Ⅰ 서 론

우리나라 여대생들은 얼굴만이 아닌 큰 키, 날씬한 몸, 가느다란 팔다리의 이상적인 외모 추구한다(윤소 영, 2007). 따라서 대부분의 여대생들은 자신의 외모관 리에 필요한 다양한 소비활동을 지향하고, 키를 더 커 보이게 하거나 화려한 패션을 추구하기 위해 뒷굽이 높은 하이힐을 선호하는 것으로 나타났다(김민지, 2008). 그러나, 뒷굽이 높은 하이힐의 착용은 발의 발 바닥 굽힘근의 근 활성도를 증가시켜 발과 발목의 근 력 약화 및 발목 주변의 연부조직을 변화시켜 근육 불 균형을 초래하는 것으로 보고되고 있으며, 발목 상해 의 유발 요인이 되기도 한다(Earl, 2005). 또한 발목 관 절의 주위를 둘러싸고 있는 발목근육, 인대, 힘줄의 운 동감각신경의 손상, 협응력 저하, 근력 약화 등의 원인 에 의해 기능적 발목 불안정성이 발생한다(김태규, 2012; 장혜림, 2014).

일반적인 발목 상해 중 발목 염좌는 가장 빈번히 발 생되는 상해 유형중 하나이며(황명중, 2009), 발목 염 좌는 재손상율이 높고 발목 염좌를 경험한 40%의 사람 들은 만성적 발목 염좌로 인한 발목의 불안정성을 지 니고 있는 것으로 보고되고 있다(Verhagen 등., 1995).

발목관절에서 근육의 협응능력은 선 자세에서의 동 요를 조절하는 요소로서 신체 운동 시 자세를 유지하 기 위해 질량중심(center of mass, COM)이 체간에서 이탈되지 않도록 도와준다. 따라서 앞정강근과 장딴지 근의 근력 약화로 기능적 발목관절 불안정성(functional ankle instability)이 발생한다. 이로 인해 엉덩관절과 체간의 보상작용으로 균형반응을 역학적으로 제한시 킨다(장혜림, 2014). 그러므로 발목관절의 안정성과 적 절한 근육활동이 협응되기 위해 균형 훈련과 약화된 근력을 강화시키는 근력 훈련이 필요하다(Brian, 2010).

기능적 발목 불안정성이 있는 사람들에게는 발목의 근육 및 균형능력의 운동방법을 통한 발목 근력과 고 유수용성 기능 강화 등이 매우 중요하게 고려된다. 최 근 제시되고 있는 여러 중재 방법 중 바이오피드백 (bio-feedback) 훈련은 저장된 근육활동의 출력과 관 련된 반응에 비하여 단순한 반사적 회로를 이용한다. 이로 인하여 피드백 기전이 많은 조건 아래에서 즉각 적으로 유연하게 반응 할 수 있으며(Park 등., 2004), 피드백을 이용한 균형유지 훈련장비가 불안정한 원판 위에서 수행하는 균형훈련 및 균형 검사 장비를 이용 하여 정적, 동적 균형과 자세에 미치는 영향을 측정할 수 있는 장비가 필요하다고 하였다(전선혜와 이광옥, 2007). 또한 무릎관절 전치환술 환자의 바이오피드백 훈련을 적용한 그룹에서 통증의 개선과 균형능력의 향 상을 확인하였다(오형택, 2012). 만성적 발목 불안정성 이 있는 경우 발목 부위 근육의 역할이 중요하다고 보 고되고있다(임미영 등, 2010). 임상완 등(2010)은 불안 정한 지지면에서 균형훈련은 발목관절 주변 근활성도 에 유의한 효과를 보고하였으며, 이러한 발목관절 주 변의 근육 수축 양상에 변화는 고유수용감각의 기능이 증가되어 발목관절의 안정성을 제공한다고 하였다 (Menz 등., 2005).

