PDF DOWNLOAD Export Citation
Archives of Orthopedic and Sports Physical Therapy Vol.15 No.2 pp.19-25
DOI : https://doi.org/10.24332/aospt.2019.15.2.03

Comparison of Thickness Changes of Scapula Stabilization Muscles According to the Position of Unstable Support Surface During Push-up Plus Exercise

Hyeonsu Kim, Keoncheol Lee*
Kyungnam College of Information & Technology, Department of Physical Therapy
교신저자: 이건철 (경남정보대학교 물리치료과) E-mail: kitpt2002@nate.com
2019.11.30 2019.12.20 2019.12.20

Abstract

Purpose:

The purpose of this study is to compare the muscle thicknesses of the upper trapezius, serratus anterior, and pectoralis major, stabilizing the scapula, according to changes in the position of the unstable support surface.


Methods:

Thirty males in their 20s were randomly assigned into three groups: stable support group (control group), Togu to the arm (experimental group 1), and Togu to the leg groups (experimental group 2). These different push-up plus exercises were performed for four weeks.


Results:

We found that there was a significant increase in the muscle thickness of the upper trapezius, serratus anterior, and pectoralis major in all groups during the exercise. The increase in the muscle thickness was the highest in the experimental group 1, followed by experimental group 2 and control group.


Conclusion:

This study shows that Push-up plus exercise has a positive effect on the scapula stabilization muscles. The exercise with an unstable support surface using Togu would be an effective method for scapular muscles.



푸쉬업 플러스 운동 시 불안정 지지면의 위치에 따른 어깨뼈 안정화 근육의 두께 변화 비교

김 현수, 이 건철*
경남정보대학교 물리치료과

초록


    Ⅰ. 서 론

    어깨관절은 신체 중 가장 큰 가동범위를 가진 유동적인 관절이지만 그만큼 불안정하여 관절의 과도한 움직임으 로 인해 연부조직의 손상을 일으킬 수 있다(Magee, 2013). 그러므로 다양한 원인으로 인해 성인 3명 중 2명이 어깨통증을 경험하게 되는데(Struyf et al., 2016), 성인의 18~26%에 영향을 미치는 대표적인 근골격계 통증 증후 군이라고 할 수 있다(Linaker & Walker-Bone, 2015).

    따라서 여러 관절들과의 상호작용과 균형에 의해 발생 되는 어깨관절의 기능과 안정성은 일상생활의 중요한 요 소라고 할 수 있다(Hess, 2000).

    어깨뼈의 안정성에 관여하는 중요한 근육들에는 위등세 모근, 중간·아래등세모근, 앞톱니근이 있으며, 팔을 들어 올릴 때 뒤등세모근과 아래등세모근 그리고 앞톱니근의 하 부섬유는 어깨뼈를 위돌림 시키기 위한 짝힘(forcecouple) 을 형성하고 모든 세 개의 근육 힘이 협력하여 같은 방향 으로 어깨뼈를 위돌림시킨다(Neumann, 2002). 이 근육 들의 협응력이 견갑골을 적절한 위치에서 동적 안정성을 제공하게 된다(Smith Jr, 2003).

    팔을 들어 올리는 동안 등세모근과 앞톱니근 중 어느 쪽의 힘이 우세하냐에 따라 위돌림된 어깨뼈의 위치가 달 라지며 결론적으로 어깨뼈의 위치적 안정화는 무너지게 된다(Neumann, 2002). 이러한 어깨뼈 주위 근육의 약화 와 불균형은 정상적인 움직임을 방해하며, 어깨뼈의 불안 정성을 야기하고 2차적으로 견봉하 충돌 증후군을 일으킨 다(Cools et al., 2007).

    어깨관절 기능장애의 예방과 재활에 대한 치료적 운동 프로그램은 어깨뼈 주위근육의 안정적인 균형을 중요하게 생각하며, 최근 팔과 어깨의 운동치료 프로그램에서 닫힌 사슬 운동을 많이 적용하고 있다(Ludewig et al., 2004). 닫힌 사슬 운동은 근력강화와 지구력 증진뿐만 아니라, 관 절 면과 관절 주위를 압박하여 여러 관절의 협응 수축을 일으키고, 관절 주위에 더 많은 고유수용성 감각을 제공하 여 관절의 동적 안정성과 자세유지를 위한 운동 치료 프로 그램으로 자주 이용되고 있다(Ellenbecker & Davies, 2001). 그 중에서 앞톱니근 및 어깨뼈 안정화 협력근을 위 한 효과적인 닫힌 사슬 운동프로그램 중 push-up plus 운동을 많이 이용하고 있는데, push-up plus 운동이란 일반적인 팔굽혀펴기 동작에서 팔꿉관절의 최대 폄에 이 어 어깨뼈의 내밈을 추가한 운동이다(Ellenbecker & Davies, 2001).

    따라서 본 연구에서는 어깨뼈 안정화 근육 강화에 효과 적인 닫힌 사슬운동으로 Push-up plus 운동을 적용할 때 안정 지지면과 불안정지지면의 위치에 따라 어깨뼈 안정 화 근육인 위등세모근, 앞톱니근, 큰가슴근의 두께 변화 량을 알아보고자 한다.

