Ⅰ 서 론
노인은 연령이 증가 할수록 신체의 유연성과 피로회 복 능력이 저하되며, 골격근의 구성요소 중 큰 힘을 발 휘하는 역할을 하는 제 2형 근섬유의 위축이 일어나 근 지구력을 담당하는 제 1형 근섬유가 주로 역할을 하게 되어 큰 힘을 쓰는 동작에 제한이 생긴다(박래준 & 박 환진, 2000). 또한 근육의 크기와 근수축력이 감소하여 운동범위, 관절 움직임 및 일상생활 능력에 대한 기능 저하가 나타나게 되어 낙상의 내재적 위험요인으로 작 용하게 되며, 노인의 삶의 질에도 부정적인 영향을 주 게 된다(Gehlesen & Whaley, 1990; Hill, Soeken & Spellbring, 2002; Jeeyoung Hong, Jeongeun Kim, Sukwha Kim & Hyounjoong Kong, 2017).
노인의 하지에 발생하는 근위축 및 근손실은 이동, 보행, 균형, 옷입기, 장보기와 같은 일상생활에 어려움 을 주는 직접적인 인자로 알려져 있다. 특히 보행 시 보폭 또는 걷는 자세 등에 문제점을 야기하여 낙상의 발생률을 높이는 결과를 가져오게 된다(김종민 & 이명 선, 2007). 낙상이 발생하면 기능장애, 신체손상, 사망 등의 결과를 초래하여 노인의 삶의 질 저하로 이어질 수 있다(송경애, 문정손, 최정현 & 강성실, 2001).
이를 효과적으로 개선하여 노인의 낙상을 예방하기 위한 방법으로 균형능력 개선과 더불어 하지근력 강화 가 적절히 이루어지는 것이 필요하다(구미옥, 전미양, 김희자 & 은영, 2005). 타이치 운동, 댄스스포츠 훈련, 하지밴드 운동 등과 같이 노인의 하지근력을 강화 시킬 수 있는 운동프로그램들은 노인의 균형능력과 보행능 력을 향상시키게 되어 낙상을 예방할 수 있는 것으로 보고되어 있다(박소연 & 신인수, 2011). 노인을 위한 다 양한 운동프로그램 중 가정운동프로그램은 비용적인 측면에서 효율적이고 경제적이며 간단한 방법으로 노 인들의 신체기능을 향상시킬 수 있고 낙상을 예방할 수 있는 적절한 프로그램으로 알려져 있다(Kamide, Shiba & Shibata, 2009). Baker 등은 무릎관절염을 가지 고 있는 노인들을 대상으로 4개월 동안 점진적인 하지 근력운동으로 구성된 가정운동프로그램을 적용한 결 과 하지근력, 통증의 정도, 신체기능과 삶의질의 개선 을 보였다고 보고하였으며(Baker, Nelson, Felson, Layne, Sarno & Roubenoff, 2001), Liu-Ambrose 등은 하지 근력, 균형운동으로 구성된 가정운동프로그램이 낙상 경험이 있는 노인들의 인지기능을 향상시켜 재낙 상의 위험을 줄일 수 있다고 보고 하였다(Liu-Ambrose, Donaldson, Ahamed, Graf, Cook, Close & Khan, 2008).
시설거주 노인은 재가노인보다 활력, 신체적 기능, 신체적 역할 부분에서 제한점이 많이 나타나 다면적 건강상태의 현저한 저하와 함께 신체활동 저하로 인하 여 우울증의 유병율이 상승하기 때문에 균형능력 강화 를 포함한 근력강화 운동프로그램을 실시하는 것이 필 요하다(현혜진, 장애경, 유수정 & 박연환, 2012). 그러 나 본 연구자의 최선의 지식으로는 국내에서는 재가노 인을 위한 가정운동프로그램에 대한 연구는 다양한 분 야에서 진행 되었지만, 시설거주 노인들의 낙상예방 혹은 신체적 기능개선을 위한 가정운동프로그램에 관 한 연구는 아직 미비한 실정이다. 이에 따라 본 연구에 서는 시설 거주 노인들을 대상으로 낙상예방 혹은 신 체적 기능 개선을 위하여 하지운동으로 구성된 가정운 동프로그램이 시설거주 노인의 무릎근력에 미치는 영 향을 알아보고 이를 기반으로 시설거주 노인들을 위한 가정운동프로그램의 기초자료 제공을 위한 연구를 진 행하고자 한다.
