[논문]정상인에 적용한 PNF 하지 패턴이 반대측 하지의 선택적 근수축에 미치는 영향

강태욱; 정주현

doi:10.21598/jkpnfa.2020.18.2.255

정상인에 적용한 PNF 하지 패턴이 반대측 하지의 선택적 근수축에 미치는 영향
Effect of PNF Lower Extremity Pattern on Selective Muscle Contraction of the Contralateral Lower Extremity in Healthy Subjects 원문보기

PNF and movement, v.18 no.2, 2020년, pp.255 - 263

강태욱 (워크재활의학과병원 물리치료실) , 정주현 (김해대학교 물리치료과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: The purpose of this study was to investigate the effect of proprioceptive neuromuscular facilitation (PNF) lower extremity pattern on the dominant leg on muscle activity of the lower extremity supported by the ground. Methods: The subjects were 20 healthy males living in Busan. All subjects performed four direction PNF lower extremity patterns, and data were collected by surface electromyography from the gluteus medius (GM), tensor fascia latae (TFL), vastus medialis oblique (VMO), vastus lateralis oblique (VLO), and semitendinosus (STD) muscles of the opposite lower extremity during PNF lower extremity pattern. The PNF lower extremity pattern applied to the dominant leg was (1) flexion/adduction/external rotation with knee flexion; (2) extension/abduction/internal rotation with knee extension; (3) flexion/abduction/internal rotation with knee flexion; and (4) extension/adduction/external rotation with knee extension pattern, repeated 3 times per pattern and using the average value of the collected results. Collected muscle activity values were analyzed by one-way ANOVA, and post-hoc Tukey testing was performed to check between-group differences. The statistical significance level was set at α = 0.05. Results: GM and TFL flexion/abduction/internal rotation pattern with knee flexion was significantly higher than other patterns. VMO and VLO extension/adduction/external rotation pattern with knee extension was significantly higher than other patterns. STD flexion/adduction/external rotation pattern with knee flexion was significantly higher than other patterns. Conclusion: The study confirms differences in lower extremity muscle activity for the PNF lower extremity pattern, indicating that selective muscle contraction induction is possible using a pattern appropriate to the purpose of treatment.

주제어

표/그림 (3)

그림 Fig. 1. Lower extremity pattern. (A) Flex/Add/Ext. R with KF, (B) Ext/Abd/Int. R with KE, (C) Flex/Abd/Int. R with KF, (D) Ext/Add/Ext. R with KE
표 Table 1. General characteristics of subjects (n=20)
표 Table 2. Comparison of opposing lower extremity muscle activity according to lower extremity patterns (n=20)

AI 본문요약
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문제 정의

기존의 선행연구에서는 반대측 훈련의 효과를 검증하기 위해 제한된 PNF 패턴과 단일근육의 활성도를 확인하였는데(Kim, 2009; Kim, 2017; Park & Lee, 2016), 본 연구에서는 건강한 20대 성인 남성을 대상으로 4방향의 PNF 하지 패턴을 우세측 하지에 적용하여 반대측 하지의 근활 성도 변화를 알아보고, 선택적인 근수축을 유도하는 하지 패턴을 확인하고자 하였다.
그러나 지금까지 진행된 선행연구는 제한적인 패턴적용과 일부 근육의 근활성도를 확인한 연구가 대부분이었으며, 패턴적용에 따른 근육의 선택적 근활성도를 확인한 연구는 미흡하였다. 따라서, 본 연구에서는 우세측 하지에 4방향의 PNF 하지 패턴을 적용하여 반대측 하지의 엉덩관절과 넙다리부위 근육의 근활성도를 확인하고, 선택적 근수축을 유도하는 PNF 하지 패턴을 확인하고자 하였다.
본 연구는 건강한 정상성인 남성 20명을 대상으로 우세측인 하지에 PNF 하지 패턴을 적용하여 반대측 하지의 근활성도에 미치는 영향을 확인하였다.

