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Archives of Orthopedic and Sports Physical Therapy Vol.14 No.2 pp.127-133
DOI : https://doi.org/10.24332/aospt.2018.14.2.15

Changes in Physiological Characteristics of Trapezius, Multifidus and Hamstring Muscles According to Tilt Angle of Exercise Bed in Elderly

Jungjin Kim*
Department of Health and Rehabilitation, Yeoju Institute of Technology
김정진 (여주대학교 건강재활과) E-mail: jj.kim.and@gmail.com
November 24, 2018 December 21, 2018 December 26, 2018

Abstract

Purpose:

This study investigated the effects of changing the tilt angle of the exercise bed on physiological characteristics of trapezius, multifidus, and hamstring muscle function.


Methods:

Twenty elderly who complains of back and lumbar pain or discomfort participated in this study (average age: 64.70±4.55 years). The physiological characteristics, including muscle tone (F), dynamic stiffness (S), and elasticity (D) of trapezius, multifidus, and hamstring muscles were measured by a Myoton device at three tilt angles (0, 15, and 30 degrees) during exercise.


Results:

The muscle tone, dynamic stiffness, and elasticity of the right trapezius and left hamstring muscle showed significant differences (p<0.05) according to exercise bed tilt angle, while the other muscles showed no significant differences.


Conclusions:

Our results demonstrate that physiological characteristics of the upper and lower extremity muscles are affected ipsilaterally, according to the tilt angles of the exercise bed.



운동침대 틸트 각도 변화에 따른 노인의 승모근, 다열근 및 슬괵근 근육의 생리학적 특성 변화 연속 증례 연구

김 정진*
여주대학교 건강재활과

초록


    Ⅰ. 서 론

    현대의 고령화 사회 속에서 허리 및 요추부 통증 또 는 불편감을 경험하는 인구수는 점차 늘어나고 있다. 이에 대한 비용효과 면에서 효과적인 요통 재활을 위 해 요통 발생 전 예방 관리법과 요통 발생 이후 치료의 시기와 방법 면에서 정확하고 체계적인 재활의 필요성 이 대두되고 있다(박정범 & 안상현, 2017;신상효 & 문 인혁, 2016;이관우 & 김원호, 2017). 지금까지 선행연 구에 따르면, 요통은 교통사고와 같이 물리적 손상에 의한 요통(김성태 등, 2015)보다 신체적, 정서적, 정신 적 요인 등 다양한 요인이 혼합되어 발생하기 때문에 특정 원인을 파악하고 치료하기 어려운 경우가 많다. 최근, 연구된 보고결과에 따르면 일상에서 긴장감이나 불안을 야기하는 상황, 인격적인 문제 혹은 정서적인 문제가 있을 때 통증은 악화된다고 보고하고 있다(조 지훈 & 홍지영, 2015).

    특히, 노인의 경우 위와 같은 비특이적 요소와 더불 어 요추부 통증 및 불편감은 주변 인대와 근육의 약화, 인지 저하에 따른 이차적 장애로 인해 나타나며 궁극 적으로 허리의 움직임이 제한되는 현상이 나타난다 (Oh 등, 2017). 또한 연령이 높아질수록 허리 및 요추부 의 관절간의 유연성은 떨어지게 되며 이는 일상생활동 작의 제한 및 낙상발생의 위험도 높일 수 있으므로 재 활치료 시 관절의 가동성이 충분히 일어날 수 있는 자 세에서 치료가 시행되어 가동성을 증진시킬 수 있는 다각적 연구가 필요한 실정이다(박희석, 2014).

    또한, 허리 및 요추부 통증 또는 불편감을 호소하는 노인에게 있어 자세 변화는 통증 및 불편감 완화에 영향 을 미치는 주요한 요인 중 하나이며 이는 삶의 질에도 영향을 미친다. 이는 요통 재활치료 중에도 운동침대의 기울임 각도 변화에 따라 중력의 영향 등으로 인해 신체 의 근육 수축에 영향을 미치며 환자의 통증 완화에도 상당한 영향을 줄 수 있다는 점을 시사한다(신선혜 등, 2014;유미 등, 2011;이정원 등, 2012). 따라서 운동침대 의 기울임 각도에 따른 요추부 주위 근육인 승모근 (trapezius), 다열근(multifidus), 슬괵근(hamstring) 근 육과 같은 대표적인 근특성의 변화를 신뢰성이 검증된 측정 기기를 사용하여 다각도로 살펴볼 필요가 있다(양 윤준, 2014).

