Ⅰ. 서 론

무릎관절은 체중부하관절로서 인체활동과 밀접한 관계를 가지고 있는 관절중 하나이다(Messier,2000). 일상생활속에서 앉았다 일어서기, 보행, 계단 오르내 리기 등과 같은 움직임으로 굽힘과 폄이 빈번하게 일 어나는 무릎관절은 마모와 손상 또한 잦아 퇴행성 무 릎 관절염(degenerative knee joint arthritis)을 비롯한 여러 질환이 발생(장준섭, 1993)할 수 있어 무릎관절의 기능 회복과 안정성 및 주변 근육과 인대의 강화 운동 이 강조된다(김계엽 등, 2010).

임상에서 무릎관절 재활훈련 프로그램 초기에는 관절 의 가동 범위가 제한되므로 부분적인 근력강화운동을 시행하고 있다(김호성, 2001). 넙다리네갈래근의 근력 강화를 위한 운동 형태는 등척성 운동, 등장성 운동, 등속 성 운동 등이 있다. 이 중 근력뿐 아니라 근 기능 향상에는 등장성 운동이나 등척성 운동보다 등속성 운동이 더 큰 효과가 있으며 근 수행능력을 측정하는 데 가장 객관적 이고 정확하게 평가할 수 있다(한상완 등, 2010).

치료사의 구두명령(verbal command)은 환자에게 어 떤 운동을 해야 하고, 언제 운동을 해야 하는지를 알려 준다. 구두명령은 간결하고 명확하게 하는 것이 바람 직하며, 원하는 운동을 가르치기 위해 수동 운동과 결 합되어 사용할 수 있다. 또한 구두명령은 환자의 반응 을 조정 즉, 운동과 근수축의 시작을 유도하고 환자가 움직임을 수정하면서 정확하게 수행하는 것이 매우 중 요하다(권미지 등, 2018). Andreacci 등(2002)의 연구 에서는 청각적 격려가 고강도의 운동을 수행할 때 운 동을 수행하는 주체가 최대근력을 내고 유지할 수 있 도록 도우며, 장시간 동안 운동을 수행 할 수 있도록 한다. 청각적 격려를 적용시킨 경우에 주어지지 않은 경우보다 운동시간과 최대자각 운동강도 변수가 유의 하게 증가한다고 하였다(Andreacci 등, 2002). Charity 등(1983)의 연구에서도 큰 소리의 구두명령에서 더 강 한 등척 수축이 발현되었다고 한다. 이 치료과정에서 구두명령의 자극은 운동학습 과정을 촉진하고 환자에 게 복잡한 기술을 습득하도록 하여 운동의 목적을 달 성하도록 돕는 역할을 한다(Magill, 2004). 이와 같이 치료과정에서 물리치료사가 환자에게 다양한 크기의 소리와 구두명령을 상황에 따라 적절하게 적용할 때 인체에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 치료과정 중 구두 명령이 매우 중요한 역할을 할 수 있을 것이다.

임상에서 물리치료사는 환자의 수의적 근수축을 증 가시키기 위해 촉각, 고유수용성감각, 시각, 청각적인 정보의 제공이 이루어지기도 한다(신길수 등, 1999). 치료사의 구두명령은 훌륭한 가치가 있는 치료적 도구 가 될 수 있다. 향상된 인식과 조화로운 치료사의 목소 리는 도수근력검사(Manual Muscle Test)와 같은 정확 한 측정 방법을 제공한다(Charity 등, 1983). 하지만 운 동수행능력의 측정에서 소리나 구두 명령을 붙여주는 것에 대한 연구는 아직까지 미미한 실정이며, 구두명 령의 크기에 따른 근력과 근 활성도에 대한 어느 정도 영향을 미치는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않다.

따라서 본 연구는 치료사가 환자의 운동수행능력측정 에서 동기부여 차원에서 제공하는 구두명령의 크기에 따 라 넙다리네갈래근의 등속성 운동, 등척성 운동에서 나타 나는 근활성도와 근력에 미치는 영향을 알아보고자 한다.