Ⅱ 연구 방법
1 연구 대상자
본 연구는 2017년 3월부터 2017년 5월 사이에 서울 시 광진구 소재의 C노인 주거복지시설에서 거주하는 65세 이상의 노인 40명을 대상으로 진행하였다. 대상 자들에게는 연구의 방법과 목적에 대하여 충분한 설명 을 하였으며, 참가자의 동의를 얻어 연구를 진행하였 다. 대상자가 연구가 진행되는 동안 중단을 원할 경우 연구에서 제외 될 수 있도록 하였다. 대상자들은 한국 형 간이정신상태 검사(MMSE-K)에서 24점 이상을 기 록하고 시각, 청각과 전정기능의 장애가 없으며 일상 생활 및 독립보행이 가능하고 최근 6개월 이내에 수술 이력 및 근골격계 질환이 없으며, 균형 및 보행능력에 영향을 미치는 약물의 복용이 없는 자로 구성되었다.
대상자들은 1부터 20으로 구성된 숫자카드를 무작 위로 선택하여 선택된 숫자가 홀수인 경우 가정운동프 로그램군(HEP; Home Exercise Program), 짝수인 경우 대조군(Control group)으로 배정하여 가정운동프로그 램군 20명(남성: 10명, 여성: 10명), 대조군 20명(남성: 8명, 여성: 12명)으로 나누었다. 중재 전, 두 집단 모두 사전검사를 실시하였으며 5주 후 중재 이전에 실시하 였던 검사를 동일하게 실시하였다. 대조군의 경우 5주 후 검사 및 연구를 종료한 후에 가정운동프로그램군에 게 적용한 프로그램을 동일하게 적용 및 실시하여 두 집단간의 윤리적 불평등을 최소화 하고자 하였다.
연구 진행 중 가정운동프로그램군에서 개인여행 일 정과(남: 1명), 질병으로 인한 입원으로(여: 1명) 인하 여 연구에 참여할 수 없어 연구대상자에서 제외하여 최종적으로 가정운동프로그램군 18명(남성: 9명, 여 성: 9명), 대조군 20명(남성: 8명, 여성:12명)으로 최종 진행하였다. 검사의 신뢰도를 높이고자 동일한 물리치 료사가 검사와 중재 등의 모든 연구를 통제하여 실시 하였으며, 단일 맹검법으로 진행하였다. 연구 대상자 들의 신체적 특징은 다음과 같다(Table 1).
2 연구 방법
1) 무릎근력 측정 및 평가
연구에 참여한 대상자들의 무릎근력을 측정 및 평가 하기 위하여 등속성 근관절 기능 평가장비인 Biodex isokinetic system 4 (Biodex medical. U.S.A)를 사용하 여, 양측 무릎의 굽힘, 폄 동작의 구심성 수축의 최대 근력과 근지구력을 측정하였다.
대상자의 자세를 곧게 편 상태로 의자에 앉힌다. 보 상작용을 방지하기 위하여 상체에 고정 벨트를 X자로 착용하도록 하였으며, 특정질환이 없는 대상자들이기 에 우세측 다리의 학습효과(learning effect)를 방지하 기 위하여 무작위 순서로 구성하였다(Figure 1).