    본 연구의 가설로 0도, 15도, 30도 운동 침대의 틸트 각도에 따라 승모근, 다열근, 슬괵근의 근긴장도, 동적 인 경도 및 탄성도의 변화가 나타날 것임을 설정하였 다. 따라서, 본 연구의 목적은 노년의 허리 및 요추부 통증 또는 불편감을 호소하는 대상자를 대상으로 엎드 린 자세에서 운동침대의 다양한 기울임 각도에따라 승 모근, 다열근, 슬괵근의 근육 특성 인자인 근 긴장도, 동적인 경도 및 탄성도 변화가 나타나는지 살펴보고자 한다.

    Ⅱ. 연구 방법

    1. 연구 대상자

    본 연구는 최근 1년 동안 허리 및 요추부 통증 또는 불편감을 경험한 적이 있는 60세 이상 대상자 20명을 대상으로 연구를 진행하였다(Table 1). 본 연구에 참여 기준은 1) 보행 및 하지 운동에 제한이 없고, 2) 승모근, 다열근, 슬괵근의 신경학적 또는 근골격계 손상이 없 으며, 3) 피부감각에 이상이 없는 자로 설정하였다. 단, 1) 최근 6개월 이내에 내・외과적 수술을 받은 자, 2) 상·하지 및 체간에 신경계 혹은 근・골격계 질환이 있는 자, 3) 독립적인 보행이 불가능한 자는 연구에서 제외하였다.

    참여기준과 제외기준에 대한 과정은 대상자 인터뷰 및 자기 기입방식 설문지를 활용하였다. 모든 대상자 들에 대해 연구의 목적과 방법에 대해 사전에 미리 충 분히 설명하고, 동의하에 연구를 진행하였다.

    2. 운동침대 경사조건

    대상자들의 허리 및 요추부 근기능의 변화 연구를 위하여, 국내에서 새롭게 제조된 운동침대(JC Chemical, Inc., South Korea)를 사용하였다(Figure 1). 해당 장비 의 최대 기립 각도는 80.7도, 최대 리프트업 높이는 576.11mm, 최대 트위스팅 각도는 37.1도, 그리고 작동 상의 오류 등을 사전 예방하기 위해, 정밀도는 0.73 mm로 설계되어 있다. 본 기기는 허리 및 요추부 통증, 불편감 및 기타 질환을 지니고 있는 환자와 부상 예방 등을 목적으로 건강증진을 추구하는 운동선수 및 고객 까지 다양한 대상별 케이스에게 다양한 중재기법으로 활용될 수 있는 특징이 있다. 본 기기의 신뢰도와 타당 도는 전문 공인업체에 의해 기립 각도, 정밀도와 관련 된 공인시험성적서 발급을 통하여 이루어졌다.

    본 연구에서 대상자들은 편안히 엎드린 자세를 유지 하고, 안전성과 정밀도가 검증된 다기능 운동 침대의 기립 각도 기능을 활용하여, 안정된 상태에서 순차적 으로 0도, 15도, 30도 각도에 따라 측정을 실시하였다. 본 연구의 모든 실험 과정은 임상 경력 7년 이상의 전 문적 지식과 실무 능력을 갖춘 물리치료사 1인에 의해 대상자에게 동일한 방법을 적용하여 시행하였다.

    3. 근육의 생리학적 특성 측정

    연구에 참여한 대상자들의 승모근, 다열근, 슬괵근 근육특성 측정은 마이오톤(Myoton®PRO, MyotonAS, Estonia)를 이용하였다. 근긴장도, 탄성도, 동적인 경 도 측정이 가능한 본 기기는 근육 기능의 특성을 간 단하고 신속하게 정확한 측정할 수 있는 장비로써 선 행 연구를 통해 수준 높은 신뢰도 결과가 보고 된 바 있다(Viir, Laiho, Kramarenko & Mikkelsson 2006) (Figure 2).

    정확한 측정 수행을 위하여 양쪽 근육의 근복 (muscle belly)에 수술용 마커 펜으로 표시하여 가능한 동일한 지점을 측정하는 방법으로 결과의 신뢰도를 높 이고자 하였다(Virr 등 2007). 대상자들은 운동침대 틸 트 각도 0도, 15도, 30도에서 편안히 엎드려 누운 자세 에서 긴장감을 풀고 자연스러운 상태를 유지하도록 지 시 받았다. 임상경력 7년 이상의 검사자 1인은 마커로 표시된 지점에 마이오톤 기기를 수직으로 적용하여 평 가를 실시하였으며, 1회 평가 시 5번의 타진을 통하여 평균값을 기록하였다.