Ⅱ. 연구 방법

1. 연구 대상자

본 연구는 광주광역시 OO대학교에 재학 중인 20대 남, 여 대학생 25명을 대상으로 본 연구에 대해 상세히 설명하였고, 자발적으로 연구 참여에 동의한 20명을 연구대상자로 선정하였다. 선정된 연구대상자는 무작 위로 0∽60㏈군 10명, 0∽75㏈군 10명으로 구분하여 실험을 적용하였다. 실험 최소 24시간 전 실험에 영향 을 미칠 수 있는 심한 운동과 청력에 영향을 미칠 수 있는 환경에 노출되지 않게 교육하였다(지홍주, 2015). 또한, 대상자의 선정 조건은 오른발이 우세한 자, 무릎 관절의 기능학적 부전이 없고 통증이 없는 자, 청각장 애가 없는 자, 최근 6개월 간 다리에 정형외과적, 신경 외과적 질환이나 병력이 없는 자, 실험내용을 이해하 고 수행하는데 무리가 없는 자로 하였다.

2. 연구방법

연구 대상자 20명을 각각 10명씩 무작위로 0∽60㏈ 군과 0∽75㏈군으로 배치하여 평가 순서 및 우세측에 의한 영향을 배제하기 위해 좌우측 넙다리네갈래근에 측정 근육의 순서는 무작위로 하여 각각 3회 실시하였 다. 검사 측정 전 갑작스런 운동으로 근 경련이 일어나 는 것을 방지하기 위하여 간단한 스트레칭(오른발, 왼 발 각각 다리 눌러 펴기 10회, 앉았다 일어서기 10회)을 실시하였다(지홍주, 2015;Weerapong 등, 2004). 대상 자의 넙다리네갈래근에 근 활성도를 측정하기 위해 표면 전극을 부착한 다음 Biodex 의자에 위치시켰다.

1) 구두명령 지시

구두명령은 0∽60㏈군은 0㏈에서 60㏈로, 0∽75㏈ 군은 0㏈에서 75㏈로 각각 제공하였고, 대사는 “자, 준 비. 무릎을 펴세요. 더 더 힘껏.”으로 녹음하였다. 이 음성파일이 저장되어 있는 스마트폰(아이폰7, Apple, USA)과 블루투스 스피커(JBL GO, JBL, CHINA)를 연결 하여 데시벨 측정 장비(GM-1351, BENETECH, CHINA) 를 사용해 피험자에게 제공할 데시벨 값에 맞췄다. 스 피커와 피험자사이의 거리는 대략 1m이고 높이는 귀의 위치에 동일선상에서 제공하였다.

2) 등척성 운동

등척성 운동은 0°를 무릎의 최대 폄 상태를 기준으 로 하여 30° 굽힘 각도에서 최대 근력으로 운동을 각 3회씩 시행하고 평균 유지 시간은 3초로 통일하였다. 운동 후 측정 부위의 근 피로를 줄이기 위해 Velcro Strap을 풀고, 5분 동안의 충분한 휴식을 가진 뒤 등척 성 운동을 실시하였다.

3) 등속성 운동

등속성 운동 또한 등척성 운동과 같이 넙다리네갈래 근에 전극을 부착한 후 60°/sec에서 3회 시행한다. 이 때, 운동 중 발생 할 수 있는 근 피로감, 반복학습의 효과를 방지하기 위해 하루씩 데시벨에 따른 등속성, 등척성 운동을 각 3회씩 3일에 걸쳐 진행한다.

