 20대 21명(남성 11명, 여자 10명)의 건강한 정상 성인을 대상으로 하였다. 연구대상의 제외 기준은
데이터처리
- 위등세모근, 아래등세모근, 앞톱니근의 근활성도를 위해 각 측정 근육의 길이가 최대 신장 상태에 비해 중간 정도의 길이를 가지는 상태인 정상 관절가동범위의 중간 범위에서 최대 등척성 수축(Maximal Voluntary Isometric Contraction, MVIC)시 근활성도를 측정하였다. 5초 동안의 자료 값의 수집된 신호를 정량화 하기 위해 실효평균값(Root Mean Square, RMS)처리를 하였다.
- , Chicago)을 사용하였고 오른쪽-왼쪽 무릎들기 시 오른쪽-왼쪽 위등세모근, 아래등세모근, 앞톱니근 한쪽 3개의 근육 양쪽 6개의 근육군 상관관계 활성도 비교를 위하여 Repeated Measure ANOVA방법을 사용하였고 사후검정 방법은 Bonferroni 방법을 사용하였다. 또한 오른쪽왼쪽 개별적 근육군의 비교는 independent t-test 방법을 사용하였다. 동일한 방법으로 오른쪽-왼쪽 위등세모근/앞톱니근의 근활성도 비를 비교 분석하였다.
- 자료의 통계처리는 통계프로그램 윈도우 용 SPSS version 18.0 (SPSS Inc., Chicago)을 사용하였고 오른쪽-왼쪽 무릎들기 시 오른쪽-왼쪽 위등세모근, 아래등세모근, 앞톱니근 한쪽 3개의 근육 양쪽 6개의 근육군 상관관계 활성도 비교를 위하여 Repeated Measure ANOVA방법을 사용하였고 사후검정 방법은 Bonferroni 방법을 사용하였다. 또한 오른쪽왼쪽 개별적 근육군의 비교는 independent t-test 방법을 사용하였다.
- 채널을 지정하여 각 채널에서 근전도 신호를 받을 수 있도록 하며 근전도 신호의 표본추출율은 1,000 Hz (1,000samples/second)로 증폭된 파형을 60-500 Hz의 대역통과필터(band pass filter)로 필터링하였다. 잡음을 제거하기 위해 60 Hz의 노치필터(notch filter)를 이용하고 각 근육이 수축한 시간 동안 수집된 신호를 정량화 하기 위해 실효평균값(root mean square, RMS)처리를 하였다
성능/효과
- 닫힌사슬운동의 네발기기 자세에서의 푸쉬업플러스 운동은 주관절이 폄하였을 때 최대한 어깨뼈를 내밈 하여 일반적인 푸쉬업 운동을 수정하여 등세모근 아래섬유 활성과 높은 앞톱니근의 활성을 이끌어내기 때문에 상지재활프로그램에서 앞톱니근의 선택적 활성화를 높이는데 사용된다. 2,8,13 최근 푸쉬업플러스 동작 중에도 지지면의 불안정성을 높인 불안정한 상태에서의 운동방법이 가장 효율성이 높은 것으로 알려져 있고16 불안정한 지지면에서 팔굽혀펴기 운동을 할 때 위등세모근/앞톱니근 비는 유의하게 낮아졌으며 이는 불안정한 지지면을 이용한 운동자극으로 앞톱니근의 근활성도가 증가 된다고 하였다. 푸쉬업플러스 동작시 불안정성을 높이기 위해 지지면을 줄이는 방법으로 한 쪽 다리 들기를 많이 적용하고 있다.
- 4,8 위등세모근의 근활성도가 나타나거나 앞톱니근, 위등세모근의 불균형이 있는 대상자들에게 다양한 형태의 푸쉬업플러스 운동을 실시한 결과 일반적인 푸쉬업플러스에서 앞톱니근의 근활성도가 높게 측정되었고 푸쉬업플러스 운동은 낮은 위등세모근 근활성도를 보이는 운동이며, 앞톱니근 강화와 어깨안정화 및 근육 불균형의 감소를 하기 위해 적절한 운동프로토콜의 하나라고 하였다.
