[논문]고주파 통증치료기를 이용한 근육통 치료에 대한 연구

조재현

doi:10.17661/jkiiect.2023.16.3.152

고주파 통증치료기를 이용한 근육통 치료에 대한 연구
A study on the treatment of muscle pain using a high-frequency pain treatment device 원문보기

한국정보전자통신기술학회논문지 = Journal of Korea institute of information, electronics, and communication technology, v.16 no.3, 2023년, pp.152 - 160

조재현 (Department of Biomedical Engineering, Catholic Kwandong University)

초록
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최근 코로나19 사태 이후에 건강관리에 신경을 쓰는 사람이 늘어나고 있으며, 많은 사람들이 취미활동으로 스포츠나 운동 후 근육통의 발생으로 생활에 불편함을 느끼고 운동을 쉬는 경우가 많다. 오랜만에 운동하거나, 무리해서 운동하고 나면 운동 후 24~48시간 이내에 온몸에 알이 배긴 것 같은 통증이 나타난다. 이러한 통증을 '지연성 근육통(DOMS(Delayed onset muscle soreness))'이라고 한다. 본 연구에서는 심부열을 발생시키는 고주파 통증치료기를 사용하여서 지연성 근육통의 통증을 완화에 효과가 있는지 유효성 검증을 진행하였다. 평상시, 통증치료 전, 통증치료 후의 근전도를 측정하고 분석을 통해 RMS 값을 구하고 SPSS 프로그램을 이용해서 통계분석을 진행하였고, 통계적으로 유의성이 있는 것으로 판단하였다. 그리고 평상시와 통증치료 후의 RMS 값의 통계분석을 진행하여서 유의성이 없는 것을 확인하여서 통증치료 후 얼마만큼 평상시로 회복했는지 확인하였다. 또한, 통증은 같은 통증의 크기라도 사람마다 느끼는 기준이 다르기 때문에 통증의 크기에 대한 NRS 설문지를 진행하여서 피험자들이 느끼는 통증의 크기를 SPSS 프로그램을 이용해서 통계분석을 진행하였고, 통계적으로 유의성이 있는 것으로 판단하였다. 그래서 본 연구 결과 고주파 통증치료기가 통증부위의 심부열을 발생시켜 온도를 상승시키고, 동맥 및 모세혈관을 확장시켜 혈류량을 증가시켜서 혈액순환 및 신진대사가 증가되면서 지연성 근육통의 통증이 완화되는 효과가 있는 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

After the recent COVID-19 outbreak, more and more people are paying attention to health care. Many people feel uncomfortable in life due to muscle pain after sports or exercise as a hobby and often take a break from exercise. After exercising for a long time or exercising excessively, pain appears throughout the body within 24 to 48 hours after exercise. This pain is called delayed onset muscle soreness (DOMS). In this study, the effectiveness of the pain relief of delayed onset myalgia was verified by using a high-frequency pain therapy device that generates deep heat. EMG was measured before and after pain treatment at ordinary times, RMS values were obtained through analysis, statistical analysis was performed using the SPSS program, and it was judged to be statistically significant. In addition, statistical analysis of the RMS value between normal and after pain treatment was conducted to confirm that there was no significance, and to confirm how much it returned to normal after pain treatment. In addition, since the standards for pain are different for each person even if the size of the same pain is the same, the NRS questionnaire for the size of pain was conducted, and the size of pain felt by the subjects was analyzed using the SPSS program and statistical significance was obtained. Therefore, as a result of this study, the high-frequency pain therapy device generated deep heat in the pain area to raise the temperature, and expanded the arteries and capillaries to increase blood flow, thereby increasing blood circulation and metabolism, and alleviating the pain of delayed onset muscle pain.

주제어

표/그림 (12)

그림 그림 1. 고주파 통증치료기 Fig. 1. high frequency pain treatment device
그림 그림 2. 위팔두갈래근[16] Fig. 2. biceps Brachii[16]
표 표 1. 피험자(남자)의 신체 정보 Table 1. Subject's body information(female) n=30
표 표 2. 피험자(여자)의 신체 정보 Table 2. Subject's body information(male) n=6
그림 그림 3. 위팔두갈래근의 등장성 운동[17] Fig. 3. Isotonic exercise of the biceps brachii muscle[17]
표 표 3. 통증치료 그룹의 기술통계량 Table 3. Descriptive statistics of pain treatment group n=36
그림 그림 4. 통증치료 그룹의 평상시, 치료 전, 치료 후의 RMS 그래프 Fig. 4. RMS graph of the pain treatment gro normal, pre-treatment and post-treatment
표 표 4. 통증치료 그룹의 분산분석 결과 Table 4. Results of analysis of variance in the pain treatment group
표 표 5. 통증치료 그룹의 사후 검정 Table 5. Post hoc test of the pain treatment group
표 표 6. 통증치료 그룹의 대응표본 통계량 Table 6. Paired-Sample Statistics in the Pain Treatment Group n=36
그림 그림 5. 통증치료 그룹의 치료 전, 후의 설문지 그래프 Fig. 5. Questionnaire graph before and after treatment in the pain treatment group
표 표 7. 통증치료 그룹의 대응표본 검정 Table 7. Paired-sample test of pain treatment group

