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Archives of Orthopedic and Sports Physical Therapy Vol.14 No.1 pp.65-73
DOI : https://doi.org/10.24332/aospt.2018.14.1.08

The Effect of Yoga Exercise Program on Trunk Stability and Balance Ability of Normal Adult

Eunji Kim1, Jongmin Lim2*, Donghoon Kim3
1Department of Physical Therapy, Ansan University
2Department of Health Rehabilitation, Yeoju Institute of Technology
3Incheon Christian Hospital
교신저자: 임종민 (여주대학교 건강재활과) E-mail: jmlim@yit.ac.kr
May 30, 2018 June 20, 2018 June 25, 2018

Abstract

Purpose:

The purpose of this study is to find the effects of Yoga exercise program on trunk stability and balance ability of normal adults.


Methods:

Organize 20s 20 participants into two groups, the experimental group had yoga exercise program, the contrast group had walking exercise program. For analysis, One leg standing test was used to measure balance ability and EMG in plank position and isometric trunk extension position was used to measure muscular activity of the rectus abdominis, external oblique and erector spinae.


Result:

Experimental balance ability and muscle activities were than the walking exercise program group considerably higher to yoga exercise program group.


Conclusion:

Results illustrate that yoga exercise program could be used as effective exercises for trunk stability and balance ability.



요가 운동 프로그램이 정상성인의 몸통 안정성과 균형능력에 미치는 영향

김 은지1, 임 종민2*, 김 동훈3
1안산대학교 물리치료과
2여주대학교 건강재활과
3인천기독병원

초록


    Ⅰ 서 론

    요가는 1990년대 미국의 요가 열풍의 영향으로 국내 에서 저변이 확대되기 시작하였다. 의학계에서도 요가 의 운동효과에 대한 연구를 임상적으로 실증하면서 광 범위하게 요가가 보급되어 1990년대 이후 현재까지 미 국의 요가 열풍과 함께 국내에서도 생활요가라는 개념 으로 급속히 대중화 되고 있다(백지영, 2006). 요가 운 동 효과에 대한 연구들은 요가 운동이 몸통의 폄과 굽 힘 근육의 근력과 유연성 증가에 효과적이라는 결론을 내리고 있고 이는 몸통 안정성을 증가시킬 것으로 예 측하고 있다(Cowen VS., 2010; Omkar SN et al., 2008). 그러나 기존의 요가의 운동효과에 대한 연구들 은 중재로 제시한 요가 프로그램의 통제가 이루어지지 않아 요가가 몸통 안정성에 미치는 효과가 명확하지 않았다.

    몸통 안정성은 사지의 움직임이 일어나는 동안 인체 가 힘(force)을 생산하는데 필요한 몸통의 지지 작용을 말하기도 하고(McNeill., 2010), 외부 환경의 변화에 대 하여 신체의 상태를 유지하거나 조절하는 몸의 능력을 말하기도 한다(Zazulak,B., 2008).

    몸통 안정성에 관여하는 근육의 활동은 예상치 못 한 상황에서 움직임이 일어날 때, 또는 척추의 갑작스 런 하중과 움직임에 대한 조절을 할 때 주로 일어난다 (Winter & Crago, 2000). 몸통 근육이 무게중심을 조절 하여 자세 혹은 몸통의 위치를 조절하고 움직임이 일 어나기 전 예견된 자세조절을 하여 사지 의 움직임을 조절하는 것이 균형이다(Hodges & Richardson, 1999).