제안 방법

근전도 신호의 표본추출률 (sampling rate)은 1,000㎐으로 설정하였으며, 주파수 대역폭(digital band-pass filter)은 20∼500㎐, 노치 필터는 60㎐를 사용하였다.
대상자는 바로 선 자세에서 높낮이 조절이 가능한 테이블에 왼손을 올려놓고, 시선은 정면에 배치한 거울을 바라보면서 자세의 정렬을 유지하도록 하였다. 또한, 체중의 이동을 제한하기 위해 바닥에 고정되어 있는 하지는 움직이지 않도록 구두지시 하였으며, 테이블과 엉덩관절 사이의 거리를 10㎝로 설정하여 패턴 적용 시 엉덩관절이 테이블에 닿지 않도록 운동범위를 설정하였다(Comerford & Mottram, 2013).
또한, 체중의 이동을 제한하기 위해 바닥에 고정되어 있는 하지는 움직이지 않도록 구두지시 하였으며, 테이블과 엉덩관절 사이의 거리를 10㎝로 설정하여 패턴 적용 시 엉덩관절이 테이블에 닿지 않도록 운동범위를 설정하였다(Comerford & Mottram, 2013).
본 연구에서 적용된 중재방법은 4방향의 PNF 하지 패턴으로, 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/모음/바깥 돌림, 무릎관절의 폄을 동반한 폄/벌림/안쪽돌림, 무릎 관절의 굽힘을 동반한 굽힘/벌림/안쪽돌림, 무릎관절의 폄을 동반한 폄/모음/바깥돌림 패턴을 사용하였다 (Fig. 1). 우세측인 오른쪽 하지에 패턴이 적용되는 동안 반대측 하지의 중간볼기근, 넙다리근막긴장근, 안쪽넓은근, 가쪽넓은근, 반힘줄근에서 발생하는 근활 성도를 측정하였다.
1). 우세측인 오른쪽 하지에 패턴이 적용되는 동안 반대측 하지의 중간볼기근, 넙다리근막긴장근, 안쪽넓은근, 가쪽넓은근, 반힘줄근에서 발생하는 근활 성도를 측정하였다. 하지 패턴의 적용 순서는 무작위로 실시하였으며, 각각의 패턴은 총3회 실시하여 산출된 측정값의 평균값을 사용하였다.
하지 패턴 수행 시 각 근육의 근전도 신호는 제곱 평균 제곱근(root mean square, RMS)값으로 처리하였다. 측정된 근전도 값을 정량화 하기 위해 최대 수의적 등척 성 수축(maximal voluntary isometric contraction, MVIC)값을 수집하여 %MVIC를 계산하였으며, 각 근육의 MVIC값을 알아보기 위해 근육 검사자세에서 최대 저항을 주면서 대상자가 최대 근력을 발휘할 수 있도록 지시하였다. 모든 근전도 신호값은 5초간 3회 반복하여 수집 하였으며, 처음과 마지막 1초를 제외한 3초간의 신호값을 사용하였다.

대상 데이터

본 연구에는 건강한 정상성인 남자 20명이 참여하였으며, 평균 연령은 27.10세, 평균 신장은 174.60㎝, 평균 체중은 74.45㎏ 이었다(Table 1).
본 연구의 대상자는 부산시 소재 ○○재활병원에서 근무중인 정상성인 남성 20명을 대상으로 하였다. 해당기관의 게시판에 연구의 목적과 취지에 대한 내용을 공고 하였으며, 자발적으로 연구에 참여하기로 동의한 자 중 신경계 질환이 없는 자, 근육뼈대계 질환이 없는 자, 오른쪽 하지가 우세측인 자를 대상으로 선정하였다.
본 연구의 대상자는 부산시 소재 ○○재활병원에서 근무중인 정상성인 남성 20명을 대상으로 하였다. 해당기관의 게시판에 연구의 목적과 취지에 대한 내용을 공고 하였으며, 자발적으로 연구에 참여하기로 동의한 자 중 신경계 질환이 없는 자, 근육뼈대계 질환이 없는 자, 오른쪽 하지가 우세측인 자를 대상으로 선정하였다.

데이터처리

본 연구는 정상성인 남성 20명을 대상으로 우세측 하지에 PNF 하지 패턴을 시행하였을 때, 반대측 하지의 선택적인 근활성도에 미치는 영향을 알아보고자 한 것으로, 대상자의 일반적 특성은 기술통계를 이용하여 산출하였고, 하지 패턴에 따른 반대측 하지 근활 성도 변화를 확인하기 위해 일원배치분산분석(ANOVA)을 실시하였다. 패턴변화에 따른 하지 근활성도에 차이가 있을 경우 사후검정으로 Tukey를 사용하여 분석하였다.
본 연구는 정상성인 남성 20명을 대상으로 우세측 하지에 PNF 하지 패턴을 시행하였을 때, 반대측 하지의 선택적인 근활성도에 미치는 영향을 알아보고자 한 것으로, 대상자의 일반적 특성은 기술통계를 이용하여 산출하였고, 하지 패턴에 따른 반대측 하지 근활 성도 변화를 확인하기 위해 일원배치분산분석(ANOVA)을 실시하였다. 패턴변화에 따른 하지 근활성도에 차이가 있을 경우 사후검정으로 Tukey를 사용하여 분석하였다. 통계처리는 Window용 SPSS version 22.
우세측인 오른쪽 하지에 패턴이 적용되는 동안 반대측 하지의 중간볼기근, 넙다리근막긴장근, 안쪽넓은근, 가쪽넓은근, 반힘줄근에서 발생하는 근활 성도를 측정하였다. 하지 패턴의 적용 순서는 무작위로 실시하였으며, 각각의 패턴은 총3회 실시하여 산출된 측정값의 평균값을 사용하였다. 대상자의 피로를 예방하기 위해 패턴 간 휴식시간은 5분으로 설정하였다.

