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문제 정의
- 선 행 연구에서 엉덩관절 모음을 동반한 스쿼트 운동의 효 과에 관한 연구는 많이 있었지만(Koh 등, 2011; Irish 등, 2010), 엉덩관절 모음의 압력이 어느 정도일 때 더 높은 활성도를 보이는지는 알려지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 치료적 운동에 많이 사용되는 스쿼트 운동 시 엉덩관절 모음 압력의 차이가 하지근육의 활성도에 어떠한 영향을 미치는지 연구하여, 무릎관절의 기능회복 이나 근력 강화를 위한 효과적인 스쿼트 운동방법을 제 시하기 위한 기초자료를 마련하고자 한다.
- 본 연구는 닫힌사슬의 대표적인 치료적 운동인 스쿼트 운동을 수행할 때 엉덩관절 모음 압력의 변화에 따른 큰 볼기근, 중간볼기근, 안쪽넓은근, 가쪽넓은근, 넙다리두 갈래근, 넙다리근막긴장근의 활성도 변화를 알아보았다. 스쿼트 운동은 닫힌사슬 운동으로 무릎관절 재활에 널리 이용되고 있는 운동으로 넙다리네갈래근과 무릎 주변 근 육의 동시 수축과 정강넙다리관절에 대해 압력의 증가를 유도하여 정강넙다리관절 전위를 감소시킬 수 있고 고유 수용성 기능을 촉진하는 것으로 알려 졌다(Coqueiro 등, 2005).
- 본 연구는 정상 성인을 대상으로 스쿼트 운동 시 엉덩 관절 등척성 모음 압력에 따른 다리 근육 큰볼기근, 중 간볼기근, 안쪽넓은근, 가쪽넓은근, 넙다리두갈래근, 넙 다리근막긴장근의 활성도 변화를 조사하여 치료적 중재 의 효과를 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 대상자는 각 운동의 조건에서 스쿼트 운동을 하는 동 안 다리의 근활성도를 측정하였고, 모든 운동은 연습효 과를 배제하기 위해 운동순서를 무작위로 선정하여 시행 하였다. 각각의 운동방법은 5회 실시하였고, 그중 3회의 평균값을 선택하여 분석하였다. 연속 측정으로 발생할 수 있는 근 피로를 최소화하기 위해 각 운동 측정 간 2 분씩 휴식을 하도록 하였다(Kendal 등, 2005).
- 대상자는 각 운동의 조건에서 스쿼트 운동을 하는 동 안 다리의 근활성도를 측정하였고, 모든 운동은 연습효 과를 배제하기 위해 운동순서를 무작위로 선정하여 시행 하였다. 각각의 운동방법은 5회 실시하였고, 그중 3회의 평균값을 선택하여 분석하였다.
- 대상자들은 높 낮이가 조절되는 메뉴얼 침대에 앉아 무릎의 각도를 60° 로 맞춘 뒤 엉덩이를 침대에 살짝 닿도록 하여 무릎의 각도를 최대한 유지하도록 하였다.
- 본 연구는 실험하기 전 연구대상자들에게 실시하게 될 운동 방법에 대해 사전 설명과 올바른 자세를 보여 준 후 동작을 완벽하게 숙지하도록 5분간 연습하였다.
- 72 소프트웨어를 이 용하여 신호를 처리 하였다. 실험 전, 측정 데이터의 표 준화를 위해 해당 근육의 최대 등척성 수축(maximum voluntary isometric contraction; MVIC)으로 근전도 값을 측정하였다. 큰볼기근, 중간볼기근, 안쪽넓은근, 가 쪽넓은근, 넙다리두갈래근, 넙다리근막긴장근의 근육 측정 자세는 도수근력 검사자세(manual muscle test)를 기준으로 시행하였다.
- 엉덩관절의 등척성 모음 압력을 측정하기 위해 메타식 혈압계에 스티로폼을 부착하여 무릎관절의 정렬을 고려 하여 제작하였으며, 엉덩관절의 모음 압력을 스스로 관 찰할 수 있도록 하였다. 엉덩관절 모음 압력의 단위는 ㎜Hg로 설정하였다(Figure 2.
- 연구 대상자의 스쿼트 운동 시 엉덩관절 모음 압력에 따른 다리 근육의 근활성도를 측정하기 위해서 표면근전 도(Noraxon USA Inc, Scottsdale, USA)를 사용하여 수집 및 분석하였다(Figure 3). 표면 전극을 측정 부위 에 부착하기 전, 피부 저항을 최소화하기 위해 체모가 있는 경우 면도를 하여 체모를 제거하였고, 사포를 이용 하여 각질을 제거하고 알코올로 소독하였다.