    측정한 변인들 중, 근육 긴장도는 해당 근육의 능동 적인 수축 없이 안정된 상태에서 수동적인 타진에 의 하여 발생하는 근육의 진동을 측정한다(F, Frequency, Hz). 근육의 탄성도는 해당 근육의 수동적인 타진 후 모양의 변화가 생긴 다음 본래의 상태로 복원 할 수 있는 능력을 의미한다(D, Decrement). 동적인 경도는 해당 근육의 수동적인 타진 시 본 모양의 변화를 일으 키지 않고 유지하고자 하는 근육의 생역학적 특정을 의미한다(S, Stiffness) (Schneider, Peipsi, Stokes, Knicker & Abeln 2015).

    4. 통계처리

    본 연구를 통하여 얻은 자료는 Windows용 SPSS 21.0 프로그램을 이용하였으며 각 변수의 기술통계량은 평 균과 표준편차 값으로 제시하였다. 승모근, 다열근, 슬 괵근 오른쪽과 왼쪽에서 운동침대의 틸트 각도별로 근 육의 긴장도(F). 동적인 경도(S), 탄성도(D) 종속변수의 변화를 비교하기 위하여 반복측정 분산분석(Repeated Measures ANOVA) 및 사후분석을 위한 Tukey 방법을 사용하였다. 통계학적 유의수준은 p<.05로 규정하였다.

    Ⅲ. 결 과

    1. 승모근, 다열근, 슬괵근 근육의 긴장도(F)

    운동침대 틸트 각도 변화 적용 시, 승모근, 다열근, 슬괵근 근육 근긴장도를 비교 분석한 결과, 승모근, 슬 괵근 근육의 오른쪽에서만 근긴장도(F)의 유의한 변화 가 나타났다(p<.05) (Table 2, 3, 4).

    2. 승모근, 다열근, 슬괵근 근육의 동적인 경도(S)

    운동침대 틸트 각도 변화 적용 시, 승모근, 다열근, 슬괵근 근육의 동적인 경도 변화를 비교 분석한 결과, 오른쪽 승모근 근육에서만 동적인 경도(S)의 유의한 변화가 나타났다(p<.05) (Table 2, 3, 4).

    3. 승모근, 다열근, 슬괵근 근육의 탄성도(D)

    운동침대 틸트 각도 변화 적용 시, 승모근, 다열근, 슬괵근 근육의 탄성도의 변화를 비교 분석한 결과, 왼 쪽 슬괵근 근육에서만 탄성도(D)의 유의한 변화가 나 타났다(p<.05) (Table 2, 3, 4).

    Ⅳ. 논 의

    본 연구에서는 만성 요통을 지닌 노년층을 대상으로 엎드린 자세에서 새롭게 개발된 다각도 틸트 운동침대 를 이용하여 0도, 15도, 30도 틸트 각도에서 승모근, 다열근, 슬괵근의 근긴장도(F), 동적인 경도(S), 탄성 도(D)에 대해 관찰하였다. 그 결과 승모근의 근긴장도 (F)와 동적인 경도(S) 및 슬괵근의 근긴장도(F)와 탄성 도(D)에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다.

    틸트 각도가 증가함에 따라 모든 대상자의 우세측 오른쪽 승모근 근육의 긴장도는 통계적 유의 수준으로 감소하고, 왼쪽의 경우 다소 증가하는 양상이 나타났다. 근긴장도(F)는 근육이 과도하게 신장되는 것에 대하여 저항하는 고유의 특성으로 적절한 수준으로 유지되면 움직임 시, 관절의 안정성을 제공해주게 되어 운동기능 발현에 도움이 되는 것으로 보고된 바 있다(김성중, 2006). 이는 운동수행능력과 매우 밀접한 관계를 가지게 되기 때문에, 허리 및 요추부 통증 또는 불폄감을 경험한 대상자의 근기능 향상에 있어 중요한 의미를 지닐 수 있다(양윤준, 2014). 선행 연구에서도 틸트 각도가 증가 할수록 팔굽혀펴기 동작 시, 근활성도가 낮아지는 결과 를 보고하였다(Cho & Choi, 2016). 본 연구 결과에서도 틸트 각도에 따라 승모근 및 슬괵근의 근긴장도(F)가 통계적으로 유의한 변화가 도출되었기 때문에, 틸트 각 도는 근기능의 변화에 중요한 요인으로 치료, 재활 및 운동 수행에 있어 응용될 수 있을 것으로 사료된다.