    몸통 안정성과 관련된 근육은 국소적 근육(local muscles)과 포괄적 근육(global muscles)으로 구분된 다. 국소적 근육은 배와 허리의 깊은 곳에 위치한 속 근육으로 가시사이근, 뱃속빗근, 뭇갈래근이 포함되 어 척추 전후방 및 측방의 안정성을 유지하고 등허리 근막과 연결되어 전체 몸통근육의 동시수축 체계를 형 성하는 역할을 한다. 포괄적 근육은 배와 허리부위를 둘러싸며 신체표면에 위치한 큰 근육으로, 주로 힘을 생성하고 전체적인 몸통 안정성에 관여한다. 또한 몸 에 가해지는 중력이나 무거운 물건을 들어 올리는 것 과 같은 외적부하에 대해 균형을 유지하는데 배바깥빗 근, 척추 세움근, 배곧은근이 포함된다(Akuthota and Nedler, 2004). 각 몸통근육들은 상호적인 협력을 통해 인체의 기능적 움직임을 만들어내고, 움직임을 지지해 주는 역할을 하는 등 각기 다른 역할을 수행하며, 유해 한 힘들이 척추에 주는 스트레스를 감소시키는 보호적 매카니즘의 총체적인 구성요소를 이룬다(Barr et al, 2005). 몸통 근육의 협력에 불균형이 나타나면 척추 관 절의 구조적 특성상 관절의 비틀림(buckling)이 나타 난다. 관절의 비틀림이 요통의 원인으로 작용할 수 있 으며, 몸통 근의 한쪽 활동이 많을수록 척추 비틀림 현 상이 자주 유발되어 요통의 위험성이 더욱 증가하게 된다(Hurley MV et al., 1997). 또한 편향된 몸통은 불 균형한 근육 사용, 정적 또는 동적 균형 능력 저하, 다 양한 과제 수행에 어려움을 초래하며(Harley C, Boyd JE, Cockburn J., 2006), 높은 피로감과 비효율적인 에 너지 소비를 증가시킨다(Garland SJ, Willems DA, Ivanova TD., 2003).

    이렇듯 몸통 안정성을 구성하는 몸통근육의 역할이 중요하게 강조됨에 따라 최근 몸통근육의 움직임을 관 찰하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이론학적인 분석들은 배근육과 척추 세움근의 동시수축은 허리의 강직을 조절하고 척추의 안정성에 기여한다고 추측하 고 있고(Granata & Marras, 2000), 최근 연구들에서 몸통이 움직임을 하는 동안 몸통 굽힘근과 폄근의 동 시 수축이 생체역학적인 안정성에 꼭 필요하다하는 것 을 제시하고 있다(Urquhart et al., 2005; Esposti & Baldissera, 2013). 동시 수축이 아닌 단독 근육의 수축 은 허리의 강직을 야기 시키고 이는 외부의 힘을 끊임 없이 커지게 하여 안정을 깨지게 한다. 따라서 굽힘근 과 폄근의 동시 수축을 통한 허리의 안정성이 몸통 안 정화에 꼭 필요하다(Kevin P. Granata, 2001).

    몸통 안정화를 위해 굽힘근과 폄근을 동시 수축하도 록 하는 몸통 안정화 운동을 하면 근육간의 협응력을 적절히 유지 시킬 수 있고, 척추의 중립자세를 유지 할 수 있어 요통의 위험성 없이 다양한 과제 수행을 할 수 있을 것이다(Barr et al, 2005). 몸통 안정화 운동으로 제시되는 생활 운동들로 걷기, 조깅, 매트운동, 스위스 볼 운동 등 여러 가지 운동이 주목받고 있는데 이중 요 가운동이 대중적인 주목을 받고 있다.

    요가는 다른 운동과 달리 급작스러운 수축작용 없이 도 근육과 인대를 활성화 시키고 부드럽게 이완시킴으 로써 근육을 더욱더 강하게 수축시킬 수 있는 원리에 기초한 수행법으로, 느린 움직임과 심호흡 동작은 유산 소적 운동으로 산소공급을 증가시켜 조직과 기관의 순 환을 활발하게 하여 혈액순환을 촉진시킨다(Vivekananda Kendra Yoga Research Foundation, 2003).

    요가 운동의 효과를 입증한 선행 연구들로 윤신중과 백승현(2010)은 요가 운동이 요통이 있는 중년 여성의 뭇갈래근 두께 증가와 통증을 경감시키는 결과를 가져 왔다고 보고하였고, 김경룡과 방현석(2009)은 20대 여 성을 대상으로 12주간의 요가 효과를 실험하여 허리 관 절의 폄근, 굽힘근 모두 유의한 근력의 증가가 있었음 을 알아냈다. 유실 등(2016)은 20대 여성 13명 대상으 로 한 24개월간의 한발서기 자세를 포함한 요가 훈련 결과 한발서기 자세의 안정화에 효과를 입증하였다.