최대근력 평가는 60각속도를 이용하였으며, 총 5회 씩 무릎 관절의 굽힘과 폄 동작을 번갈아가며 수행하 도록 하였다. 근지구력을 평가하기 위하여 180각속도 를 이용하였으며, 총 15회씩 무릎 관절의 굽힘과 폄 동 작을 번갈아가며 실시하였다. 본 연구에서 적용한 등 속성 평가방법에서 60각속도의 측정 값은 속근의 발현 능력 기능을 나타내며, 180각속도의 측정 값은 지근의 발현능력의 기능을 나타낸다(B.J.M. Drouin, T.C. Valovich-mcleod, S.J. Shultz, B.M. Gansneder, D.H. Perrin, 2004). 최대근력 평가와 근지구력 평가 사이에 는 30초의 휴식시간을 제공하였다. 한쪽 무릎 관절의 평가가 끝나면 대상자는 2분간 휴식시간을 가지고 동 일한 방법으로 반대편 무릎 관절의 최대근력, 근지구 력 평가를 실시하였다. 대상자들의 부상을 예방하기 위하여 검사 전 간단한 스트레칭 및 워밍업을 수행하 였으며, 최대한의 근 발현능력을 수행할 수 있도록 하 기 위하여 매회 구두 지시를 실시하였다.Table 2
2) 무릎근력의 근비율(H/Q ratio)
대상자들의 무릎 근력 관련 기능에 대한 평가를 위 하여 60각속도 검사에서 얻어진 데이터를 왼쪽, 오른 쪽으로 나누어 H/Q ratio (Hamstring / Quadriceps ratio), 즉 무릎 관절의 굽힘과 폄 동작의 근력 비율을 측정하였다.
3) 가정운동프로그램
본 연구에 적용된 가정운동프로그램은 시설거주 노 인들이 각각의 거주공간에서 어렵지 않게 따라할 수 있는 하지운동 6가지로 구성하였으며 5주간 매일 실시 하였다. 누워서 다리 앞으로 들어올리기, 누워서 다리 뒤로 들어올리기, 의자에 앉아 다리 스트레칭하기, 의 자에 앉았다 일어서기, 제자리 걷기, 한쪽 다리로 서서 균형잡기 등 총 6가지 동작으로 프로그램을 구성하였 다. 각각의 동작의 방법과 반복횟수, 세트수 등은 Table 3에 기술하였다. 가정운동프로그램군에게는 운 동여부를 확인하기 위하여 스스로 체크할 수 있는 자 가운동확인지를 각각 배포하였으며, 시설거주 노인의 특성상 모든 실험군에게 매일 1회 전화로 운동 여부를 확인하여 높은 수준의 연구참여도를 유지 할 수 있도 록 하였다.
4) 통계처리
연구를 통하여 얻은 자료는 Windows용 SPSS 21.0 프로그램을 이용하여 각 변수에 대한 기술통계량 및 평균과 표준편차를 구하였으며, 두 집단 내에서 중재 전,후의 종속변수 변화를 비교 분석하기 위하여 대응 표본 t 검정을 실시하였으며, 두 집단 간의 종속변수 변화를 비교분석하기 위하여 사전에 측정한 값을 공변 인으로 설정하여 사후측정 값을 집단 간 비교하는 공 분산분석(Analysis of covariance)을 사용하였다. 통계 학적 유의수준은 p < .05로 규정하였다.
Ⅲ 결 과
1 무릎 근력의 변화
1) 무릎 폄 최대근력
가정운동프로그램 중재 적용 전과 후의 무릎 폄 최대 근력의 변화를 비교 분석한 결과, 가정운동프로그램군 에서 오른쪽 무릎의 폄 최대근력은 중재 전 77.17 ±31.71에서 중재 후 82.69±31.88로 유의하게 증가하 였으며(p < .05), 왼쪽 무릎의 폄 최대근력도 중재 전 84.24±31.13에서 중재 후 90.57±35.05로 유의하게 증 가하였다(p < .05) 대조군의 경우 중재 전후 오른쪽과 왼쪽 무릎의 폄 최대근력은 유의한 변화가 나타나지 않았으며(p > .05), 그룹간 비교에서는 오른쪽과 왼쪽 무릎 모두 중재 후 유의한 차이를 보였다(p < .05)(Table 2).
2) 무릎 굽힘 최대근력
가정운동프로그램 중재 적용 전과 후의 무릎 굽힘 최대근력의 변화를 비교 분석한 결과, 가정운동프로그 램군에서 오른쪽 무릎의 굽힘 최대근력은 중재 전 43.13±15.74에서 중재 후 48.83±17.89로 유의하게 증 가하였으며(p < .05), 왼쪽 무릎의 굽힘 최대근력도 중 재 전 43.61±17.65에서 중재 후 48.51±19.50으로 유의 하게 증가하였다(p < .05). 대조군의 경우 중재 전후 오 른쪽과 왼쪽 무릎의 굽힘 최대근력은 유의한 변화가 나타나지 않았으며(p > .05), 그룹간 비교에서는 오른 쪽과 왼쪽 무릎 모두 중재 후 유의한 차이를 보였다(p < .05)(Table 2).