3. 측정도구 및 실험도구

1) 근 활성도 측정

근전도는 4D-MT(Relive, Gimhae, Korea)를 사용하여 넙다리네갈래근의 근 활성도를 측정하기 위해 피험자 우측 안쪽넓은근, 넙다리곧은근, 가쪽넓은근에 표면 전 극을 부착하였다. 근전도 측정 장비와 컴퓨터를 연결한 후 Myolab 소프트웨어를 실행하여 피험자의 프로토콜을 설정하였다. 근전도 측정 시 전극을 부착하기 전에 피부 저항을 최소화하기 위해 피험자의 전극 부착 부위의 피 부에 있는 털을 제거하고 에틸알코올 솜으로 깨끗이 닦 아내어 표면전극을 근육의 이는 곳과 닿는 곳의 가장 발달된 부위인 근복에 부착하였다(김은영 등, 2010). 근 전도의 전극은 1회용 전극인 Ag-Agcl (3M, korea)을 사 용하였고, +나 -극 상관없이 한 채널 내 두 전극의 간격 을 2㎝로 유지하게 하였다(Cowan 등, 2001). 근전도의 전극 부착 위치는 SENIAM(Surface lectomyography for the Non-Invasive Assessment of Muscles)이 제시한 부 위에 부착하였다. 안쪽넓은근은 위앞엉덩뼈가시(Anterior spina iliaca Superior, ASIS)와 안쪽곁인대 전면부의 80% 부위에 전극을 부착하였다. 넙다리곧은근은 위앞엉 덩뼈가시와 무릎뼈 위쪽면의 50%(9∼16㎝) 지점에 전극 을 부착하였고, 가쪽넓은근은 위앞엉덩뼈가시와 무릎뼈 가쪽면 사이의 2/3(6∼8㎝) 지점에 전극을 부착하였다 (Hermens 등, 2000;Cowan 등, 2001)(Figure 1).

근전도의 측정단위는 ㎶로 기록하였다. 근전도 신호 의 주파수 범위는 신호의 98%를 허용하는 20~500㎐의 조건으로 설정하였다(Cram 등, 1998). 구두명령에 따 른 등속성과 등척성 측정한 결과를 수집된 근전도 신 호 데이터는 등속성 운동시 실효평균값(Root Mean Square, RMS), 등척성 운동시 최대 수의적 등척 수축 (Maximum Voluntary Isometric Contraction, MVIC)으 로 처리하여 분석하였다(이귀열, 2010; 지홍주 2015).

2) 근력 측정

넙다리네갈래근의 근력 측정을 위해 Biodex System 4 (Biodex medical systems, USA)를 사용하였으며, 대 상자를 Biodex 측정 장비 의자에 위치시킨 후 다이나모 메타(dynamometer) 회전축과 무릎 관절의 중심점이 일치하도록 테이블과 등받이를 이용하여 조정하였다. 그리고 폄 및 굽힘 운동 시 보상작용을 방지하기 위해 다리를 제외한 다른 신체부위가 골반 및 운동에 외적 힘이 가해지지 않도록 상체와 골반을 고정시켰다. 근 력발휘가 제대로 이루어질 수 있도록 정강이 길이와 조정축의 길이를 조정하여 Velcro Strap으로 발목관절 2㎝ 위인 지점을 묶어 폄 및 굽힘 운동을 부하속도별로 실시하였다(지홍주, 2015)(Figure 2).

등속성 운동 시 부하속도는 근력측정을 위한 전형적 인 부하속도인 60°/sec를 사용하였다. 피험자는 무릎 관절 중심으로 0°에서 60°로 움직이도록 하여 무릎관 절을 중심으로 폄 운동을 실시한다.

등척성 운동은 등속성 운동과 같은 방법으로 준비 운동과 운동 사이 휴식시간을 제공하였으며 30° 각도 로 굽힘 시킨 상태에서 최대 근력으로 등척성 수축을 3초간 유지하였다. 넙다리네갈래근의 데시벨에 따른 최대근력과 상대근력은 Biodex System 4를 통해 자동 산출되었다.

4. 자료분석

본 연구의 모든 작업과 통계는 SPSS/Window(21.0 version)을 이용하여 평균과 표준편차를 계산하였고, 대상자의 일반적 특성은 기술통계를 사용하여 통계처 리하였다. 군내의 데시벨 크기에 따른 넙다리네갈래근 의 근력, 근 활성도를 비교하기 위해 비모수 검정 중 Wilcox Signed Rank Test를 실시하였고, 데시벨 크기에 따른 두 군 간의 근 활성도와 균형능력의 변화를 비교하 기 위해 비모수 검정 중 Mann-Whitney U Tests를 실시 하였다. 모든 통계학적 유의수준은 α=.05로 하였다.