    요가에 대한 효과들을 연구로 한 논문들이 많이 있 지만 이전 연구들에서는 요가 운동 프로그램이 명확하 게 나와 있지 않아 요가 운동 중재가 통제 되지 않았거 나 근 활성도 측정이 척추 주변 근육 각각의 단독 근 활성도만을 측정하여 몸통 굽힘근과 폄근의 동시수축 의 정도를 알 수 있는 논문은 찾을 수 없었다. 또한 다 른 운동 중재와 비교 된 연구가 적었는데 몸통 안정화 운동으로 대중적인 운동 중재와의 비교로 요가 운동의 효과를 알아보는 연구가 필요하다 생각되었다. 이에 우리는 6주간의 요가운동프로그램이 대중적인 걷기 운동과 비교하여 몸통 안정을 이루는 배곧은근, 배바 깥빗근, 척추 세움근의 동시 근 활성도와 정적 균형에 미치는 영향을 알아보기로 하였다.

    Ⅱ 연구 방법

    1 연구 대상자

    본 연구는 허리질환 및 신체에 특정 통증이나 장애 가 없고, 실험에 영향을 줄 수 있는 운동을 하지 않는 건강한 성인 남녀 총 20명을 대상자로 선정하였다. 실 험 전 본 연구에 대하여 충분한 설명을 하고 자발적인 동의를 한 대상자에게 연구를 실시하였다. 대상자들의 일반적인 특성은 다음과 같다(Table 1).

    2 측정도구 및 방법

    1) 정적균형능력측정

    균형능력을 평가하기 위해서 외발서기 검사를 실시 하였다. 검사를 시행하기 전 측정자가 검사 자세를 보 여주었다. 외발서기 검사 방법(OLST: one legged stance test)은 대상자에게 팔짱을 끼고 두 발로 선 상 태에서 한쪽 발을 들어 올리도록 지시하였고 이 때 다 리는 엉덩관절과 무릎관절을 90도 굽힘 시키도록 하였 다. 이 검사는 눈을 뜬 상태와 눈을 감은 상태로 측정하 였고, 양쪽 발로 각각 시행하였다. 시간측정은 대상자 가 한발을 들었을 때부터 시작하여 들어올린 다리가 바닥에 닿거나 대상자가 눈을 떴을 때까지의 시간으로 하였다. 측정값은 3회 측정 후 평균값을 구하였다.

    2) 근 활성도 측정

    몸통근육의 활성도를 측정하기 위해 MR3 (Noraxon USA, Scottsdale, AZ) 표면 근전도 시스템을 사용하였고, 신호의 표본 추출률(sampling rate)은 1000Hz로 정하였 고, 주파수 대역은 10~350Hz로 설정하였다(Figure 1).

    몸통근육의 활성도를 측정하기 위해 MR3 (Noraxon USA, Scottsdale, AZ) 표면 근전도 시스템을 사용하였고, 신호의 표본 추출률(sampling rate)은 1000Hz로 정하였 고, 주파수 대역은 10~350Hz로 설정하였다(Figure 1).

    몸통근육의 활성도를 조사하기 위해 모든 연구 대상 자의 우세측(dominant) 근육을 측정하였다. 우세측은 평상시 식사와 글씨 쓰기등과 같은 한쪽 손만을 써야 하는 상황에서 사용하는 측을 우세측으로 하였다. 피 부의 저항을 최소화하기 위해 부착 부위를 면도한 후 알코올로 닦아내고 전극 부착 부위가 완전히 마른 후 근섬유의 방향과 평행하게 근복의 중간 부위에 근전도 도자를 부착하였다.