3) 무릎 폄 근지구력
가정운동프로그램 중재 적용 전과 후의 무릎 폄 근 지구력의 변화를 비교 분석한 결과, 가정운동프로그램 군에서 오른쪽 무릎의 폄 근지구력은 중재 전 864.70 ±359.27에서 중재 후 950.08±369.56으로 유의하게 증가하였으며(p < .05), 왼쪽 무릎의 폄 근지구력도 중 재 전 921.22±392.11에서 중재 후 999.57±389.58로 유의하게 증가하였다(p < .05) 대조군의 경우 중재 전 후 오른쪽과 왼쪽 무릎의 폄 근지구력은 유의한 변화 가 나타나지 않았으며(p > .05), 그룹간 비교에서는 오 른쪽과 왼쪽 무릎 모두 중재 후 유의한 차이를 보였다 (p < .05)(Table 2).
4) 무릎 굽힘 근지구력
가정운동프로그램 중재 적용 전과 후의 무릎 굽힘 근지구력의 변화를 비교 분석한 결과, 가정운동프로그램 군에서 오른쪽 무릎의 굽힘 근지구력은 중재 전 435.79 ±212.03에서 중재 후 510.09±245.50으로 유의하게 증 가하였으며(p < .05), 왼쪽 무릎의 굽힘 근지구력도 중재 전 458.89±254.98에서 중재 후 498.11±246.01로 유의하 게 증가하였다(p < .05) 대조군의 경우 중재 전후 오른쪽과 왼쪽 무릎의 굽힘 근지구력은 유의한 변화는 나타나지 않았으며(p > .05), 그룹간 비교에서는 오른쪽 무릎에서 만 중재 후 유의한 차이를 보였으며(p < .05), 왼쪽 무릎에 서는 그룹간의 유의한 차이를 보이지 않았다(p > .05) (Table 2).
5) 무릎 근력 근비율(H/Q ratio)
가정운동프로그램 중재 적용 전과 후의 무릎 근력 근비율의 변화를 비교 분석한 결과, 가정운동프로그램 군에서 오른쪽 무릎의 근력 근비율은 중재 전 63.13 ±41.98에서 중재 후 66.05±43.96로 유의하게 증가하 였지만(p < .05), 왼쪽 무릎의 근력 근비율은 중재 전 52.28±10.20에서 중재 후 54.23±12.29로 유의한 변화 를 보이지 않았다.(p > .05) 대조군의 경우 중재 전후 오른쪽과 왼쪽 무릎 근력 근비율의 유의한 변화는 나 타나지 않았으며(p > .05), 그룹간 비교에서는 오른쪽 과 왼쪽 무릎 모두 그룹간의 유의한 차이를 보이지 않 았다(p > .05)(Table 2).
Ⅳ 논 의
본 연구에서는 하지운동으로 구성된 가정운동프로 그램이 시설거주 노인의 무릎근력에 미치는 영향에 대 하여 알아보고자 중재 전과 후 등속성 근력검사를 통 하여 무릎의 폄과 굽힘의 최대근력, 근지구력을 측정 하여 비교분석을 실시하였다. 그 결과 중재를 적용한 가정운동프로그램군에서 왼쪽 무릎 근력 근비율을 제 외한 모든 변인에서 통계적으로 유의한 상승이 나타났 으며, 중재 후 대조군과의 그룹간 비교에서도 양 무릎 근력 근비율과 왼쪽 무릎 굽힘 근지구력을 제외한 모 든 항목에서 유의한 차이를 보였다.