Ⅲ. 연구 결과

1. 연구 대상자의 일반적 특성

0∽60dB 군의 평균 연령은 21.70±1.63세, 평균 신장 은 167.01±10.94cm, 평균 체중은 60.94±11.74kg이였 으며, 0∽75dB 군의 평균 연령은 21.60±1.71세, 평균 신장은 166.96±7.72cm, 평균 체중은 62.88±12.67kg 이였다(Table 1)(p>.05).

2. 등속성 운동에서 근활성도 전·후 비교

등속성 운동의 0∽60dB 군에서 넙다리네갈래근의 근 활성도 변화에 대한 비교는 넙다리곧은근, 안쪽넓 은빗근, 가쪽넓은근의 근 활성도는 증가하였으나, 근 활성도 변화는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다 (P>.05). 등속성 운동의 0∽75dB 군에서 넙다리네갈래 근의 근 활성도 변화에 대한 비교는 넙다리곧은근, 안 쪽넓은빗근, 가쪽넓은근의 근 활성도는 증가하였으나, 안쪽넓은빗근의 근 활성도 변화는 통계학적으로 유의 한 차이가 있었으며(P<.05), 넙다리곧은근과 가쪽넓은 근의 근 활성도 변화는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다(P>.05)(Table 2).

3. 등척성 운동에서 근활성도 전·후 비교

등척성 운동의 0∽60dB 군에서 넙다리네갈래근의 근 활성도 변화에 대한 비교는 넙다리곧은근, 안쪽넓은빗 근, 가쪽넓은근의 근 활성도는 증가하였으나, 근 활성 도 변화는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다(P>.05). 등척성 운동의 0∽75dB 군에서 넙다리네갈래근의 근 활성도 변화에 대한 비교는 넙다리곧은근, 안쪽넓은빗 근의 근 활성도는 증가하였으나, 가쪽넓은근의 근 활성 도는 증가하지 않았다. 넙다리곧은근의 근 활성도 변화 는 통계학적으로 유의한 차이가 있었으며(P<.05), 안쪽 넓은빗근과 가쪽넓은근의 근 활성도 변화는 통계학적 으로 유의한 차이가 없었다(P>.05) (Table 3).

4. 넙다리네갈래근의 최대근력 전·후 비교

0∽60dB 군과 0∽75dB 군에서 넙다리네갈래근의 최 대근력의 변화에 대한 전·후 비교는 등속성 폄・굽힘 에서 최대근력은 증가하였으며, 최대근력의 변화는 통 계학적으로 유의한 차이가 있었다(P<.05). 등척성 폄 에서 최대근력은 증가하였으나, 최대근력의 변화는 통 계학적으로 유의한 차이가 없었다(P>.05)(Table 4).

5. 넙다리네갈래근의 상대근력 전·후 비교

0∽60dB 군에서 넙다리네갈래근의 상대근력의 변화 에 대한 비교는 등속성 폄, 굽힘, 등척성 폄에서 상대 근력은 증가하였으나, 상대근력의 변화는 통계학적 유 의한 차이가 없었다(P>.05). 0∽75dB 군에서 넙다리곧 은근의 상대근력의 변화에 대한 비교는 등속성 폄, 등 척성 폄에서 상대근력은 증가하였으며, 상대근력의 변 화는 유의한 차이가 있었다(P<.05). 등척성 폄에서 최 대근력은 증가하였으나 통계학적으로 유의한 차이가 없었다(P>.05)(Table 5).

