[논문]복합운동에 혈류제한 적용과 비적용이 여성노인들의 운동수행능력과 평형성에 미치는 영향

김대열; 강효영; 박혁

doi:10.5762/kais.2021.22.1.363

복합운동에 혈류제한 적용과 비적용이 여성노인들의 운동수행능력과 평형성에 미치는 영향
The Influence of Combined Exercise Training with and without Blood Flow Restriction on Physical Performance and Balance in Elderly Females 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.22 no.1, 2021년, pp.363 - 371

김대열 (전남대학교 체육교육과) , 강효영 (광주교육대학교 체육교육과) , 박혁 (전남과학대학교 생활체육과)

초록
AI-Helper

본 연구는 12주간 복합운동 중 혈류제한을 적용한 것과 적용하지 않은 것이 65세 이상 여성노인들의 운동수행능력(심폐지구력, 하체근력)과 평형성(동적평형성, 낙상위험지수)에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시하였다. 연구대상자는 혈류제한을 통한 복합운동(14명), 혈류제한을 하지 않은 복합운동(14명)과 통제집단(15명)으로 총 43명이 연구에 참여하였다. 혈류제한 복합운동 그룹과 복합운동 그룹 모두 주 3회 총 12주 동안 복합운동을 실시하였고, 통제집단은 훈련기간 동안 일상적인 생활을 하였다. 본 연구의 자료처리는 SPSS/ver22를 사용하였으며 사전값의 동질성 검사 후 이원반복측정분산분석(Two-way Repeated Measures ANOVA)과 대비검증(contrast)을 이용하여 분석하였고, 모든 자료의 유의수준은 α=.05로 설정하였다. 연구결과 혈류제한을 적용한 복합운동 집단과 적용하지 않은 복합운동 집단의 운동수행능력(심폐지구력, 하체근력)과 평형성(동적평형성)은 유의하게 증가하였고, 두 집단 모두 낙상위험지수는 유의하게 감소하였다. 하지만 통제집단에서는 유의한 변화가 없었다. 추가적으로 두 운동집단 중 혈류제한을 적용한 복합운동 집단이 사전과 사후 변화량(%△)과 효과크기(effect size)가 일반복합운동 집단 보다 높이 나왔다. 이는 혈류제한을 적용한 복합운동집단이 혈류제한을 적용하지 않은 복합운동보다 운동수행력과 평형성에 더욱 긍정적인 효과를 나타냈다.

Abstract ▼ AI-Helper

The goal of this study was to investigate the influence of exercise training with or without blood flow restriction (BFR) on physical performance and balance in elderly females. Participants (N = 43) were randomly divided into combined exercise with BFR group (n = 14, EX-BFR), only combine exercise group (n =14, EX) or a non-exercise control group (n = 15, CON). Both EX-BFR and EX groups had completed exercise training for 12 weeks. During the training period, the CON group maintained their normal lives. After baseline tests, two-way repeated measures ANOVA with contrast testing was conducted using SPSS 22.0. Study results found that physical performance and balance in both EX-BFR and EX groups were significantly improved, and fall index in both EX-BFR and EX groups were significantly decreased. There were no changes in the CON group. In addition, the % change and effect size of all variables in the EX-BFR group were larger than the EX group. So, the results showed that the EX-BFR group had performed more intense exercise caused by restricted blood flow during the training period compared to the EX group. Thus, exercise with BFR training may additionally influence physical performance and balance in elderly females.

주제어

표/그림 (4)

표 Table 1. Subject Characteristics
표 Table 2. Combined Exercise Training Program
표 Table 3. Test of Homogeneity of Variances
표 Table 4. Physical Performance and Balance Responses in Each Group

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서 본 연구는 12주 동안 혈류제한을 적용한 복합운동과 혈류제한을 적용하지 않은 복합운동이 여성 노인들의 운동수행능력과 평형성에 어떠한 영향을 미치는지에 대해서 연구하여 혈류제한 복합운동의 효과를 분석하는데 연구의 목적이 있다.
본 연구는 12주간 여성노인들이 복합운동을 실시 중 혈류제한을 적용한 방법과 적용하지 않은 방법이 운동 수행능력과 평형성에 어떠한 영향을 미쳤는지에 대하여 실험을 진행하였고 이에 대한 연구의 결과를 여기서 논의하고자 한다.
본 연구에서는 12 주간 복합운동을 여성노인들이 수행 시 혈류제한 방법을 적용한 그룹과 적용하지 않는 그룹이 운동수행능력(심폐지구력 & 하지근력)과 평형성(동적 평형성 & 낙상위험지수)에 어떠한 영향을 주는지에 대하여 연구하고자 하였다. 본 연구결과를 분석하여 내린 결론은 다음과 같다.