    본 연구에서는 마이오톤 기기를 이용하여 승모근, 다 열근, 슬괵근 근육 경도(S)를 측정했을 시 틸트 각도에 따라 오른쪽 승모근에서만 유의한 변화를 나타내었다. 일반적으로 경도(S) 근긴장도(F)는 상관관계를 지니며, 이는 해당 근육의 근력이 증가되는 것으로 볼 수 있다. 대상자의 우세측 승모근의 경도(S)와 근긴장도(F)는 함 께 낮아진 것으로 볼 때, 비우세측에 비해 우세측 근육 이 평상 시 상대적으로 높은 근활성도를 보였고 틸트 각도가 증가함에 따라 이러한 양상이 감소된 것으로 사료된다. 반면에 다열근과 슬괵근의 동적인 경도(S) 및 근긴장도(F)는 틸트 각도가 증가됨에 따라 우세측과 비우세측에서 모두 향상되는 것으로 결과가 나타났다. 선행 연구에서도 틸트 각도에 따른 하지 근육 활성도 변화(권대규 등, 2011;신선혜 등, 2013;유미 등, 2010), 누운 자세와 선 자세에서의 신체 주요 기능을 수행하는 근육 활성도 변화(허재훈 등, 2012) 및 틸트 테이블 각도 를 활용한 조기 재활 훈련의 효과에 대한 결과를 보고한 바 있다(Kim 등, 2015). 선행 연구와 유사한 본 연구에 서의 결과를 통해 운동침대 틸트 각도 변화는 향후 신체 주요 기능을 수행하는 근육의 근재교육, 근기능 강화 운동 방법의 기초 자료로 활용될 수 있을 것이고, 실제 응용되어 적용될 수 있을 것이다.

    본 연구에서 승모근, 다열근, 슬괵근 근육 탄성도(D) 의 변화 측정 결과, 틸트 각도가 높아짐에 따라 왼쪽 슬괵근에서만 통계적으로 유의한 증가가 나타났고, 좌 측 승모근, 다열근, 슬괵근 근육에서는 높아지는 경향 의 결과가 나타났다. 수축과 이완을 반복적으로 수행 하는 허리 및 요추부 주위 근육의 근기능 중 탄성도의 변화 및 기능 개선을 통해 효율적인 허리 및 요추부 근 육 수축 움직임이 수행될 수 있을 것으로 사료되며, 이 것은 장기적인 관점에서는 허리 및 요추부 통증 또는 불편감을 경험한 대상자의 삶의 질을 높일 수 있는 계 기가 될 수 있을 것이다.

    향후 임상에서 재활치료가 필요한 초기 환자 및 운 동선수들에게 테이블 상에서의 중재 적용 시, 본 연구 결과를 활용할 수 있을 것이다. 기울임 각도에 따라 승 모근, 다열근, 슬괵근 근기능의 변화가 수반될 수 있기 때문에, 운동 및 감각기능의 회복을 위한 재활치료 및 운동중재의 근거로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

    본 연구의 제한점으로는 적은 대상자의 수, 대조군 부재로 인해 연구결과를 일반화시키기에 제약이 있다. 그러나, 틸트 각도에 따라 승모근, 다열근, 슬괵근 근 육의 근긴장도(F), 경도(S) 및 탄성도(D)을 유의하게 변화 시킬 수 있었던 것은 효과적인 재활치료를 위한 근거자료로 참고하는데 활용가치가 있다고 사료된다. 향후 허리 및 요추부 통증 또는 불편감 등으로 비정상 적인 근긴장도(F)로 인하여 초래될 수 있는 근육과 통 증 정도, 제한된 동작 및 운동수행능력 저하 양상을 보 이는 환자 및 운동 선수들을 대상으로 추가적으로 연 구한다면 맞춤형 재활 치료에 효과적인 근거자료가 될 것으로 사료된다.

    Ⅴ. 결 론

    운동침대 틸트 각도 변화는 만성 요통 환자의 승모 근, 다열근, 슬괵근의 특성 변화를 유발하며, 이를 근 거로 통증 또는 불편감 완화를 이끌어 낼 수 있음이 제 안되었다. 향후 본 연구 결과를 토대로 허리 및 요추부 통증 또는 불편감에 대한 재활운동을 실시 할 경우 허 리 및 요추부 불편감을 경험한 대상자의 승모근, 다열 근, 슬괵근 근육의 특성에 따라 통증 개선 및 삶의 질 향상까지 달성할 수 있을 것으로 사료된다. 특히 노년 층에서 승모근, 다열근, 슬괵근 근육의 약화 등과 관계 가 있는 척추관 협착증, 골다공증성 척추 압박골절 및 노인성 척추질환 합병증 등을 틸트각도 조절 적용을 통해 완화시키고 예방할 수 있는 새로운 방법의 재활 접근으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

    Figure

    AOSPT-14-127_F1.gif

    다기능 운동침대 기기

    AOSPT-14-127_F2.gif

    마이오톤 기기(Myotone®PRO)

    Table

    대상자들의 신체적 특성

    운동침대 틸트 각도 변화에 따른 승모근 근육 기능의 변화

    운동침대 틸트 각도 변화에 따른 다열근 근육 기능의 변화

    운동침대 틸트 각도 변화에 따른 슬괵근 근육 기능의 변화

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