- 각 근육군의 근활성도의 구성비 중 앞톱니근을 제외한 위등세모근, 아래등세모근에서는 유의한 상호작용이 나타나지 않았다. 오른쪽 무릎들기 시 근육군의 위등세모근에서는 오른쪽이 15.
- 본 연구에서는 20대 21명(남성 11명, 여자 10명)의 건강한 정상 성인을 대상으로 네발기기자세에서 오른쪽과 왼쪽 무릎들기 동작으로 한쪽의 앞톱니근의 활성도에 어떠한 영향을 미치는지 근전도를 이용하여 연구하였다. 네발기기자세에서 무릎들기시 근육별 활성도를 비교한 결과 오른쪽 무릎들기와 왼쪽 무릎들기 모두에서 오른쪽과 왼쪽의 위등세모근과 아래등세모근의 근전도 활성도는 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 반면 앞톱니근은 오른쪽 무릎들기시 동측인 오른쪽 앞톱니근에서 통계적으로 유의하게 높은 근전도 활성도를 나타내었고, 왼쪽 무릎들기시에도 동측인 왼쪽 앞톱니근에서 통계적으로 유의하게 높은 근전도 활성도를 나타내었다.
- 반면 앞톱니근은 오른쪽 무릎들기시 동측인 오른쪽 앞톱니근에서 통계적으로 유의하게 높은 근전도 활성도를 나타내었고, 왼쪽 무릎들기시에도 동측인 왼쪽 앞톱니근에서 통계적으로 유의하게 높은 근전도 활성도를 나타내었다. 또한 무릎들기시에 위등세모근과 앞톱니근의 근활성도 비를 비교한 결과 무릎들기를 한 반대쪽 어깨의 위등세모근과 앞톱니근의 근활성도가 통계적으로 유의하게 낮은 결과를 나타내었다.
- 네발기기자세에서 무릎들기시 근육별 활성도를 비교한 결과 오른쪽 무릎들기와 왼쪽 무릎들기 모두에서 오른쪽과 왼쪽의 위등세모근과 아래등세모근의 근전도 활성도는 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 반면 앞톱니근은 오른쪽 무릎들기시 동측인 오른쪽 앞톱니근에서 통계적으로 유의하게 높은 근전도 활성도를 나타내었고, 왼쪽 무릎들기시에도 동측인 왼쪽 앞톱니근에서 통계적으로 유의하게 높은 근전도 활성도를 나타내었다. 또한 무릎들기시에 위등세모근과 앞톱니근의 근활성도 비를 비교한 결과 무릎들기를 한 반대쪽 어깨의 위등세모근과 앞톱니근의 근활성도가 통계적으로 유의하게 낮은 결과를 나타내었다.
- 본 연구에서 오른쪽 무릎들기시 오른쪽 앞톱니근의 활성도 증가를 확인할 수 있었고, 왼쪽 무릎들기 시 왼쪽 앞톱니근의 활성도 증가를 동일하게 확인할 수 있었다. 이는 양측 앞톱니근의 활성도를 높이는 운동 프로토콜을 변형하여 한쪽 앞톱니근의 선택적 활성도를 증가시킬 수 있는 운동프로토콜로 사용할 수 있음을 제안한다.
- 본 연구에서는 네발기기자세에서 오른쪽 무릎들기와 왼쪽무릎들기를 할 때 앞톱니근 근활성도 비교에서 연구결과에서는 오른쪽 무릎들기 시 오른쪽 어깨근의 위등세모근, 아래등세모근, 앞톱니근 근활성도가 왼쪽과 비교 시 통계적으로 유의하였고 왼쪽 무릎들기 시 왼쪽 어깨근과 오른쪽 어깨근 비교 시에 동일하게 통계적으로 유의하였다. 오른쪽 무릎들기 시에 오른쪽과 왼쪽의 각 근육군의 통계에서는 위등세모근과 아래등세모근은 통계적으로 유의하지 않았다.