제안 방법

44m 왕복걷기 검사 ((8-Foot Up and Go Test)를 실시하였다. 대상자의 안전을 위해 의자를 벽에 기대고 의자 앞에서 2.4m 떨어진 곳에 콘(cone)을 두었다. 출발이라는 구령과 함께 연구대상자는 의자에 일어서서 콘을 돌아서 의자에 다시 앉는 데까지 걸린 시간을 초(sec)단위로 측정하였다.
동적평형성을 측정하기 위해 2.44m 왕복걷기 검사 ((8-Foot Up and Go Test)를 실시하였다. 대상자의 안전을 위해 의자를 벽에 기대고 의자 앞에서 2.
연구대상자들은 총 8가지의 자세를 변경하면서 측정하였다. 먼저 눈뜨고 정면, 눈감고 정면, 눈감고 머리만 우측, 눈감고 머리만 좌측, 눈감고 머리 숙이기, 눈감고 머리를 뒤로 젖히는 자세 6가지와 불안정한 판 위에서 눈뜨고, 눈감고 자세 2가지를 측정하였다. 정확한 검사를 위해 사전과 사후 동일한 연구자가 측정하였으며 검사 중 발이 장비의 압력판에 떨어지거나 지정된 자세로 검사를 하지 못한 경우는 재검사를 실시하였다.
본 연구는 혈류제한 복합운동 프로그램의 참여가 여성 노인의 운동수행력과 평형성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 혈류제한운동그룹, 복합운동그룹, 통제그룹으로 3집단으로 설정하였으며 운동중재 전(PRE)과 운동 중재 12후(POST)에 각 변인을 측정하였다.
본 연구에서 혈류제한 복합운동 그룹(BFR)과 복합운동 그룹(EX)이 참여한 복합 운동 프로그램은 똑같은 운동프로그램으로 유산소성 운동과 저항성 운동을 혼합하여 구성되었다. 운동시작 전 간단한 스트레칭을 5 - 10 분간 준비운동하였고, 유산소성 운동을 약15-20분 실시한 후, 저항 운동을 15-20분 동안 실시하였다.
본 연구에서 혈류제한 복합운동 그룹은 복합운동 시신 체에서 팔의 상완과 다리의 대퇴부의 가장 윗 부분에 커프(5cm)를 착용하여 혈류를 제한 하였다[19].
정확한 측정을 위해 노인체력검사(Senior Fitness Test) 의 방법[23]을 사용하여 측정하였다. 심폐 지구력은 연구대상자가 정면으로 선 자세에서 상체를 반듯하게 세우고 무릎을 각각 무릎뼈와 장골사이의 중간위치까지 올렸다 내리도록 하는 동작을 반복하며 2분 동안 총 스텝 수를 측정하였다.
장비의 센서는 전족부와 후족부 각 2개의 영역으로 총 4등분하여 연구대상장의 발이 이 장비의 압력판에 올라서서 발판에 압력을 주면 데이터는 필터링을 거친후 TetraxⓇ 프로그램을 통해 낙상위험도 지수가 수치화되어 분석된다. 연구대상자들은 총 8가지의 자세를 변경하면서 측정하였다. 먼저 눈뜨고 정면, 눈감고 정면, 눈감고 머리만 우측, 눈감고 머리만 좌측, 눈감고 머리 숙이기, 눈감고 머리를 뒤로 젖히는 자세 6가지와 불안정한 판 위에서 눈뜨고, 눈감고 자세 2가지를 측정하였다.
운동수행능력 중 심폐지구력, 하체근력을 측정하였다. 정확한 측정을 위해 노인체력검사(Senior Fitness Test) 의 방법[23]을 사용하여 측정하였다.
구성되었다. 운동시작 전 간단한 스트레칭을 5 - 10 분간 준비운동하였고, 유산소성 운동을 약15-20분 실시한 후, 저항 운동을 15-20분 동안 실시하였다. 유산소운동과 저항운동이 끝나면 5 - 10분간 스트레칭으로 정리운동을 하였다[19].
장비의 센서는 전족부와 후족부 각 2개의 영역으로 총 4등분하여 연구대상장의 발이 이 장비의 압력판에 올라서서 발판에 압력을 주면 데이터는 필터링을 거친후 TetraxⓇ 프로그램을 통해 낙상위험도 지수가 수치화되어 분석된다. 연구대상자들은 총 8가지의 자세를 변경하면서 측정하였다.
먼저 눈뜨고 정면, 눈감고 정면, 눈감고 머리만 우측, 눈감고 머리만 좌측, 눈감고 머리 숙이기, 눈감고 머리를 뒤로 젖히는 자세 6가지와 불안정한 판 위에서 눈뜨고, 눈감고 자세 2가지를 측정하였다. 정확한 검사를 위해 사전과 사후 동일한 연구자가 측정하였으며 검사 중 발이 장비의 압력판에 떨어지거나 지정된 자세로 검사를 하지 못한 경우는 재검사를 실시하였다. 낙상 위험도 지수의 점수는 0-35점 위험도 낮음, 36-57점 중간, 58-100점 위험도 높음으로 분류하였다[24].
연구에 대한 안내문의 게시를 통해 연구참여자를 모집하였으며 연구참여자들에게 본 실험의 목적과 실험방법에 대하여 자세히 설명하였다(생명윤리위원회 승인: 1040198-17032-HR- 022-04). 총 45명의 연구참여자가 모집되어 복합운동에 혈류제한을 적용한 그룹(EX-BFR: exercise with blood flow restriction group), 혈류제한 없이 복합운동만 실시한 그룹(EX: exercise group) 그리고 운동을 하지 않는 통제그룹(CON: control group)으로 무선할당 배정을 하였다. 하지만 연구기간동안 2명의 연구참여자들이 개인적인 사정으로 연구를 마감하지 못하여 총 43명(EX-BFR(n=14), EX(n=14) & CON(n=15))이 연구를 완수하였다.
4m 떨어진 곳에 콘(cone)을 두었다. 출발이라는 구령과 함께 연구대상자는 의자에 일어서서 콘을 돌아서 의자에 다시 앉는 데까지 걸린 시간을 초(sec)단위로 측정하였다.
검사를 하였다. 특히 폐경기 이후 여성들의 안전을 위해 등받이가 있는 의자를 벽에 기대고 시작이라는 구령과 함께 연구대상자는 의자에서 완전히 일어선 다음 다시 앉는 것을 30초 동안 반복하면서 일어섰다 앉기 횟수를 측정하였다.
하체근력을 측정하기 위해 30초 의자에서 일어섰다 앉기 검사를 하였다. 특히 폐경기 이후 여성들의 안전을 위해 등받이가 있는 의자를 벽에 기대고 시작이라는 구령과 함께 연구대상자는 의자에서 완전히 일어선 다음 다시 앉는 것을 30초 동안 반복하면서 일어섰다 앉기 횟수를 측정하였다.