- 전극은 Ag/Agcl 전극을 사용하였고, 근전도 신호 수 집을 위한 표본추출률(신호획득률; sampling rate)은 1,500㎐로 하며, 수집된 신호는 완파 정류(full wave rectification)로 처리하였다. 자료 처리는 수집된 근전도 아날로그 신호를 Myosystem DTS로 보내서 디지털 신 호로 전환 후 Myoresearch XP 1.72 소프트웨어를 이 용하여 신호를 처리 하였다. 실험 전, 측정 데이터의 표 준화를 위해 해당 근육의 최대 등척성 수축(maximum voluntary isometric contraction; MVIC)으로 근전도 값을 측정하였다.
- 전극은 Ag/Agcl 전극을 사용하였고, 근전도 신호 수 집을 위한 표본추출률(신호획득률; sampling rate)은 1,500㎐로 하며, 수집된 신호는 완파 정류(full wave rectification)로 처리하였다. 자료 처리는 수집된 근전도 아날로그 신호를 Myosystem DTS로 보내서 디지털 신 호로 전환 후 Myoresearch XP 1.
- 실험 전, 측정 데이터의 표 준화를 위해 해당 근육의 최대 등척성 수축(maximum voluntary isometric contraction; MVIC)으로 근전도 값을 측정하였다. 큰볼기근, 중간볼기근, 안쪽넓은근, 가 쪽넓은근, 넙다리두갈래근, 넙다리근막긴장근의 근육 측정 자세는 도수근력 검사자세(manual muscle test)를 기준으로 시행하였다.
- 연구 대상자의 스쿼트 운동 시 엉덩관절 모음 압력에 따른 다리 근육의 근활성도를 측정하기 위해서 표면근전 도(Noraxon USA Inc, Scottsdale, USA)를 사용하여 수집 및 분석하였다(Figure 3). 표면 전극을 측정 부위 에 부착하기 전, 피부 저항을 최소화하기 위해 체모가 있는 경우 면도를 하여 체모를 제거하였고, 사포를 이용 하여 각질을 제거하고 알코올로 소독하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 경상남도 양산시에 거주하는 20-30대로 남 자와 여자를 대상으로 하였고, 실험하기 전 연구 목적과 방법에 대해 충분한 설명을 하고 자발적인 동의를 얻었 다. 연구대상자의 선정기준은 스쿼트 수행이 가능한 자, 일상생활 외 규칙적인 운동을 하지 않는 자, 균형에 영 향을 주는 약물을 복용하지 않는 자, 엉덩관절의 변형 (coxa valgus, coxa varus)이 없는 자, 무릎관절의 변형(genu varum, genu valgum)이 없는 자, 발의 변형 (Pes planus, Pes cavus, Pes equinus)이 없는 자, 엉 덩관절, 무릎관절, 발목관절 구축이 없는 자로 남자 13 명 여자 17명으로 총 30명을 대상으로 진행하였다.
- 본 연구는 경상남도 양산시에 거주하는 20-30대로 남 자와 여자를 대상으로 하였고, 실험하기 전 연구 목적과 방법에 대해 충분한 설명을 하고 자발적인 동의를 얻었 다. 연구대상자의 선정기준은 스쿼트 수행이 가능한 자, 일상생활 외 규칙적인 운동을 하지 않는 자, 균형에 영 향을 주는 약물을 복용하지 않는 자, 엉덩관절의 변형 (coxa valgus, coxa varus)이 없는 자, 무릎관절의 변형(genu varum, genu valgum)이 없는 자, 발의 변형 (Pes planus, Pes cavus, Pes equinus)이 없는 자, 엉 덩관절, 무릎관절, 발목관절 구축이 없는 자로 남자 13 명 여자 17명으로 총 30명을 대상으로 진행하였다.
데이터처리
- 0 프로그램을 이용하여 분석하였다. 스쿼트 운동방법에 따른 하지 근육의 근활성도를 알아보기 위해 일요인 반복측정 분산분석(repeated one-way ANOVA) 을 실시하였고, 사후검정은 본페로니 수정법(Bonferroni correction)을 이용하였다. 통계적 유의성을 검정하기 위해 유의수준은 α=.