    각 근육들의 활동전위를 표준화하기 위해 맨손근력 검사 자세에서 최대등척성수축시의 근 활성도를 측정 하였다. 배곧은근, 배바깥빗근, 척추 세움근의 평균 근 전도 신호량을 %MVIC (Maximum Voluntary Isomeric Contraction)로 사용하였고 plank 자세와 isometric truck extension(ITE) 자세를 10초간 유지 하도록 하여 초기와 마지막 2초를 제외한 배곧은근, 배바깥빗근, 척추 세움근의 근전도 신호량을 측정하였다. plank 자 세는 팔굽혀펴기 자세에서 팔꿈치를 90°로 굽혀 전완 으로 바닥을 지지하는 자세이다. 이때 어깨뼈는 내밈 을 유지하고 골반과 허리뼈는 중립을 유지하여 발목부 터 머리까지 몸을 일직선으로 만들도록 하고, 양 팔의 너비는 어깨 너비만큼, 양 발의 너비는 골반 너비만큼 벌려서 바닥을 지지하도록 하였다. ITE 자세는 테이블 위에 다리를 대고 엎드려 테이블 끝에 골반의 ASIS를 맞추어 몸통이 테이블 밖으로 나오도록 하여 몸통을 45゚ 굽힘 자세를 취하도록 하고 허벅지 중간부분과 종 아리 중간부분을 스트랩으로 테이블에 묶어 고정시킨 후 양손을 머리 뒤로 올려놓고 몸통의 폄을 발목부터 머리까지 일직선을 만들만큼 유지시킨다. 근전도의 부 착부위는 다음과 같다(Table 2).

    3 실험절차

    실험에 참가한 20명에게 실험 방법에 대해 충분한 설명을 한 후 사전평가를 실시하였다. 무작위로 실험 군 10명과 대조군 10명으로 나누어 실험군은 요가운동 프로그램을 실시하였고 대조군은 걷기 운동을 6주 동 안 실시한 후 사후평가를 실시하였다.

    6주 동안의 실험 기간 동안 요가운동 또는 걷기를 시작하기 전 등을 대고 누워서 어깨관절, 엉덩관절, 무 릎관절, 발목관절에 대한 스트레칭을 10분간 실시한 후 본 운동인 요가운동프로그램과 걷기를 각각 30분씩 주 3회 실시 하였다.

    요가운동프로그램은 동작이 이어져 과정을 이루는 데 이 코스는 두 가지로 진행되었다. A코스는 1-2-3 -4-5-6-2-1 동작의 과정으로 이 코스를 5번 순환 반 복하였고, B코스는 1-7-2-3-4-5-6-8-8(반대측 하 지)-2-7-1 동작의 과정으로 이 코스 또한 5번 순환 반 복하였다(Figure 2).

    4 자료처리방법

    자료의 통계분석을 위하여 윈도우용 SPSS PC version 22.0 프로그램을 사용하였다. 측정시기와 그룹간의 관 계를 알아보기 위해 repeated measure ANOVA를 실시 하였고, 통계학적 유의수준은 0.05로 하였다.

    Ⅲ 연구 결과

    1 정적 균형능력

    6주의 중재 전・후 두 그룹의 정적 균형능력의 평균 비교 분석 결과는 다음과 같다(Table 3).

    1) 눈을 뜬 상태에서의 정적 균형능력 변화

    정적 균형능력에 대한 반복분산분석 결과 요가운동 그룹과 걷기운동 그룹의 측정시기 차이는 오른발, 왼 발 모두 유의한 차이를 보였으나(p<.05), 측정 전·후 에 따른 그룹 간 상호작용 차이는 유의한 차이가 없었 다(p>.05)(Table 4).

    2) 눈을 감은 상태에서의 정적 균형능력 변화

    정적 균형능력에 대한 반복분산분석 결과 요가운동 그룹과 걷기운동 그룹의 측정시기 차이는 오른발, 왼 발 모두 유의한 차이를 보였고((p<.05), 측정 전·후에 따른 그룹 간 상호작용 차이에서도 오른발, 왼발 모두 유의한 차이를 보였다(p<.05)(Table 4).

    2 근 활성도

    6주의 중재 전・후 두 그룹의 Plank 자세와 ITE 자세에서의 근활성도 평균 비교 분석 결과는 다음과 같다(Table 5).

    1) Plank 자세에서 근 활성도 변화

    plank 자세를 유지하는 동안의 근 활성도에 대한 분 산분석 결과 요가 운동 그룹과 걷기 운동 그룹의 측정 시기 차이는 배곧은근과 척추세움근에서 유의한 차이 가 있었고(p<.05), 배바깥빗근에서는 유의한 차이가 없 었다(p>.05). 측정 전・후에 따른 그룹 간 상호작용 차 이에서도 배곧은근과 척추세움근에서 유의한 차이가 있었고(p<.05), 배바깥빗근에서는 유의한 차이가 없었 다(p>.05)(Table 6).