대상 데이터

본 연구의 대상자들은 G광역시와 복지시설 주변에 거주하는 여성노인을 대상으로 하였다. 연구에 대한 안내문의 게시를 통해 연구참여자를 모집하였으며 연구참여자들에게 본 실험의 목적과 실험방법에 대하여 자세히 설명하였다(생명윤리위원회 승인: 1040198-17032-HR- 022-04).
총 45명의 연구참여자가 모집되어 복합운동에 혈류제한을 적용한 그룹(EX-BFR: exercise with blood flow restriction group), 혈류제한 없이 복합운동만 실시한 그룹(EX: exercise group) 그리고 운동을 하지 않는 통제그룹(CON: control group)으로 무선할당 배정을 하였다. 하지만 연구기간동안 2명의 연구참여자들이 개인적인 사정으로 연구를 마감하지 못하여 총 43명(EX-BFR(n=14), EX(n=14) & CON(n=15))이 연구를 완수하였다. 본 연구에 참여한 대상자들의 신체적 특징은 다음<Table 1>과 같다.

데이터처리

상호작용이 있을 시에 대비검정 (Contrast test)을 이용하여 집단간 시기간 차이를 분석하였다. 모든 자료의 유의 수준은 α= .05로 설정하고 모든 측정값은 평균 (Mean)과 표준 편차 (standard deviation) 로표현하였다. 모든 자료의 분석은 SPSS 22.
본 연구는 사전측정값의 집단간의 동질성을 분석하기 위하여 One-way ANOVA를 사용하여 모든 변인의 사전값의 동질성 분석을 실시하였고, 모든 측정 변인들의 사전측정 값에 집단간 차이가 없어 Two-way Repeated Measures Analysis of Variance (ANOVA) 를 이용하여 집단과 시기간에 상호작용(Interaction)을 분석하였다. 상호작용이 있을 시에 대비검정 (Contrast test)을 이용하여 집단간 시기간 차이를 분석하였다.
상호작용이 있을 시에 대비검정 (Contrast test)을 이용하여 집단간 시기간 차이를 분석하였다. 모든 자료의 유의 수준은 α= .

이론/모형

낙상위험도 측정은 TetraxⓇ장비(Israel)를 사용하였다. 장비의 센서는 전족부와 후족부 각 2개의 영역으로 총 4등분하여 연구대상장의 발이 이 장비의 압력판에 올라서서 발판에 압력을 주면 데이터는 필터링을 거친후 TetraxⓇ 프로그램을 통해 낙상위험도 지수가 수치화되어 분석된다.
유산소운동과 저항운동이 끝나면 5 - 10분간 스트레칭으로 정리운동을 하였다[19]. 운동의 강도 설정은 운동자각도 (Borg Rating of Perceived Exertion Scale (range: 6 – 20))[22]로 11-14 정도를 유지하도록 하였고. 운동 빈도는 주 3회, 운동 시간은 45∼60분으로 구성되었다.
측정하였다. 정확한 측정을 위해 노인체력검사(Senior Fitness Test) 의 방법[23]을 사용하여 측정하였다. 심폐 지구력은 연구대상자가 정면으로 선 자세에서 상체를 반듯하게 세우고 무릎을 각각 무릎뼈와 장골사이의 중간위치까지 올렸다 내리도록 하는 동작을 반복하며 2분 동안 총 스텝 수를 측정하였다.

성능/효과

001로 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 대비검증 결과 혈류제한 운동그룹 사전과 사후 (p=.001), 복합운동 그룹 사전과 사후 (p=.001) 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 하지만 통제그룹은 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
001로 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 대비검증 결과 혈류제한 운동그룹 사전과 사후 (p=.001), 복합운동 그룹 사전과 사후 (p=.001) 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 하지만 통제그룹은 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