6. 구두명령의 크기에 따른 넙다리네갈래근의 근력과 근 활성도의 군간 비교

구두명령의 크기에 따른 넙다리네갈래근의 최대근 력과 상대근력은 차이가 있었으나, 통계학적으로 유의 한 차이가 없었다(P>.05). 등속성 운동과 등척성 운동 에서 구두명령의 크기에 따른 넙다리네갈래근의 근 활 성도는 차이가 있었으나, 통계학적으로 유의한 차이가 없었다(P>.05)(Table 6).

Ⅳ. 고 찰

일상생활에서 말은 사람에게 고통을 주기도 하고 기 쁨을 주기도 하며, 일상생활에 존재하는 여러 종류의 소리는 사람들에게 다양한 신체적 변화를 일으킬 수 있다. 소리의 상대적인 크기를 나타내는 단위는 데시 벨(㏈)로 표시하며 우리가 나누는 대화는 보통 60㏈, 격동적인 근 수축을 유발하는 75㏈, 그리고 교통량이 많은 도시의 거리는 약 68∼80㏈ 정도로 고막에 큰 자 극을 준다(정정윤, 2016). 노래방, 기차 소리는 약 100 ㏈이 넘어 두통, 귀의 고통을 유발하는 등 신체적 변화 와 긍정적 또는 부정적 영향을 미칠 수 있다(이정원, 2002).

본 연구는 건강한 남녀 20명을 대상으로 넙다리네갈 래근의 등속성 운동과 등척성 운동에서 0∽60㏈과 0∽ 75㏈로 제공한 구두명령이 근활성도와 근력에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다.

넙다리네갈래근의 등속성 운동에서 구두명령을 0에 서 60dB로 적용한 후 넙다리곧은근, 안쪽넓은빗근, 가 쪽넓은근의 근 활성도 변화는 통계학적으로 유의한 차 이가 없는 것으로 나타났다. 구두명령을 0에서 75dB로 적용한 후 안쪽넓은빗근의 근 활성도 변화는 통계학적 으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, 넙다리 곧은근, 가쪽넓은근의 근 활성도 변화는 통계학적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 넙다리네 갈래근의 등척성 운동에서 구두명령을 0에서 60dB로 적용한 후 넙다리곧은근, 안쪽넓은빗근, 가쪽넓은근 의 근 활성도 변화는 통계학적으로 유의한 차이가 없 는 것으로 나타났다. 구두명령을 0에서 75dB로 적용한 후 넙다리 곧은근의 근 활성도 변화는 통계학적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, 안쪽넓은빗 근, 가쪽넓은근의 근 활성도 변화는 통계학적으로 유 의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 이는 David 등 (2017)의 연구에서 무릎 폄의 최대 등속성 수축 시 운동 과 근육 특성에 초점을 둔 구두지시가 특정 근육에 주 의를 기울이는 것이 유익한 결과 도출이나 국소적인 활성화 효과가 나타나지 않는다는 연구와 비슷한 결과 를 얻었다.

넙다리네갈래근의 등속성 폄과 굽힘에서 최대근력 은 구두명령을 0에서 60dB과 75dB로 적용한 후 넙다리 네갈래근의 최대근력의 변화는 통계학적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, 등척성 폄에서 최대 근력은 구두명령을 0에서 60dB과 75dB로 적용한 후 넙 다리네갈래근의 최대근력의 변화는 통계학적으로 유 의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 넙다리네갈 래근의 등속성 폄・굽힘, 등척성폄에서 상대근력은 구 두명령을 0에서 60dB로 적용한 후 넙다리네갈래근의 상대근력의 변화는 통계학적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 등속성 폄과 등척성 폄에서 상대근 력은 구두명령을 0에서 75dB로 적용한 후 넙다리네갈 래근의 상대근력의 변화는 통계학적으로 유의한 차이 가 있는 것으로 나타났으며, 등속성 굽힘에서 상대근 력은 구두명령을 0에서 75dB로 적용한 후 넙다리네갈 래근의 상대근력의 변화는 통계학적으로 유의한 차이 가 없는 것으로 나타났다. 이와 같은 연구의 결과는 Miguel 등(2014)이 연구한 13명의 젊은 남성을 대상으 로 벤치 프레스 운동 시 동력 및 근전도 파라미터를 사 용하여 청력 자극이 힘의 발달 및 반응 속도에 미치는 영향에 대한 연구에서 운동 중 깜짝 놀랄 정도가 아닌 청각자극이 있었을 때 Post-Hoc 분석을 통해 청각 자 극이 빠른 반응 시간과 높은 힘 발달이 유의한 차이가 있다는 보고와도 일치되는 결과이다.