이와같이 기능적 발목 불안정성에 대해 다리 주변의 근력 강화, 고유수용성 기능 및 평형 증진 등을 위한 효과적인 중재프로그램의 실시가 강조되고 있지만 여 대생의 기능적 발목 불안정성에 대한 다리 주변 근육 의 동원과 균형능력의 개선에 대한 연구는 미흡한 실 정이다. 그러므로 본 연구에서는 여대생의 발목 불안 정성에 대해 바이오피드백 훈련이 발목 근육의 근 활 성도와 균형능력에 미치는 영향을 알아보고자 한다.

Ⅱ 연구 방법

1 연구 대상자

본 연구대상자는 전남 광양시 G대학교 재학 중인 여 대생 14명을 선정하였고 본 연구에 대하여 상세히 설명 하였으며 연구 참여에 동의한 여대생을 연구대상자로 선정하였다. 선정된 연구대상자는 무작위로 실험군 7 명, 대조군 7명으로 구분하여 훈련을 적용하였다.

연구대상자의 선정기준은 설문지 항목 중 Cumberland Ankle Instability Tool(CAIT)(Hiller 등, 2006) 설문검사 를 실시하여 대상자들의 기능적 발목 불안정성에 대한 주관적 자각 진단 검사를 실시하였다. CAIT 검사 결과 중증도(0∼10점) 불안정성에 해당하는 자는 상해의 위 험성을 고려하여 연구대상자에서 제외하였으며, 양쪽 발이 중도(10.5∼21점) 불안정성에 해당하는 자와 정상 (27.5∼30점)에 해당하는 자를 최종 대상자로 선정하였다.

2 연구방법

연구 대상자 14명을 각각 7명씩 무작위로 실험군과 대조군으로 배치하여 4주간 훈련을 적용하였다. 실험 군은 한발서기에서 바이오피드백 훈련을 전산화 균형 훈련 장비(Good Balance System, Metitur, Finland)를 이용하여 화면을 보면서 실시하였고, 나머지 7명의 대 조군은 일상적인 생활에서 자율적인 발목 운동을 시행 하게 하였다.

바이오피드백 훈련은 전산화 균형 훈련 장비를 이용 하여 발판위에서 한발로 선 자세에서 컴퓨터 화면을 보면서 몸의 중심을 이동시켜 훈련할 수 있는 프로그 램을 이용하였으며, 총 4주간, 주당 3회, 1일 20분씩 실시하였다.

운동방법은 환자가 기립자세에서 모니터에 표시된 상자에 십자모양으로 표시된 체중중심을 이동시켜 유 지하는 것이다 (Figure 1). 운동 중 환자가 피로나 어지 러움을 호소하면 휴식을 취한 후 운동을 재개하며 실 험 전 위험방지와 정확한 운동을 위하여 연구 대상자 에게 정확히 설명하도록 하였다(Sihvonen 등, 2004).

3 측정도구 및 실험도구

1) 근 활성도 평가

다리의 근 활성도를 측정하기 위하여 표면 근전도기 (Bagnoli EMG system, Delsys Inc., USA)를 이용하였다 (Figure 2). 기록 전극 부착부위는 양쪽 다리의 안쪽넓은 근(vastus medialis), 넙다리두갈래근(biceps femoris), 앞 정강근(tibialis anterior), 장딴지근(gastrocnemius)에 부착 하였다. 근전도 검사를 측정하기 위해 안쪽넓은근 은 무릎관절 55ﾟ 위치에서 무릎뼈에서 위쪽으로 4㎝, 안쪽으로 3㎝ 위치에 부착하였고, 넙다리두갈래근은 정 강뼈의 가쪽위관절융기와 궁둥뼈결절사이의 중앙부위 에 부착하였고, 앞정강근은 종아리뼈의 상단과 안쪽 복 사뼈사이 선상의 위쪽 1/3위치에 부착하였고, 장딴지근 은 종아리뼈 머리와 발뒤꿈치 사이 선상의 위쪽 1/3위치 에 부착하였다(이태호, 2017).

활성 전극(activate electrode)과 기준 전극(reference electrode)은 각 근육의 근섬유 방향과 나란하게 부착하 였고, 접지 전극(ground electrode)은 근육이 적은 외측에 부착하였다. 피부저항을 최소화하기 위해 전극 부착부위 를 알코올로 닦고 완전히 마른 후에 전극을 부착하였다.