- 처음과 마지막 1초를 제외한 3초 동안 평균값을 제곱 근의 평균제곱(root mean square; RMS) 처리하여 %MVIC로 설정하였다. 측정 시 근 피로도를 고려하여 5 분간의 휴식을 제공하였다(Criswell, 2010).
이론/모형
- 본 연구의 표본 크기는 Koh 등(2011)의 연구를 근거 로 연구에 필요한 표본을 산출하였다. G*power 3.
성능/효과
- 결론적으로 엉덩관절 모음 압력에 따른 스쿼트 운동이 큰볼기근, 중간볼기근, 안쪽넓은근, 가쪽넓은근, 넙다리 두갈래근의 활성도를 증가시키는 데 효과적으로 나타나 무릎관절 질환에 필요한 치료적 운동으로 스쿼트 운동에 대한 기초자료를 제시하였다. 이 연구를 바탕으로 다양 한 환자를 대상으로 한 임상 연구가 지속되어야 할 것으 로 생각된다.
- 넙다리근막긴장근의 높은 활성도는 Q-각을 증가시켜 무릎뼈를 외측으로 이동시키게 되며 무릎관절에 좋지 못 한 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서 넙다리근막긴장 근의 근활성도는 유의한 차이가 없어 엉덩관절 등척성 모음 압력을 가한 스쿼트 운동이 무릎관절 질환에서 효과적인 운동방법으로 생각된다.
- 본 연구에서 0, 20, 40, 60㎜Hg의 엉덩관절의 모음 압력에 따른 스쿼트 조건을 비교한 결과, 안쪽넓은근, 가 쪽넓은근, 중간볼기근, 넙다리두갈래근, 큰볼기근의 근활 성도가 통계적으로 유의한 차이를 보였다.
- 본 연구에서 엉덩관절 모음 압력에 따른 스쿼트 동작 의 네 가지 조건을 비교한 결과 큰볼기근, 중간볼기근, 안쪽넓은근, 가쪽넓은근, 넙다리두갈래근의 근활성도가 통계적으로 유의한 차이를 보였으며, 측정한 모든 다리 근육의 활성도는 60㎜Hg의 엉덩관절 등척성 모음 압력 에서 스쿼트 운동 시 가장 높은 근활성도를 보였다.
- 뒤넙다리근은 넙다리네갈래근과 함께 관절을 보호하기 위해 관절에 떨어지는 체중을 분산시키고 무릎관절을 안 정화 시키는 역할을 한다. 본 연구에서 엉덩관절 모음 압력에 따른 스쿼트 운동 시 넙다리두갈래근의 근활성도 가 유의하게 높게 나타났다. 이것은 엉덩관절 모음 압력 의 변화에 따른 중간볼기근의 활성도와 연관이 있다고 생각된다.
- 본 연구에서 엉덩관절의 모음 압력에 따른 스쿼트 운 동 시 60㎜Hg의 압력에서 중간볼기근의 가장 높은 근활 성도를 보였고, 이는 엉덩관절 모음근 활성에 의한 골반 평형 유지를 위해 나타난 결과로 보인다. 이와 비슷한 연구는 엉덩관절 등척성 모음을 동반한 스쿼트를 실시할 경우 골반의 안정에 관여하며 넙다리뼈의 모음, 안쪽돌 림을 통제하는 중간볼기근의 활성도 높다고 하였다 (Nyland 등, 2004; McCurdy 등, 2003).
- 본 연구에서는 안쪽넓은근과 가쪽넓은근의 근활성도가 60㎜Hg의 엉덩관절 모음 압력에서 가장 높게 나타났다 (p<.05).
- 엉덩관절 모음 압력에 따른 스쿼트 동작에 있어서 가 쪽넓은근의 근활성도 변화는 통계적으로 유의하게 높았 으며(p<.05)(Table 2), 운동방법에 따른 사후검정을 실시 한 결과 20㎜Hg, 60㎜Hg은 0㎜Hg보다 통계적으로 유의 하게 높았고, 60㎜Hg은 40㎜Hg보다 통계적으로 유의하 게 높았다(p<.05).
- 엉덩관절 모음 압력에 따른 스쿼트 동작에 있어서 넙 다리근막긴장근의 근활성도 변화는 통계적으로 유의한 차이가 없었으며(p>.05)(Table 2), 운동방법에 따른 사후 검정을 실시한 결과 통계적으로 유의한 차이가 없었다 (p>.05).