- 오른쪽 무릎 들기에서 위등세모근/앞톱니근의 근활성도는 오른쪽 0.24±0.21, 왼쪽 0.40±0.35으로 오른쪽-왼쪽 위등세모근/앞톱니근 비(UT/SA Ratio)에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다 (p<0.05)(Table 2).
- 왼쪽 무릎들기에서 위등세모근/앞톱니근의 근활성도는 오른쪽 0.39±0.27, 왼쪽 0.26±0.19으로 오른쪽-왼쪽 위등세모근/앞톱니근 비(UT/SA Ratio)에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다 (p<0.05)(Table 2).
- 왼쪽 무릎들기 시에도 통계적으로 동일한 결과를 확인할 수 있었다. 위등세모근과 앞톱니근의 활성도비 비교 분석 시 무릎들기를 이용하여 한쪽 어깨근의 활성도를 높이면서 낮은 위등세모근의 활성도를 확인할 수 있었으며 오른쪽과 왼쪽을 비교할 때 통계적으로 유의하였다.
- 푸쉬업플러스 동작 시 오른쪽 어깨근의 활성도는 동측(오른쪽)의 반대측(왼쪽) 다리를 들 때 보다 동측(오른쪽)의 다리를 들었을 때 근전도 활성도 값이 올라가는 것을 확인할 수 있었는데, 이는 네발기기자세에서의 중력중심(center of gravity)이 동측 다리를 들 때 동측 기저면(base of support)의 소실을 보상하기 위하여, 신체의 중력 중심이 동측(오른쪽) 다리를 든 쪽 어깨로 집중되어 어깨근 활성도가 높아진 결과라고 볼 수 있다.17
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푸쉬업플러스를 이용하여 앞톱니근을 강화하는 방법으로 어깨근의 각도, 지지면의 불안정성 등과 같은 변수를 이용하는 방법이 제안되었으며, 양쪽 어깨의 문제로 인한 환자, 한쪽 어깨근의 문제를 가지는 스포츠 선수, 일반인 등에서 실험이 이루어졌지만 모두 대상자의 앞톱니근의 양쪽 활성도를 높이는 운동만을 제안하였고, 한쪽 어깨근의 선택적 활성도를 높이는 운동은 없었다.
후속연구
- 본 연구에서도 무릎들기 시 기저면의 소실되는 어깨근의 불안정성과 기저면의 소실로 인한 중력중심의 이동으로 인하여 체중의 가중을 대상자들에게서 구두를 통해 확인할 수 있었고 기저면의 소실을 골반의 이동으로 보상하려는 움직임을 완벽하게 통제하지 못하였다. 그러나 21명의 남 11명, 여 10명의 일반인을 대상으로 하여 실험하였지만 성별에 상관없이 실험자들의 연구자의 운동프로그램을 사용하여 푸쉬업플러스 동작을 할 때 기존의 양쪽 앞톱니근의 운동프로토콜과는 다르게 한쪽 어깨의 선택적 활성화를 위한 좋은 운동프로토콜이 될 것이다.
- 본 연구에서도 무릎들기 시 기저면의 소실되는 어깨근의 불안정성과 기저면의 소실로 인한 중력중심의 이동으로 인하여 체중의 가중을 대상자들에게서 구두를 통해 확인할 수 있었고 기저면의 소실을 골반의 이동으로 보상하려는 움직임을 완벽하게 통제하지 못하였다. 그러나 21명의 남 11명, 여 10명의 일반인을 대상으로 하여 실험하였지만 성별에 상관없이 실험자들의 연구자의 운동프로그램을 사용하여 푸쉬업플러스 동작을 할 때 기존의 양쪽 앞톱니근의 운동프로토콜과는 다르게 한쪽 어깨의 선택적 활성화를 위한 좋은 운동프로토콜이 될 것이다.
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