이론/모형

본 연구에 참여한 대상자의 하지 근활성도를 측정하기 위해 표면근전도(4D-MT & EMD-11, Relive, Korea)를 사용하였다.

성능/효과

이러한 결과를 통해 단편적으로 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/모음/바깥돌림 패턴이 반힘줄근을 활성화하기에 좋은 패턴으로 오해할 수 있다. 그러나 무릎의 안정성 측면에서 안쪽넓은근과 반힘줄근의 비율을 분석한 결과 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/모음/바깥돌림 패턴이 1:2.57로 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/벌림/안쪽돌림 패턴의 1:1.38 보다 근육 수축의 비대칭을 더 유발할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 무릎 관절의 굽힘을 동반한 굽힘/모음/바깥돌림 패턴이 무릎 굽힘근과 폄근의 비대칭을 증가시켜 무릎의 과도한 폄을 초래할 수 있음을 보여준다.
안쪽넓은근과 가쪽넓은근의 단독적 근활성도 증가를 위해서는 무릎 관절의 폄을 동반한 폄/모음/바깥돌림이 가장 효과적이며, 반힘줄근의 단독적인 근활성도 증가를 위한 하지 패턴은 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/모음/바깥 돌림 패턴으로 나타났다. 또한, 무릎의 안정성 증가를 위해 안쪽넓은근과 가쪽넓은근의 수축비율과 안쪽넓은근과 반힘줄근의 대칭성을 고려한 중재 방법은 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/벌림/안쪽돌림 하지 패턴임을 확인하였다.
넙다리근막긴장근의 단축은 엉덩관절의 과도한 안쪽돌림을 통해 엉덩관절 충돌 증후군(femoral acetabular impingement, FAI)을 유발하거나 통증을 호소하게 만든다(Sahrmann, 2001). 본 연구결과에서 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/벌림/안쪽돌림 하지 패턴 적용 시 반대측의 넙다리근막긴장근이 가장 활성화되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 무릎관 절의 굽힘을 동반한 굽힘/벌림/안쪽돌림 하지 패턴이 중간볼기근의 활성도를 증가시키는 동시에 넙다리근 막긴장근의 활성도를 증가시키게 한다는 것을 의미한다.
본 연구에서는 PNF 하지 패턴의 움직임 방향에 따라 각 근육의 근활성도가 다른 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 벌림이 포함된 PNF 하지 패턴을 통해 반대측 중간볼기근의 증가된 근활성도를 확인한 선행 연구와 일치하는 결과이다(Park & Lee, 2016).
선행연구에서는 정상 성인 여성을 대상으로 하지 패턴을 적용하여 반대측 무릎관절 폄근의 근력과 지구력이 증가하였다고 보고하였다(Kofotolis & Kellis, 2007). 본 연구에서도 무릎관절의 폄을 동반한 폄/모음/바깥돌림 하지 패턴 적용 시 반대측 하지의 안쪽넓은근과 가쪽넓은근의 근활성도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 무릎관절의 폄을 동반한 폄/모음/바깥돌림 하지 패턴을 통해 큰모음근을 자극하여 큰모음근에서 시작되는 안쪽넓은근이 활성화되고, 하지의 모음동작이 지지측 하지로 체중심을 이동하게 하여 안쪽넓은근과 가쪽넓은근의 근활성도가 증가된 것으로 볼 수 있다.
본 연구의 결과를 종합해보면 PNF 하지 패턴은 반대측 하지의 근활성도에 영향을 줄 수 있으며, 적용하는 하지 패턴에 따라 근활성도가 높아지는 근육이 다른 것을 확인할 수 있었다. 중간볼기근의 단독적인 근활성도 증가를 위해 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/벌림/안쪽돌림 패턴이 가장 효과적이며, 넙다리근 막긴장근의 과활성을 억제한 중간볼기근의 근활성도 증가를 위해 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/모음/바깥돌림 패턴이 적절함을 확인하였다.
, 2011; Neumann, 2002). 본 연구의 결과에서 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/모음/바깥돌림 패턴 시 반힘줄근의 활성도가 가장 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 단편적으로 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/모음/바깥돌림 패턴이 반힘줄근을 활성화하기에 좋은 패턴으로 오해할 수 있다.
본 연구의 결과에서 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/벌림/안쪽돌림 하지 패턴 적용 시 반대측 하지의 중간볼기근의 근활성도가 유의하게 증가하여 엉덩관절의 모음과 안쪽돌림을 제어한 결과를 보였다.
중간볼기근의 단독적인 근활성도 증가를 위해 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/벌림/안쪽돌림 패턴이 가장 효과적이며, 넙다리근 막긴장근의 과활성을 억제한 중간볼기근의 근활성도 증가를 위해 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/모음/바깥돌림 패턴이 적절함을 확인하였다. 안쪽넓은근과 가쪽넓은근의 단독적 근활성도 증가를 위해서는 무릎 관절의 폄을 동반한 폄/모음/바깥돌림이 가장 효과적이며, 반힘줄근의 단독적인 근활성도 증가를 위한 하지 패턴은 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/모음/바깥 돌림 패턴으로 나타났다. 또한, 무릎의 안정성 증가를 위해 안쪽넓은근과 가쪽넓은근의 수축비율과 안쪽넓은근과 반힘줄근의 대칭성을 고려한 중재 방법은 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/벌림/안쪽돌림 하지 패턴임을 확인하였다.
중간볼기근과 넙다리근막긴장근, 안쪽넓은근, 가쪽넓은근, 반힘줄근의 단독적인 근활성도 증가와 엉덩관절 및 무릎관절의 안정화를 위한 PNF 하지 패턴이 다르게 적용될 수 있음을 확인하였다. 따라서 PNF 하지 패턴에 따라 하지 근육의 선택적 수축이 가능하며, 치료의 목적에 따라 적절한 PNF 하지 패턴을 적용해야 할 것이라 생각된다.
중간볼기근과 넙다리근막긴장근은 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/벌림/안쪽돌림 패턴에서 유의하게 높았으며(p<0.05), 안쪽넓은근과 가쪽넓은근은 무릎 관절의 폄을 동반한 폄/모음/바깥돌림 패턴에서 유의하게 높았다(p<0.05).
중간볼기근의 단독적인 근활성도 증가를 위해 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/벌림/안쪽돌림 패턴이 가장 효과적이며, 넙다리근 막긴장근의 과활성을 억제한 중간볼기근의 근활성도 증가를 위해 무릎관절의 굽힘을 동반한 굽힘/모음/바깥돌림 패턴이 적절함을 확인하였다.