Peter 등(1996)은 팔꿉 굽힘의 등척성 운동 중 최대 힘에 대한 구두격려의 차이의 영향을 알아보기 위해 건강한 성인 남녀 20명을 대상으로 Peak forces는 Kin-Com 동력계를 이용한 구두명령의 제공은 296N에 서 311N으로 5%로 증가하여 통계적으로 유의한 차이 가 있었다고 하였으며, 신길수 등(1999)은 시각적 피드 백과 청각적 격려가 하지의 근력발현에 미치는 영향에 대해 알아 보기 위한 연구에서 청각적 격려가 근력 발 현에 있어 효과적임을 보고하였다. 하지만 본 연구의 결과와 선행 연구의 일부 차이점은 일정한 리듬과 크 기로 대상자에게 직접적인 구두명령을 제공하였지만, 본 연구는 데시벨 크기에 맞춘 녹음 파일을 제공하였 기 때문에 대상자가 받아들이는 느낌에 차이가 있을 것이라고 생각된다.

치료적인 면에서는 Wulf 등(2010)의 연구에서 동작 그 자체에 대해 초점을 두는 것은 수행능력에 효과가 없고 대신 어떤 동작으로 인한 효과에 집중하는 것이 근 활성의 효과성이나 효율성에 있어서 더 나은 결과 를 가져다준다고 하였다. 이와 같은 결과를 통해서 치 료사는 환자에게 구두명령을 할 때 특정 근육을 수축 하라고 지시하는 것 보다는 목표지점을 설정하여 그 지점에 도달하게끔 전반적인 동작 궤적을 교육하고 지 시하며 치료를 해 나가는 것이 중요하다고 생각된다. 또한 추후연구에는 본 연구에서 실시한 치료사의 구두 명령이 노화로 인해 자연적 청력 손실을 지니는 노인 대상자와 같은 다른 대상자들에게도 적용해 볼 필요가 있을 것으로 생각된다.

Ⅴ. 결 론

본 연구는 20대 남녀 건강한 성인을 대상으로 넙다 리네갈래근의 등속성 등척성 운동에서 구두명령 크기 에 따른 근 활성도와 근력에 미치는 영향을 알아보기 위해 0∽60㏈군과 0∽75㏈군으로 각각 10명씩 구분하 여 실시하였다.

본 연구 결과 등속성 폄과 굽힘에서 최대근력은 구 두명령을 0에서 60dB과 75dB로 구두명령 크기로 적용 한 후 넙다리네갈래근의 최대근력은 증가되었으며, 등 속성 폄과 등척성 폄에서 상대근력은 0에서 75dB로 구 두명령 크기로 적용한 후 넙다리네갈래근의 상대근력 은 증가되었다. 또한 등속성 운동에서 0에서 75dB로 구두명령 크기로 적용한 후 안쪽넓은빗근의 근 활성도 가 향상되었으며, 등척성 운동에서 0에서 75dB로 구두 명령 크기로 적용한 후 넙다리곧은근의 근 활성도가 향상되었다.

이러한 결과를 통해 임상에서 환자치료를 위해 자신 의 몸을 사용하는 것뿐 아니라 치료사의 구두명령을 그들의 손과 같은 훌륭한 가치가 있는 도구가 될 수 있 을 것이다. 목소리의 음량을 조절 할 수 있는 것은 치료 의 효율성과 치료사들의 다른 운동 치료의 효율성을 증가시킨다. 또한 치료과정에 도움을 줄 수 있는 구두 명령 뿐만 아니라 다양한 도구와 방법들에 대한 연구 가 진행되기를 바란다.