- 엉덩관절 모음 압력에 따른 스쿼트 동작에 있어서 넙 다리두갈래근의 근활성도 변화는 통계적으로 유의하게 높았으며(p<.05)(Table 2), 운동방법에 따른 사후검정을 실시한 결과 20㎜Hg, 40㎜Hg, 60㎜Hg은 0㎜Hg 보다, 40㎜Hg, 60㎜Hg은 20㎜Hg 보다 통계적으로 유의하게 높았다(p<.05).
- 엉덩관절 모음 압력에 따른 스쿼트 동작에 있어서 안 쪽넓은근의 근활성도 변화는 통계적으로 유의하게 높았 으며(p<.05)(Table 2), 운동방법에 따른 사후검정을 실시 한 결과 20㎜Hg, 40㎜Hg, 60㎜Hg은 0㎜Hg 보다 유의 하게 높았다(p<.05).
- 엉덩관절 모음 압력에 따른 스쿼트 동작에 있어서 중 간볼기근의 근활성도 변화는 통계적으로 유의하게 높았 으며(p<.05)(Table 2), 운동방법에 따른 사후검정을 실시 한 결과 20㎜Hg, 40㎜Hg, 60㎜Hg은 0㎜Hg보다, 40㎜ Hg, 60㎜Hg은 20㎜Hg 보다, 60㎜Hg은 40㎜Hg보다 통 계적으로 유의하게 높았다(p<.05).
- 엉덩관절 모음 압력에 따른 스쿼트 동작에 있어서 큰 볼기근의 근활성도 변화는 통계적으로 유의하게 높았으 며(p<.05)(Table 2), 운동방법에 따른 사후검정을 실시한 결과 20㎜Hg은 0㎜Hg 보다, 60㎜Hg은 20㎜Hg보다 통 계적으로 유의하게 높았다(p<.05).
- 측정한 모든 다리 근육의 근활성도는 60㎜Hg의 엉덩 관절 등척성 모음 압력에서 스쿼트 운동 시 가장 높은 근활성도를 보였다.
- 하지만 본 연구에서는 스쿼트 운동 시 무릎관절 굽힘 각도 60° 에서 실험을 진행하였으며 20㎜Hg은 0㎜Hg보다, 60㎜ Hg은 20㎜Hg보다 큰볼기근의 근활성도에 유의하게 높았다.
후속연구
- 또한 근활성도의 즉 각적인 변화를 확인하는 연구로서 얼마나 지속될 것인지 확인할 수 없는 제한점이 있다. 그러므로 2~4주 이상의 중재를 적용하였을 때 어떤 변화가 있을 것인지 그리고 지속기간이 어느 정도일 것인지에 대해 추가적인 연구가 필요하다.
- 따라서 무릎관절 질환 환자들에게 일반화하기에는 제 한점이 있다는 점과 스쿼트 운동 시 엉덩관절 모음 압력 을 세분화하지 못하였다는 점이다. 또한 근활성도의 즉 각적인 변화를 확인하는 연구로서 얼마나 지속될 것인지 확인할 수 없는 제한점이 있다. 그러므로 2~4주 이상의 중재를 적용하였을 때 어떤 변화가 있을 것인지 그리고 지속기간이 어느 정도일 것인지에 대해 추가적인 연구가 필요하다.
- 본 연구의 제한점으로는 대상자가 20~30대 정상 성인 으로 국한되어 측정한 결과 실험기간 동안 통증을 호소 한 대상자는 없었지만, 무릎관절 질환에서 무릎관절 굽 힘이 증가할수록 통증은 증가하고 무릎넙다리 관절의 압 력도 증가하는 것으로 알려져 있으며, 높은 관절 압력은 관절의 부하를 증가시키고 이는 퇴행성 변화의 가능성을 증가시킬 수 있다(Coqueiro 등, 2005).
- 결론적으로 엉덩관절 모음 압력에 따른 스쿼트 운동이 큰볼기근, 중간볼기근, 안쪽넓은근, 가쪽넓은근, 넙다리 두갈래근의 활성도를 증가시키는 데 효과적으로 나타나 무릎관절 질환에 필요한 치료적 운동으로 스쿼트 운동에 대한 기초자료를 제시하였다. 이 연구를 바탕으로 다양 한 환자를 대상으로 한 임상 연구가 지속되어야 할 것으 로 생각된다.
- 향후, 더 많은 대상자를 상대로 장기간의 연구가 필요 할 것으로 생각되며, 앞으로의 연구에서는 더욱 다양한 평가 도구를 활용하여 측정 변인들에 대한 체계적인 비 교 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.
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