후속연구

그러나 본 연구는 하지의 병변을 가지고 있거나 통증을 호소하는 대상자를 대상으로 진행되지 못하였다. 따라서 향후 연구에서는 하지의 질환자에게 다양한 PNF 하지 패턴을 적용하여 근수축의 차이를 비교한 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	PNF는 무엇인가?	PNF는 고유수용기를 자극하여 근력, 지구력, 협응력 등을 향상시켜 신체의 기능을 증진시키는 효과적인 중재방법이다(Klein et al., 2002).
	선행연구의 운동기구가 필요하며, 공간을 마련해야하는 문제점을 해결하기 위해 어떤 방법을 대안으로 제시하였는가?	이러한 하지 근력 운동방법은 운동기구가 필요하며, 공간을 마련해야하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 선행연구에서는 도구와 장비를 배치할 공간이 필요 없고 대상자의 능력에 따라 운동강도를 조절할 수 있는 고유수용성신경근촉진법(proprioceptive neuromuscular facilitation, PNF)을 이용한 근력강화운동을 대안으로 제시하였다(Adler et al., 2014).
	하지 근육의 약화는 무엇으로 이어지는가?	하지 근육은 신체의 균형과 안정성에 중요한 역할을 하고 있으며 엉덩관절, 무릎관절, 발목관절에서의 효율적인 움직임을 만든다(Nam, 2011). 하지 근육의 약화는 신체의 움직임 제한과 보행, 균형감각 등의 기능저하로 이어지므로(Fukagawa et al., 1995), 하지 근력 운동은 신체의 손상예방 및 기능증진의 중요한 요소라고 할 수 있다(Barton et al.

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저자의 다른 논문 :

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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