AI 본문요약
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문제 정의

그래서 본 연구에서는 고주파 통증치료기를 이용하여 지연성 근육통의 통증을 완화에 효과가 있는지 유효성 검증을 진행하였다. 대조군과 실험군을 나누지 않고 실험을 진행한 것은 평상시와 지연성 근육통을 유발하고 통증치료 전의 피험자의 RMS 데이터는 아무런 통증 치료가 이루어지지 않았기 때문에 대조군의 데이터로 볼 수 있고, 실험군의 데이터는 평상시와 지연성 근육통을 유발하고 통증치료 후의 피험자의 RMS 데이터로 볼 수 있어서 대조군과 실험군을 나누지 않고 실험을 진행하고 통계분석을 통해서 유의성을 확인은 통해서 유효성을 확인하였다.
본 연구에서 사용한 고주파 통증치료기는 사용자의 안전을 위해 과전류 보호 기능 등 안전등급을 받은 장비(FSW-2, 뉴라이프메디컬, Korea)를 사용하였고, 고주파를 통해 인체 내부에 심부열을 발생시켜 동맥 및 모세혈관을 확장시키고 혈류량을 증가시켜 혈액순환 및 신진대사를 증가시켜 통증이 완화되는지 유효성을 검증하고자 한다.

가설 설정

귀무가설로 ‘통증치료에 따라 근전도 데이터의 차이가 없을 것이다’를 설정하고 대립가설로 ‘통증치료에 따라 근전도 데이터의 차이가 있을 것이다’로 설정하고 분석을 진행하였다

제안 방법

피험자가 여성인 경우에는 3kg의 아령을 사용하였고, 남성과 동일한 자세로 1세트당 30회 진행하고 세트와 세트 사이에는 1분의 휴식시간을 가지고 반복해서 운동하여 근육통을 유발하였다. 30회 3세트 반복을 기본 설정으로 근육통을 유발하고 3세트 후에도 아령 운동을 진행할 수 있는 피험자의 경우에는 아령 운동을 추가로 진행하였고, 1회의 동작을 정확히 수행할 수 없을 때까지 진행하여서 근육통을 유발시켰다.
첫 번째로 평상시 통증이 없는 상태에서 근전도 측정을 진행하였고, 두 번째로 위팔두갈래근의 지연성 통증 유발하고 통증의 안정화를 위해 24시간이 지난 후 근전도를 측정하였고, 마지막으로 고주파 통증치료기를 이용한 근육통 치료가 끝난 직후 동일한 방법으로 근전도를 측정하였다. 그리고 근전도 측정이 끝난 피험자들에게 통증의 정도에 대한 NRS 설문지를 진행하였다.
일상생활에서 지연성 근육통이 유발되는 경우에 고주파치료기를 이용한 통증치료가 유효한지에 대한 연구를 위해 일상생활에서 무리한 운동으로 인해 지연성 근육통이 발생하는 상황과 비슷한 상황으로 지연성 근육통을 유발시키기 위해 성별에 따른 동일한 방법을 사용하였고, 지연성 근육통 유발시키는 방법으로는 반듯한 자세에서 팔을 충분히 편 상태에서 상완은 몸통에 고정하고 하완을 상완쪽으로 90°까지 굽히는 동작을 1회로 설정하였다
정확한 근전도 측정을 위해 알콜솜을 이용해서 피부 표면의 이물질을 제거하고 피부를 정리하고 건조시켜 피부의 저항을 줄이고, 측정 대상 근육에 전극의 중심을 기준으로 2cm의 거리를 둔 정확한 위치에 피험자별 각 근전도를 측정할 때 동일한 위치에 전극을 부착하고 아령을 이용한 등장성 운동을 반복하면서 실험을 진행하였다. 실험을 진행하면서 피험자의 근육의 통증정도 확인하기 위해 근전도 장비(MYOTRACE 400, NORAXON, USA)를 사용하였다.
피험자들의 통증을 분석하기 위해 총 3번의 근전도를 측정하여서 비교 분석을 진행하였다. 첫 번째로 평상시 통증이 없는 상태에서 근전도 측정을 진행하였고, 두 번째로 위팔두갈래근의 지연성 통증 유발하고 통증의 안정화를 위해 24시간이 지난 후 근전도를 측정하였고, 마지막으로 고주파 통증치료기를 이용한 근육통 치료가 끝난 직후 동일한 방법으로 근전도를 측정하였다. 그리고 근전도 측정이 끝난 피험자들에게 통증의 정도에 대한 NRS 설문지를 진행하였다.
평상시, 통증치료 전, 통증치료 후의 근전도 데이터의 RMS 값을 이용해서 통증 치료 전과 통증치료 후 근전도의 데이터를 비교하였고, 평상시와 통증치료 후 근전도 데이터를 비교하여서 통증치료 후의 근활성도가 얼마나 평상시만큼 돌아왔는지 확인을 하였다. 각 RMS 값의 비교가 통계적으로 유의한지 확인을 위해서 사회과학용 통계 패키지인(Statistical Package for the Social Sciences, SPSS)를 사용하여 통계를 하였다.
피험자들의 통증을 분석하기 위해 총 3번의 근전도를 측정하여서 비교 분석을 진행하였다. 첫 번째로 평상시 통증이 없는 상태에서 근전도 측정을 진행하였고, 두 번째로 위팔두갈래근의 지연성 통증 유발하고 통증의 안정화를 위해 24시간이 지난 후 근전도를 측정하였고, 마지막으로 고주파 통증치료기를 이용한 근육통 치료가 끝난 직후 동일한 방법으로 근전도를 측정하였다.