신호의 표본 추출율(sampling rate)은 1024Hz로 설정하 였으며, 주파수 대역폭은 Bagnoli EMG system의 측정 주파수 대역 필터인 20~450Hz의 노치 필터(notch filter) 를 사용하였다. 수집된 근전도 신호의 저장과 분석은 개인용 컴퓨터에 저장 된 Acquisition and Analysis Software(Delsys, USA) 프로그램을 이용하였고, 대상자 에게 10초간 걷게 한 후 중간의 연속된 3보폭(stride)의 데이터를 선택하여 80~350사이의 주파수로 필터링한 신호를 실효치 진폭(root mean square; RMS)으로 분석하 였다(김민영, 2015).

2) 균형능력 평가

본 연구에서는 균형능력을 평가하기 위하여 전산화 균형 측정 장비(Good Balance System, Metitur, Finland) 를 사용하였고, 균형능력을 눈뜨고 양발로 선 자세에 서 실시하였다. 측정 자세에서 균형능력을 나타내는 지수, 즉 COP(center of pressure)의 X축의 경로에 대 한 평균 속도(Mean X speed, 단위 mm/sec), COP의 Y축 의 경로에 대한 평균 속도(Mean Y speed, 단위 mm/sec), COP의 경로로부터 속도의 움직임 영역(Velocity moment, 단위 mm²/sec)을 측정하였다(Sihvonen 등, 2004). 각 2회 측정한 값의 평균치를 분석하여 균형능력을 측정 하였다.

4 자료 분석

본 연구의 모든 작업과 통계는 SPSS/Window(21.0 version)을 이용하여 평균과 표준편차를 계산하였고, 대상자의 일반적 특성은 기술통계를 사용하여 통계처 리하였다. 군내의 근 활성도와 균형능력의 사전-사후 검증을 위해 비모수 검정 중 Wilcox Signed Rank Test 를 실시하였다. 또한 두 군간의 근 활성도와 균형능력 의 변화를 비교하기 위해 훈련 전을 공변량으로 처리 한 공분산 분석(Analysis of Covariance ANCOVA)을 실 시하였다. 모든 통계학적 유의수준은 α=.05로 하였다.

Ⅲ 연구 결과

1 연구 대상자의 일반적 특성

실험군의 평균 연령은 23.32±2.04세, 평균 신장은 158.76±7.77cm, 평균 체중은 54.23±5.51kg, CAIT설 문 점수는 20.30±6.5점이였으며, 대조군의 평균 연령 은 22.98±2.55세, 평균 신장은 159.64±6.97cm, 평균 체중은 54.91±5.04kg, CAIT설문 점수는 25.12±1.8점 이였다(Table 1)(p>.05).

2 근 활성도 전･후 비교

근 활성도 변화에 대한 실험군의 전･후 비교에서 안쪽 넓은근, 넙다리두갈래근, 앞정강근, 장딴지근의 근 활성 도는 증가하였고, 안쪽넓은근, 앞정강근 근 활성도의 변화는 통계학적으로 유의한 차이가 있었고(p<.05), 넙 다리두갈래근, 장딴지근 근 활성도의 변화는 통계학적으 로 유의한 차이가 없었다(p >.05). 근 활성도 변화에 대한 대조군의 전･후 비교에서 안쪽넓은근, 앞정강근, 장딴지 근의 근 활성도는 증가하였고, 넙다리두갈래근의 근 활 성도는 감소하였으며, 근 활성도에서 통계학적으로 유의 한 차이는 없었다(p >.05)(Table 2).

3 눈뜨고 선 자세에서 전･후 균형 비교

눈뜨고 선 자세에 대한 실험군의 전･후 균형 비교에 서 X 방향의 평균 속도, Y 방향의 평균 속도, 속도의 움직임 영역은 감소하였고, 균형 변화는 통계학적으로 유의한 차이가 있었다(p<.05). 눈뜨고 선 자세에 대한 대조군의 전･후 균형 비교에서 X 방향의 평균 속도, Y 방향의 평균 속도, 속도의 움직임 영역은 감소하였고, 균형 변화는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다(p >.05)(Table 3).