본 연구에서 측정한 대상자들의 무릎 폄 동작의 최 대근력과 근지구력은 대조군의 경우 중재 전후의 유의 한 변화는 없었지만 가정운동프로그램군의 경우 중재 후에 최대근력과 근지구력이 유의하게 증가하였다. 등 속성 근력 평가 항목 중 무릎 폄 최대근력은 대퇴사두 근의 속근 발현능력과 연관성이 있다. 즉, 넙다리네갈 래근 속근의 발현이 잘 일어날수록 무릎 폄 동작의 등 속성 최대근력은 증가한다고 알려져 있다.(J.L. Ivy, R.T. Withers, G. Brose, B.D. Maxwell & D.L Costill, 1981; T. Ryushi, & T. Fukunaga, 1986). 노인은 일반 성인에 비하여 연령이 증가할수록 근육의 크기가 감소 하게 되는데, 특히 속근 섬유의 감소가 두드러지게 나 타나며 지근섬유는 그에 비하여 감소폭이 작은 것으로 알려져 있다(Evans, William J. & Lexell, Jan, 1995). 속근섬유의 진행성 위축은 근력감소를 야기하며 이는 결국 낙상의 위험요소로 작용하게 된다(L.B. Verdijk, R. Koopman, G. Schaart, K. Meijer, H.H.C.M. Savelberg & L.J.C. van Loon, 2007). 결국 대퇴사두근 에서 속근의 위축을 예방하거나 속근의 발현 능력을 상승시켜줄 수 있다면 노인에게 발생하는 신체적 문제 점을 예방하고 나아가 낙상예방의 효과를 볼 수 있을 것으로 사료된다. Klitgaard 등의 연구에 따르면 젊은 성인과 일반 노인 그리고 근력운동을 정기적으로 하는 노인들을 대상으로 하여 무릎 폄근과 팔꿈치 폄근의 기능과 근육 형태를 비교 분석한 결과 일반 노인은 젊 은 성인에 비하여 속근 섬유의 선택적 감소가 두드러 지게 나타났지만 근력운동을 정기적으로 하는 노인의 경우에는 젊은 성인과의 유의한 차이를 보이지 않았고 근력과 움직임의 속도 등의 기능도 유의한 차이를 보 이지 않았으며, 정기적인 근력운동이 노화에 대응하여 근육의 형태와 기능에 긍정적인 영향을 미친다고 보고 하였다(Klitgaard, H., Mantoni, M., Schiaffino, S., Ausoni, S., Gorza, L., Laurent-Winter, C. & Saltin, B., 1990). Stewart 등의 연구에서도 저항운동을 이용 한 신체훈련은 노인의 근력과 기능을 향상시키는데 효 과적이며 근감소증에 유의미한 적응증으로 사용할 수 있을 것이라고 제언하였다(Stewart, V. H., Saunders, D. H. & Greig, C. A., 2014). 본 연구에서도 운동을 실시하지 않은 대조군은 중재 전 후 유의미한 변화가 없었지만 가정운동프로그램군은 중재 전 후 유의한 상 승 보였다. 이는 본 연구의 결과와 선행연구의 보고가 상응하는 부분으로써 본 연구를 뒷받침 해줄 수 있다 고 사료된다.
본 연구에서 측정한 대상자들의 무릎 굽힘 동작의 최대근력과 근지구력은 대조군의 경우 중재 전후 유의 한 변화는 없었지만 가정운동프로그램군의 경우 중재 후에 최대근력과 근지구력 모두 유의하게 증가하였다. 무릎 굽힘에 관여하는 근육인 뒤넙다리근은 노인의 보 행 및 낙상과 연관성을 가지고 있다. 보행 시 뒤꿈치 닿기(heel contact) 속도는 뒤넙다리근의 활성도에 영 향을 받으며 특히 노인의 경우 뒤넙다리근의 활성도 변화가 낙상 발생과 연관성을 가지고 있다고 알려져 있다(Winter DA., 1991.). 노인의 경우 일반 성인에 비 해 뒤넙다리근의 활성도가 낮으며 이는 보행 시 보폭 의 감소로 이어지며 결국 낙상의 요소로 작용할 수 있 다(Lockhart, Thurmon E. & Sukwon Kim, 2006). 즉, 노인의 경우 넙다리네갈래근 뿐만 아니라 뒤넙다리근 의 활성도를 높이는 것도 중요하다고 볼 수 있다. 근육 의 활성도가 높아진다는 것은 근력이 증가되는 것과 유사한 의미로 볼 수 있다. Jaesoo Hong 등은 표면 근 전도 검사와 등속성 근력 측정 후 비교 분석을 통하여 근력과 근활성도가 유의한 상관관계를 가지고 있다고 보고하였는데, 해당 동작에 관여하는 근육의 근활성도 가 증가하게 되면 해당 동작으로 발생하는 등속성 근 력이 증가함을 밝혀내었다(Jaesoo Hong, Joohyun Sim, Jonghyun Kim & Keyoungjin Chun, 2011). 본 연 구에서 나타난 가정운동프로그램군의 중재 후 무릎 굽 힘 최대근력과 근지구력의 유의한 상승은 해당 동작에 관여하는 뒤넙다리근의 근활성도가 함께 증가하였음 을 의미한다고 유추해볼 수 있으며, 이는 노인의 보행 동작에서 보폭을 넓히는 긍정적 변화로 영향을 줄 수 있으며 나아가 낙상을 예방할 수 있는 하나의 인자로 써 작용할 수 있다고 생각된다.