대상 데이터

본 연구에 참여한 피험자는 강원도 C대학교 재학중인 학생으로 근골격계 질환이 없는 성인남녀 36명을 대상으로 실험을 진행하였다. 피험자들에게 실험의 목적과 실험 과정을 충분히 설명하고 안전하게 실험을 진행하였고, 피험자의 신체정보는 다음과 같다.
지연성 근육통 발생유발 부위는 평상시 많이 사용하는 근육인 위팔두갈래근(biceps brachii)을 선정하였다. 위팔두갈래근은 우리가 평소에 ‘이두’라고 부르는 부위로 위팔의 앞면에 위치하고 어깨와 아래팔을 잇는 근육으로 아령 운동 시 아령을 들어올릴 때 굽힘 근육으로 작용하고, 어깨관절의 탈구를 방지하는 역할을 한다.
5세트 진행 후에도 아령 운동을 진행할 수 있는 피험자의 경우에는 아령 운동을 추가로 진행하였고, 정확한 동작으로 1회 수행할 수 없을 때까지 진행하여서 지연성 근육통을 유발하였다. 피험자가 여성인 경우에는 3kg의 아령을 사용하였고, 남성과 동일한 자세로 1세트당 30회 진행하고 세트와 세트 사이에는 1분의 휴식시간을 가지고 반복해서 운동하여 근육통을 유발하였다. 30회 3세트 반복을 기본 설정으로 근육통을 유발하고 3세트 후에도 아령 운동을 진행할 수 있는 피험자의 경우에는 아령 운동을 추가로 진행하였고, 1회의 동작을 정확히 수행할 수 없을 때까지 진행하여서 근육통을 유발시켰다.