001로 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 대비검증 결과 혈류제한 운동그룹 사전과 사후(p=.006), 복합운동그룹 사전과 사후 (p=.001) 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 하지만 통제그룹은 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
둘째, 12주간 복합운동 실시 중 혈류제한을 적용한 그룹과 혈류제한을 하지 않은 그룹 모두 평형성(동적 평형성 & 낙상지수)이 통계적으로 유의하게 변화하였다. 하지만 통제집단의 변화는 보이지 않았다.
본 연구에서 12주 연구기간 동안 혈류제한을 통한 복합운동 그룹(EX-BFR)과 복합운동 그룹(EX) 모두 동적 평형성(dynamic balance)와 낙상지수(fall index)가 통계적으로 유의하게 변화하여 평형성에 긍정적으로 영향을 주었다. 그러나 같은 기간 동안 운동을 하지 않은 통제그룹에서는 변화를 보이지 않았다.
본 연구에서 12주 연구기간에 혈류제한을 통한 복합운동 그룹(EX-BFR)과 복합운동 그룹(EX) 모두 심폐 지구력(aerobic capacity)와 하체근력(lower body strength) 이 통계적으로 유의하게 증가하여 운동수행능력이 긍정적으로 변화함을 나타내었다. 하지만 같은 기간 동안 운동을 하지 않은 통제그룹에서는 변화를 보이지 않았다.
이러한 복합운동을 수행한 집단들의 긍정적 변화 중 혈류제한을 적용한 그룹의 모든 변수의 변화량(%△) 와효과크기(ES) 가 더 커서 일반적인 복합운동 보다 혈류제한을 통한 복합운동이 더욱 효율적임이 밝혀졌다. 따라서 추후 더 다양하고 심도 있는 혈류제한 연구가 지속되어혈류제한의 운동의 효과를 밝혀낼 수 있기 바란다.
하지만 통제그룹은 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 즉, 혈류제한 운동그룹은 사전 (M=74.6)에서 사후(M=65.8), 복합운동그룹은 사전 (M=63.0)에서 사후(M=43.4)로 통계적으로 유의하게 감소하였다.
하지만 통제그룹은 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 즉, 혈류제한 운동그룹은 사전(M=11.9)에서 사후 (M=15.6), 복합운동그룹은 사전(M=11.1)에서 사후 (M=14.1)으로 통계적으로 유의하게 증가하였다.
하지만 통제그룹은 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 즉, 혈류제한 운동그룹은 사전(M=9.1)에서 사후 (M=8.0), 복합운동그룹은 사전(M=8.1)에서 사후(M=7.5) 로 통계적으로 유의하게 감소하였다.
첫째, 12주간 복합운동 실시 중 혈류제한을 적용한 그룹과 혈류제한을 하지 않은 그룹 모두 운동 수행능력(심폐지구력 & 하지근력)에 통계적으로 유의하게 향상되었다. 하지만 통제집단의 변화는 보이지 않았다.
추가적으로 본 연구의 결과에서는 같은 복합운동을 12 주간 수행하였지만 혈류제한을 적용한 그룹이 혈류제한을 적용하지 않은 복합운동 그룹에 모두 통계적으로 모든 운동수행력에 관련된 변인이 긍정적으로 변화하였다. 그러나 혈류제한 복합운동 그룹의 모든 변인들의 사전과 사후값의 변화량(%△ & 효과크기(effect size(ES)) 크기가 복합운동 그룹에 비하여 높은 수치를 보여서 혈류제한을 적용한 것이 더욱 높은 강도를 수행한 것으로 생각되는데, 이는 혈류제한을 통하여 동맥과 정맥의 혈류가 저류화(delayed blood flow) 되고, 이것이 심혈관계 유동(cardiovascular drift)를 유도하여 자연스러운 심박 수 상승과 함께 교감신경계(sympathetic nerve system)가 활성화되어서 실제 적용된 운동강도 보다 높은 수준의 운동을 수행하게 된다[14].