4 눈감고 선 자세에서 전･후 균형 비교

눈감고 선 자세에 대한 실험군의 전･후 균형 비교에 서 X 방향의 평균 속도, 속도의 움직임 영역은 감소하 였고, Y 방향의 평균 속도는 증가하였으며, 균형 변화 는 통계학적으로 유의한 차이가 있었다(p <.05). 눈감 고 선 자세에 대한 대조군의 전･후 균형 비교에서 X 방향의 평균 속도, Y 방향의 평균 속도은 감소하였으 며, 속도의 움직임 영역은 증가하였고, 균형 변화는 통 계학적으로 유의한 차이가 없었다(p >.05)(Table 4).

5 근 활성도 군간 비교

근 활성도 변화에 대한 실험군과 대조군의 공변량의 효과를 통제한 후 비교에서 넙다리두갈래근, 앞정강 근, 장딴지근의 근 활성도의 변화는 통계학적으로 유 의한 차이가 있었고(p <.05), 안쪽넓은근은 통계학적 으로 유의한 차이는 없었다(p >.05)(Table 5).

6 눈뜨고 선 자세에서 군간 균형 비교

눈뜨고 선 자세에 대한 실험군과 대조군의 공변량의 효과를 통제한 후 균형 비교에서 X 방향의 평균 속도, Y 방향의 평균 속도, 속도의 움직임 영역의 변화는 통 계학적으로 유의한 차이가 있었다(p <.05)(Table 6).

7 눈감고 선 자세에서 군간 균형 비교

눈뜨고 선 자세에 대한 실험군과 대조군의 공변량의 효과를 통제한 후 균형 비교에서 Y 방향의 평균 속도의 변화는 통계학적으로 유의한 차이가 있었고(p <.05), X 방향의 평균 속도, 속도의 움직임 영역의 변화는 통계 학적으로 유의한 차이가 없었다(p >.05)(Table 7).

Ⅳ 고 찰

여대생들은 외모때문에 키를 더 커보이게 하거나 화 려한 패션을 추구하기 위해 뒷굽이 높은 하이힐을 선 호하여 발목 주변 근육 불균형을 초래하는 것으로 보 고되고 있다(이주희, 2014). 기능적 발목 불안정성은 발목이 무너지는 듯한 주관적인 느낌을 갖게 되는 상 태로써 기계적 불안정성에 비해 중재방법에 따른 효과 를 비교적 단시간에 얻을 수 있다는 점에서 중요하다 고 할 수 있다(김태규, 2012).

본 연구에서는 여대생의 기능적 발목 불안정성에 대 해 발목 주변 근육의 동원, 고유수용성 기능 및 균형 증진 등을 위한 바이오피드백 훈련을 통해 발목 근육 의 동원과 균형능력에 미치는 영향을 알아보고자 실시 하였다. 연구는 Cumberland Ankle Instability Tool (CAIT)(Hiller 등, 2006) 설문검사를 실시하여 대상자 들의 기능적 발목 불안정성에 대한 주관적 자각 진단 검사를 실시하여, 바이오피드백 훈련이 발목근육의 근 활성도와 균형능력에 미치는 영향을 알아보았다.

바이오피드백 훈련을 적용한 후 안쪽넙다리근, 앞정 강근의 근활성도에서 통계학적으로 유의한 차이가 있 는 것으로 나타났으며 근 활성도가 향상되었음을 보여 주고 있다. 또한 일상생활을 적용한 군에 비해 바이오 피드백 훈련을 적용한 군에서 넙다리두갈래근, 앞정강 근, 장딴지근의 근활성도에서 통계학적 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이는 엄요한(2017)이 뇌졸중 환 자 30명을 대상으로 컴퓨터화된 바이오피드백 자세조 절 훈련군과 바이오피드백을 제거한 동적 균형 훈련군 을 비교한 연구에서 컴퓨터화된 바이오피드백 자세조 절 훈련군에서 다리 근 활성도에 유의한 향상을 보였 다는 연구와도 비슷한 결과를 얻었다.