데이터처리

평상시, 통증치료 전, 통증치료 후의 근전도 데이터의 RMS 값을 이용해서 통증 치료 전과 통증치료 후 근전도의 데이터를 비교하였고, 평상시와 통증치료 후 근전도 데이터를 비교하여서 통증치료 후의 근활성도가 얼마나 평상시만큼 돌아왔는지 확인을 하였다. 각 RMS 값의 비교가 통계적으로 유의한지 확인을 위해서 사회과학용 통계 패키지인(Statistical Package for the Social Sciences, SPSS)를 사용하여 통계를 하였다. 평상시, 통증치료 전, 통증치료 후를 분석하기 위해 일원분산분석을 사용해서 통계분석을 진행하였고 유의수준은 α=.
피험자들의 평상시(RMS1), 통증 치료 전(RMS2), 통증 치료 후(RMS3)의 근전도 데이터를 측정하고 분석하여 RMS값을 구하였다. 각 피험자들의 근전도 RMS 데이터를 가지고 SPSS 프로그램을 이용해서 일원분산분석을 진행하고 사후검정으로 Tukey의 HSD 검정을 진행하였다.
05인 경우 통계적으로 유의성이 있는 것으로 판단하였다. 그리고 NRS 설문조사를 통한 통증의 크기에 대한 데이터도 SPSS를 사용해서 통계 분석을 진행하였다. 동일한 표본에서 두 변수의 평균의 차이를 비교할 경우에 사용하는 대응표본의 t-검정을 진행해서 분석하였다.
그래서 본 연구에서는 고주파 통증치료기를 이용하여 지연성 근육통의 통증을 완화에 효과가 있는지 유효성 검증을 진행하였다. 대조군과 실험군을 나누지 않고 실험을 진행한 것은 평상시와 지연성 근육통을 유발하고 통증치료 전의 피험자의 RMS 데이터는 아무런 통증 치료가 이루어지지 않았기 때문에 대조군의 데이터로 볼 수 있고, 실험군의 데이터는 평상시와 지연성 근육통을 유발하고 통증치료 후의 피험자의 RMS 데이터로 볼 수 있어서 대조군과 실험군을 나누지 않고 실험을 진행하고 통계분석을 통해서 유의성을 확인은 통해서 유효성을 확인하였다. 평상시, 통증치료 전, 통증치료 후의 근전도를 측정하고 분석을 통해 RMS 값을 구하고 SPSS 프로그램을 이용해서 통계분석을 진행하였고, 통계적으로 유의성이 있는 것으로 판단하였다.
그리고 NRS 설문조사를 통한 통증의 크기에 대한 데이터도 SPSS를 사용해서 통계 분석을 진행하였다. 동일한 표본에서 두 변수의 평균의 차이를 비교할 경우에 사용하는 대응표본의 t-검정을 진행해서 분석하였다. 유의수준은 α=.
그리고 평상시와 통증치료 후의 RMS 값의 통계분석을 진행하여서 유의성이 없는 것을 확인하여서 통증치료 후 얼마만큼 평상시로 돌아왔는지를 확인하였다. 또한, 통증은 같은 통증의 크기라도 사람마다 느끼는 기준이 다르기 때문에 통증의 크기에 대한 NRS 설문지를 진행하여서 피험자들이 느끼는 통증의 크기를 SPSS 프로그램을 이용해서 통계분석을 진행하였고, 통계적으로 유의성이 있는 것으로 판단하였다. 그래서 본 연구 결과 고주파 통증치료기가 통증부위의 심부열을 발생시켜 온도를 상승시키고, 동맥 및 모세 혈관을 확장시켜 혈류량을 증가시켜서 혈액순환 및 신진대사가 증가되면서 지연성 근육통의 통증이 완화되는 효과가 있는 것으로 판단되고, 재활 치료에 고주파 통증치료기를 사용하면 통증 완화 및 재활치료의 효과를 상승시킬 수 있을 것으로 기대된다.
정확한 근전도 측정을 위해 알콜솜을 이용해서 피부 표면의 이물질을 제거하고 피부를 정리하고 건조시켜 피부의 저항을 줄이고, 측정 대상 근육에 전극의 중심을 기준으로 2cm의 거리를 둔 정확한 위치에 피험자별 각 근전도를 측정할 때 동일한 위치에 전극을 부착하고 아령을 이용한 등장성 운동을 반복하면서 실험을 진행하였다. 실험을 진행하면서 피험자의 근육의 통증정도 확인하기 위해 근전도 장비(MYOTRACE 400, NORAXON, USA)를 사용하였다. 근전도 장비를 사용해 획득한 피험자의 근전도의 진폭정보인 RMS 값은 피험자의 나이, 성별, 근육 단면의 크기, 피부 두께 등의 피험자의 개별성의 영향을 받기 때문에 피험자의 개별성 등의 불필요한 영향을 통제하기 위해서 정규화 과정(Normalization)을 진행하였고, 정규화 과정은 MVIC(Maximum Voluntary Isomeric Contraction)와 RVC(Reference Voluntary Contraction)로 나눠지는데 특정 동작을 취할 때의 RMS 값을 기준으로 삼는 RVC 방법을 이용하였다.
05). 일원분산분석에서 유의한 차이가 있어서 Tukey의 HSD 검정을 이용해서 사후검정을 진행하였다. 통증치료 전과 통증치료 후의 평균차이는 약 0.
평상시, 통증치료 전, 통증치료 후를 분석하기 위해 일원분산분석을 사용해서 통계분석을 진행하였고 유의수준은 α=.05로 설정하고 유의한 차이가 있으면 Tukey의 HSD 검정을 이용해서 사후 검정을 진행하였다
대조군과 실험군을 나누지 않고 실험을 진행한 것은 평상시와 지연성 근육통을 유발하고 통증치료 전의 피험자의 RMS 데이터는 아무런 통증 치료가 이루어지지 않았기 때문에 대조군의 데이터로 볼 수 있고, 실험군의 데이터는 평상시와 지연성 근육통을 유발하고 통증치료 후의 피험자의 RMS 데이터로 볼 수 있어서 대조군과 실험군을 나누지 않고 실험을 진행하고 통계분석을 통해서 유의성을 확인은 통해서 유효성을 확인하였다. 평상시, 통증치료 전, 통증치료 후의 근전도를 측정하고 분석을 통해 RMS 값을 구하고 SPSS 프로그램을 이용해서 통계분석을 진행하였고, 통계적으로 유의성이 있는 것으로 판단하였다. 그리고 평상시와 통증치료 후의 RMS 값의 통계분석을 진행하여서 유의성이 없는 것을 확인하여서 통증치료 후 얼마만큼 평상시로 돌아왔는지를 확인하였다.
피험자들의 평상시(RMS1), 통증 치료 전(RMS2), 통증 치료 후(RMS3)의 근전도 데이터를 측정하고 분석하여 RMS값을 구하였다. 각 피험자들의 근전도 RMS 데이터를 가지고 SPSS 프로그램을 이용해서 일원분산분석을 진행하고 사후검정으로 Tukey의 HSD 검정을 진행하였다.