    2) ITE 자세에서 근 활성도 변화

    ITE 자세를 유지하는 동안의 근 활성도에 대한 분산 분석 결과 요가 운동 그룹과 걷기 운동 그룹의 측정시 기 차이는 배곧은근, 배바깥빗근, 척추세움근 모두 유 의한 차이가 있었다(p<.05). 측정 전・후에 따른 그룹 간 상호작용 차이에서는 배곧은근과 배바깥빗근에서 유의한 차이가 없었고, 척추 세움근에서 유의한 차이 가 있었다(p<.05)(Table 6).

    Ⅳ 고 찰

    몸통 안정성은 허리의 과도한 부하를 완화시키고 기 능적 활동 사슬에 있어 중심적인 역할을 하며, 사지움 직임의 기초 혹은 원동력이 되므로 움직임에 있어 매 우 중요하다(Nadler et al.,2003). 따라서 몸통 안정성 은 가슴과 척추, 골반부에 걸쳐 신체의 전반적인 안정 성을 제공하고, 운동학적으로 정상 범위 내에서 기능 적인 움직임을 수행 할 수 있는 기본 토대가 된다고 할 수 있다(국윤진 등,2013).

    2013). 몸통 안정화 운동이 몸통 안정성에 긍정적 효과를 입증하는 연구들이 많이 발표 되었고, 몸통 안정화 운 동으로 제시된 운동 중 하나인 요가운동이 몸통 안정 성과 균형능력에 효과를 보인 연구들이 제시되었다. 염창홍(2007)등의 연구에서 요가수련그룹과 비 수련 그룹 간의 정적 균형능력 차이를 알아보고자 무게중심 점과 압력중심점 변인을 비교, 분석한 결과 눈 뜨고・눈 감고 외발서기 시 요가수련그룹의 균형능력이 우수한 것을 알아냈다. Stewar- t(2003) 역시 요가를 통해 자 세 균형과 신체역학의 효율성을 유지하거나 회복할 수 있으며, 이를 통해 자연스런 척추곡선이 용이하게 됨 을 밝혔다. 본 연구에서 사용한 요가 동작들의 자세는 바로 선 자세, 허리를 굽히고 선 자세, 상체를 지지한 엎드린 자세, 엉덩이를 높게 든 엎드린 자세 등 주로 닫힌 사슬 상태의 다양한 자세를 끊임없이 바꾸는 특 징을 가지고 있고 척추의 폄과 굽힘이 반복하여 교대 로 움직이는 특징을 보이고 있다. 닫힌 사슬에서 동적 평형 장치를 이용할 때의 균형 능력을 분석한 이전의 연구에서 배곧은근과 척추세움근, 배바깥빗근의 협응 수축이 활성화됨을 확인하여 이 근육들이 자세 조절에 큰 역할을 하고 있다는 것을 알아냈다(Ber et al., 1995). 또한 김영국과 김규태(2009)는 요가운동이 만성 요통 환자들의 척추 근 기능에 미치는 영향으로 척추 의 폄과 굽힘의 반복적인 움직임이 많은 요가 수행으 로 인해 허리 폄근의 최대근력이 증가하였음을 주장 하였다. 이와 같이 본 연구에서도 눈 감은 상태에서 정 적균형능력이 걷기 운동 그룹에서의 향상보다 요가 운 동 그룹에서 더 향상이 된 결과를 보이는 것은 요가 프 로그램의 자세 적 특징과 움직임의 특징으로 인해 자 세 조절 기능을 주로하는 근육들의 강화가 일어나는 긍정적 효과를 보인 것으로 생각되어진다. 이를 뒷받 침 할 자세 조절 기능을 하는 주요 근육들의 근 수축 활성도를 알아보기 위한 근전도 측정을 하였는데 이 때 근육들의 동시 수축 정도를 알아보기 위한 측정 자 세를 이전 논문들의 연구결과를 참고하여 결정하였다. Tomas K. Tong 등(2013)은 몸통 안정화에 기여하는 근 육의 기능을 측정하기 위해서는 plank 자세에서 EMG 측정을 하는 것이 타당하다는 연구결과를 제시하였고, EMG를 통한 코어운동의 사전 피로 도를 실험한 결과 plank test가 선수들의 코어 근육의 지구력을 평가하는 데 유용하고 실용적인 방법이라고 제시하였다. 또한 ITE 테스트는 몸통 수축 근육들의 등척성 운동을 빠르 고 간편하게 재현할 수 있고, 이 테스트가 폄 근육 뿐 만아니라 등을 수축시키는데 참여하는 모든 근육들에 지구력 평가를 할 수 있다는 이전의 연구 결과가 있다 (El Ouaaid Z et al., 2013). 따라서 본 연구에서도 몸통 안정성 측정을 위해 배곧은근, 배바깥빗근과 척추세움 근의 EMG 측정을 plank자세와 ITE 자세를 유지하는 동안 측정하였다. 연구결과 근육의 활성도가 plank 자 세 유지 시 걷기 운동 그룹 보다 요가 운동 그룹에서의 증가 정도가 배곧은근과 척추 세움근에서 유의한 차이 를 보였고, ITE 자세 유지 시에도 배곧은근, 배바깥빗 근, 척추 세움근 모두 근 활성도가 요가 운동그룹이 걷 기 운동그룹에서 보다 증가 정도가 유의한 차이를 보 였다. 따라서 요가 운동이 몸통 안정성과 조절 능력을 증가시키는 배곧은근, 배바깥빗근과 척추세움근들을 강화하고 이로 인해 균형능력의 증진에 효과가 있다고 사료된다. 그러나 본 연구에서는 몇 가지 제한점이 있 다. 그것은 20대의 정상 성인만을 대상으로 하여 연구 를 시행하였고, 대상자의 수가 적어 다양한 연령대의 대상자에게 일반화시키기에는 어려움이 있고, 근육의 활성도 측정 시 체간의 근육만을 대상으로 하여 측정 하였기 때문에 균형능력에 영향을 미칠 수 있는 상지 와 하지의 근력과 협응력에 대한 평가를 하지 못했다 는 점이다. 추후 연구에서는 위의 제한점을 보완하여 요가운동의 효율성에 관한 좀 더 구체적인 연구가 필 요할 것으로 생각된다.