바이오피드백 훈련을 적용한 후 전산화 균형 측정 장비의 눈을 뜨고 선 자세와 눈을 감고 선 자세에서 X 와 Y 방향의 평균 속도, COP 경로로부터 속도의 움직 임 영역의 균형능력에서 통계학적 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며 균형능력이 향상되었음을 보여주 고 있다. 또한 일상생활을 적용한 군에 비해 바이오피 드백 훈련을 적용한 군에서 눈을 뜨고 선 자세에서는 X와 Y 방향의 평균 속도, COP 경로로부터 속도의 움직 임 영역의 균형능력이 통계학적 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며 COP(center of pressure)의 X축의 경로에 대한 평균 속도, Y축의 경로에 대한 평균 속도, COP의 경로로부터 속도의 움직임 영역의 균형능력이 향상되었음을 보여주고 있다. 하지만 눈을 감고 선 자 세에서는 Y 방향의 평균 속도에서만 통계학적 차이가 있는 것으로 나타났으며, COP의 Y축의 경로에 대한 평 균 속도의 균형능력이 향상되었음을 보여주고 있다. 이는 김은자 등(2010)이 연구한 시각, 안뜰감각, 고유 수용성 감각활동을 이용한 가상현실 운동 프로그램을 노인에게 시행하였을 때, 노인의 정적 균형능력이 향 상 되었다는 연구와도 일치하는 결과이다.

김영민(2014)은 고유수용감각기능의 향상을 위한 균 형훈련이 안정지지면에서의 훈련이 효과적으로 향상 된다라고 보고 하였고, 오형택(2012)의 바이오피드백 훈련이 무릎관절 전치환술 환자의 균형능력이 향상되 었다고 보고하였다. 본 연구의 결과에서도 여대생의 바이오피드백 훈련은 발목 주변 근육의 근 활성도와 균형능력이 향상되었음을 확인하였다.

선행 연구들을 바탕으로 이상의 결과를 고려해 볼 때 여대생의 기능적 발목 불안정성에 있어서 바이오피 드백 훈련은 발목 주변 근육의 활성도에 향상될 수 있 으며, 균형능력에도 향상될 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 바이오피드백 훈련의 중재방법은 여대생의 기 능적 발목 불안정성에 대해 균형능력을 향상을 위해 치료적 중재로 적용하는 것은 임상적으로 도움이 될 수 있을 것으로 판단한다.

본 연구의 대상자 선정에서 안전의 문제를 고려하여 CAIT 설문검사의 중증도 불안정성을 제외한 중도 불안 정성에 해당하는 자를 선별하였다. 따라서 추후연구에 는 본 연구에서 실시한 중재 프로그램을 토대로 다른 단계에 해당하는 대상자들에게도 적용해 볼 필요가 있 을 것으로 생각된다.

Ⅴ 결 론

본 연구는 여대생을 대상으로 바이오피드백 훈련을 4주간 적용하여 훈련 전․후 다리근육의 근활성도와 균 형 능력에 미치는 영향을 알아보기 위해서 실험군 7명, 대조군 7명을 대상으로 실시하였다. 연구결과, 바이오 피드백 훈련이 넙다리두갈래근, 앞정강근, 장딴지근 의 근활성도에서 통계학적 유의한 차이가 있었다. 또 한 전산화 균형 측정 장비의 눈을 뜨고 선 자세에서는 X와 Y 방향의 평균 속도, COP 경로로부터 속도의 움직 임 영역의 균형능력은 통계학적 유의한 차이가 있었으 며, 눈을 감고 선 자세에서는 Y 방향의 평균 속도에서 만 통계학적 차이가 있었다.

이러한 결과는 여대생의 기능적 발목 불안정성에 있 어서 바이오피드백 훈련이 발목 주변 근육의 활성도에 향상될 수 있으며, 균형능력에도 향상될 수 있으며, 기 능적 발목 불안정성의 균형능력을 향상을 위해 치료적 중재로 바이오피드백 훈련을 적용하는 것이 임상적으 로 도움이 될 수 있을 것으로 판단한다.