이론/모형

실험을 진행하면서 피험자의 근육의 통증정도 확인하기 위해 근전도 장비(MYOTRACE 400, NORAXON, USA)를 사용하였다. 근전도 장비를 사용해 획득한 피험자의 근전도의 진폭정보인 RMS 값은 피험자의 나이, 성별, 근육 단면의 크기, 피부 두께 등의 피험자의 개별성의 영향을 받기 때문에 피험자의 개별성 등의 불필요한 영향을 통제하기 위해서 정규화 과정(Normalization)을 진행하였고, 정규화 과정은 MVIC(Maximum Voluntary Isomeric Contraction)와 RVC(Reference Voluntary Contraction)로 나눠지는데 특정 동작을 취할 때의 RMS 값을 기준으로 삼는 RVC 방법을 이용하였다.

성능/효과

001). 그래서 지연성 근육통에 고주파 통증치료기의 통증 치료가 피험자들이 느끼는 통증을 완화 시켜주는 효과가 있는 것으로 판단된다.
그래서 통증치료가 통증완화에 효과가 있는 것으로 판단되고, 평상시와 통증치료 후의 평균차이는 0.0009이고 두 그룹 간에 유의미한 차이가 없어서(p>0.001) 통증치료 후의 근활성도가 평상시와 비슷한 수준으로 돌아간 것으로 판단된다.
일원분산분석을 진행한 결과 평상시(M=1.664 SD=0.0081), 통증치료 전(M=1.6766, SD=0.0077), 통증치료 후(M=1.6649, SD=0.0073) 간의 근전도 데이터는 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(F(2, 105)=29.386, p<.05)
통증 치료 전과 통증 치료 후의 NRS설문지 데이터를 비교한 결과 통증 치료 전의 설문지 평균점수는 약 5.3점이 나왔고, 통증 치료 후의 설문지 평균 점수 약 2.9점이 나와서 약 2.4점정도 점수가 높았고 통계 결과 유의한 차이가 있었다(t=22.226, p<.001)

후속연구

또한, 통증은 같은 통증의 크기라도 사람마다 느끼는 기준이 다르기 때문에 통증의 크기에 대한 NRS 설문지를 진행하여서 피험자들이 느끼는 통증의 크기를 SPSS 프로그램을 이용해서 통계분석을 진행하였고, 통계적으로 유의성이 있는 것으로 판단하였다. 그래서 본 연구 결과 고주파 통증치료기가 통증부위의 심부열을 발생시켜 온도를 상승시키고, 동맥 및 모세 혈관을 확장시켜 혈류량을 증가시켜서 혈액순환 및 신진대사가 증가되면서 지연성 근육통의 통증이 완화되는 효과가 있는 것으로 판단되고, 재활 치료에 고주파 통증치료기를 사용하면 통증 완화 및 재활치료의 효과를 상승시킬 수 있을 것으로 기대된다.

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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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