후속연구

하지만 혈류제한 운동이 평형성에 관하여 어떠한 영향을 주는지에 대한 연구는 현재까지 부족한 실정이다. 그래서 본 연구자는 저강도 혈류제한 복합운동을 여성노인들에게 적용하면 낮은 강도로 관절과 근육에 부담이 적고, 안전성도 확보된 상태에서 노인들의 기초체력(physical fitness)과 균형능력(balance)에 긍정적인 영향을 미쳐 노인들의 낙상을 예방하는데 매우 효과적일 것이라고 생각된다.
따라서 추후 더 다양하고 심도 있는 혈류제한 연구가 지속되어혈류제한의 운동의 효과를 밝혀낼 수 있기 바란다.
하지만 앞서 언급한 본 연구결과와 기존선행연구들의 연구 결과들을 분석해보면 이러한 노인들이 10주 이상의 하체 근력 기반의 복합운동을 수행을 하면 운동수행능력의 향상과 더불어 하지근력의 향상시키고 이로 인하여 낙상의 위험을 감소시키고 효과적으로 낙상사고를 예방할 수 있을 것으로 생각된다. 앞서 먼저 언급하였지만 이러한 복합운동에 혈류제한을 통하여 훈련을 지속한다면 훨씬 안전하고, 효율적이고 효과적으로 노인들의 건강증진과 삶의 질의 향상에 도움이 될 것이라고 생각된다.
매우 중요한 요인으로써 작용을한다[[37]. 하지만 앞서 언급한 본 연구결과와 기존선행연구들의 연구 결과들을 분석해보면 이러한 노인들이 10주 이상의 하체 근력 기반의 복합운동을 수행을 하면 운동수행능력의 향상과 더불어 하지근력의 향상시키고 이로 인하여 낙상의 위험을 감소시키고 효과적으로 낙상사고를 예방할 수 있을 것으로 생각된다. 앞서 먼저 언급하였지만 이러한 복합운동에 혈류제한을 통하여 훈련을 지속한다면 훨씬 안전하고, 효율적이고 효과적으로 노인들의 건강증진과 삶의 질의 향상에 도움이 될 것이라고 생각된다.

참고문헌 (37)

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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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