    Ⅴ 결 론

    본 연구는 건강한 20대를 대상으로 요가운동과 걷기 운동 전. 후 외발서기 검사와 근전도 분석을 통하여 6 주간의 요가 운동 프로그램이 정적균형능력과 배곧은 근과 배바깥빗근, 척추세움근에 미치는 운동생리학적 효과를 분석하였다. 그 결과 걷기 운동 그룹보다 요가 운동 그룹이 눈을 감은 상태에서 외발서기 유지시간에 더 많은 증가를 보였으며 유의한 차이를 보였다. 근 활 성도 검사에서도 걷기 운동 그룹보다 요가 운동 그룹 이 Plank 자세에서 배곧은근과 척추세움근이, ITE 자 세에서는 배곧은근, 배바깥빗근, 척추세움근 모두의 근 활성도가 증가하였으며 유의한 차이를 보였다.

    이러한 결과를 바탕으로 요가 운동 프로그램은 동적 인 움직임을 하기 위하여 선행되어야 할 체간의 안정 성에 영향을 미치는 몸통 근육을 활성화시킬 뿐만 아 니라, 정적균형능력도 향상시키는 것을 알 수 있었다. 따라서, 동적인 움직임에 필요한 체간의 안정성과 정 적인 균형능력을 향상시키기 위한 효율적인 중재방법 의 일환으로 요가 운동도 중요하게 고려해야 할 것으 로 생각된다.

    Figure

    AOSPT-14-65_F1.gif

    Desk DTS EMG system and surface EMG electrode

    AOSPT-14-65_F2.gif

    Yoga exercise program

    Table

    General characteristics of subject (N=20)

    EMG attachment of muscle

    Difference in static balance ability between pre test and post test in each group

    mean±standard deviation

    Result in static balance ability in repeated ANOVA

    T<sup>1</sup> : Time, G×T<sup>2</sup> : Group×Time
    *<i>p</i><.05

    Difference in EMG between pre test and post test in each group

    mean±standard deviation

    Result in EMG in repeated ANOVA

    T<sup>1</sup> : Time, G×T<sup>2</sup> : Group×Time, SS<sup>3</sup> : sum of squares, <i>df</i><sup>4</sup> : degree of freedom, MS<sup>5</sup> : mean squares

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