본 연구에서는 측정한 무릎 굽힘과 폄의 등속성 근 비율(H/Q ratio)에서는 가정운동프로그램군과 대조군 모두 중재 전후 유의한 변화가 없었으며, 그룹간의 비 교에서 유의한 차이를 보이지 않았다. 임종민의 연구 에 따르면 무릎 폄과 굽힘의 등속성 최대근력은 연령 에 따라 점차 감소하는 것으로 나타났지만 근비율(H/Q ratio)의 경우 유의한 차이를 보이지 않았다 이는 연령 에 따라 감소하는 근력의 양이 굽힘과 폄 근력 모두 일 정한 수준으로 동일하게 감소하기 때문에 나타난 결과 로 사료된다(임종민, 2014). 본 연구에서 가정운동프로 그램군의 경우 그와 반대로 무릎 굽힘과 폄의 등속성 최대근력이 함께 유의한 상승을 보였으며 이에 따라 근비율(H/Q ratio)의 유의한 변화가 보이지 않은 것으 로 사료된다. 이는 임상적으로 본 연구의 가정운동프 로그램이 근기능과 관련된 무릎 굽힘과 폄의 등속성 근비율이 잘 유지시켜 무릎관절과 근육의 올바른 기능 을 이끌어 낼 수 있는 종합적인 운동프로그램이라고 사료된다.
본 연구의 제한점으로는 대상자들의 신체적 기능과 균형능력에 대한 검사를 별도로 진행하지 않아 가정운 동프로그램으로 인한 무릎 근력의 유의미한 상승이 직 접적으로 신체적 기능의 개선과 균형능력의 개선, 나 아가 낙상을 직접적으로 예방할 수 있다는 결론은 내 리기는 어렵다. 그러나 이미 다양한 선행연구들에서 노인의 무릎근력 향상은 다양한 이점을 가지고 있으며 기능개선과 더불어 낙상예방에 도움을 줄 수 있다고 보고 하였기 때문에 추후 연구를 통하여 본 연구의 운 동프로그램의 다양한 접근을 해볼 수 있을 것으로 사 료된다. 또한 본 연구에서 진행된 운동프로그램에는 저항을 이용하지 않았지만 유산소 운동보다 하지근력 강화 위주의 운동으로 구성되어 있으며, 특히 앉았다 일어서기 동작은 스쿼트 동작을 응용한 동작이며, 누 워서 앞뒤로 다리를 들어주는 동작이 함께 수행되어 무릎 폄과 굽힘 동작의 최대근력과 근지구력이 모두 유의하게 상승하는 결과를 가져왔을 것이라고 사료되 며 이는 결국 보행의 개선과 함께 낙상 예방에 효과가 있을 것으로 생각되어 지며 시설거주 노인들에게도 큰 어려움 없이 적용할 수 있다는 점은 본 연구의 긍정적 인 측면으로 볼 수 있다고 사료된다.
Ⅴ 결 론
결론적으로 하지운동으로 구성된 가정운동프로그 램은 시설거주 노인의 무릎 굽힘과 폄의 등속성 최대 근력과 근지구력을 유의하게 상승시키며 시설거주 노 인을 대상으로 무릎근력과 기능에 긍정적인 결과를 가 져왔다. 추후 다양한 관점의 연구를 통하여 시설거주 노인의 신체적 기능개선에 도움이 될 수 있는 운동프 로그램으로의 연구가 필요할 것으로 생각되며 앞으로 시설거주 노인을 대상으로 하는 연구와 개선책으로써 의 기초자료로써 활용 가능할 것으로 기대한다.