    Ⅱ. 연구 방법

    1. 연구 대상자

    본 연구는 부산의 K대학교에 재학 중인 20대 남성 30명 을 선천적이나 후천적인 근골격계 질환을 가지지 않은 자, 본 연구의 운동 이외의 개인적 운동을 실시하지 않는 자를 대상으로 안정지지면 그룹(대조군), 불안정 지지면인 토구 를 팔에 적용한 그룹(실험군 1), 불안정 지지면인 토구를 다 리에 적용한 그룹(실험군 2)으로 무작위로 나누고 Push-up plus 운동을 4주간 실시하였다. 모든 연구 대상자는 실험 전에 연구의 목적과 실험 방법에 대해서 구체적인 설명을 듣고 실험에 동의하였고 연구 참여 동의서에 서명하였다. 연구대상자의 일반적인 특성은 다음과 같다(Table 1).

    2. 연구의 방법

    1) Push-up plus

    본 연구에서 적용한 Push-up plus 운동 방법은 네발기 기 자세에서 “어깨를 앞으로 내미세요.” 라는 지시에 따라 최대 범위에서 5초간 유지하고, “내리세요.” 라는 지시에 따라 어깨를 편안한 자세로 힘을 빼고 내린다. 3초간 휴식 을 취한 후 해당 운동을 15번 반복하는 것을 1세트로 하며, 세트간 휴식은 30초이다. 프로그램은 주2회 4주간, 1회 3세트 운동을 실시하였다(이건철 & 배원식, 2016).

    (1) 대조군; 안정지지면 그룹

    네발기기 자세에서 양 팔과 양 다리를 어깨 넓이만큼 11자로 벌리고 어깨관절을 90゚ 굽힘, 무릎관절 90゚ 굽힘 자세로 만든 후 대상자는 검사자의 지시에 따라 운동을 실시한다.

    (2) 실험군 1; 팔 불안정지지면 그룹

    네발기기 자세에서 양 팔과 양 다리를 어깨 넓이만큼 11자로 벌리고 어깨관절을 90゚ 굽힘, 무릎관절 90゚ 굽힘 자세로 만든 후 양 손바닥 아래 토구를 적용한다. 대상자 는 검사자의 지시에 따라 운동을 실시한다(Figure 1).

    (3) 실험군 2; 다리 불안정지지면 그룹

    네발기기 자세에서 양 팔과 양 다리를 어깨 넓이만큼 11자로 벌리고 어깨관절을 90゚ 굽힘, 무릎관절 90゚ 굽힘 자세로 만든 후 양 무릎 아래 토구를 적용한다. 대상자는 검사자의 지시에 따라 운동을 실시한다(Figure 2).

    3. 측정 도구 및 방법

    1) 초음파

    본 연구는 위등세모근, 앞톱니근, 큰가슴근의 두께 변 화를 알아보기 위한 것으로 진단용 초음파 측정 기구(My Lab one world, Esaote, Italy)를 사용하여 측정하였다 (Figure 3). 측정 방법으로 초기 측정은 공통적으로 실험 대상자의 위등세모근, 앞톱니근, 큰가슴근의 두께를 바로 누운 자세에서 측정하였다. 위등세모근의 측정 부위는 어 깨뼈 봉우리와 7번째 목뼈의 교차지점(박찬현, 이태규, & 손호희, 2017)(Figure 4)이고 앞톱니근의 측정 부위는 대 상자의 겨드랑이중심선과 어깨뼈 아래각의 수직 교차지 점에서 측정하였다(정주리 & 이완희, 2015)(Figure 5). 큰 가슴근의 측정 부위 12시 방향의 양쪽 유두 1cm 위 지점이 다(추기석, 2009)(Figure 6).

    4. 자료 분석

    본 연구에서 수집된 자료는 SPSS 24. for window 프로 그램을 이용하여 분석하였다. 안정지지면 그룹(대조군), 팔 불안정지지면그룹(실험군 1), 다리 불안정지지면그룹 (실험군 2)으로 무작위로 나누고 Push-up plus 운동을 4 주간 실시하였다. 실험 전·후 근 두께 변화를 비교하기 위하여 대응표본 T 검정(Paired t-test)을 실시하였으며, 통계학적 유의수준 ɑ=.05로 하였다.

    Ⅲ. 연구 결과

    1. 실험 전·후 위등세모근의 두께 변화비교

    Push-up plus 운동 전·후 위등세모근의 두께 변화 비 교에서는 대조군과 실험군 1, 실험군 2에서 모두 통계학적 으로 유의한 차이가 있었다(p<.05)(Table 2). 또한 왼쪽과 오른쪽 모두에서 유의한 차이가 있었다(p<.05).

    2. 실험 전·후 앞톱니근의 두께 변화비교

    Push-up plus 운동 전·후 앞톱니근의 두께 변화 비교 에서는 대조군과 실험군 1, 실험군 2에서 모두 통계학적으 로 유의한 차이가 있었다(p<.05)(Table 3). 또한 왼쪽과 오 른쪽 모두에서 유의한 차이가 있었다(p<.05).

    3. 실험 전·후 큰가슴근의 두께 변화비교

    Push-up plus 운동 전·후 큰가슴근의 두께 변화 비교 에서는 대조군과 실험군 1, 실험군 2에서 모두 통계학적으 로 유의한 차이가 있었다(p<.05)(Table 4). 또한 왼쪽과 오 른쪽 모두에서 유의한 차이가 있었다(p<.05).

    4. 실험 전·후 그룹 별 위등세모근, 앞톱니근, 큰가 슴근 두께 증가량 비교

    실험 전·후 Push-up plus 운동에 따른 각 그룹별 위등 세모근, 앞톱니근, 큰가슴근의 두께 증가량을 비교하기 위해 실험 전·후의 두께 차이로 비교하였다. 위등세모근 의 두께 증가량은 실험군 1, 실험군 2, 대조군 순으로 크게 나타났고, 앞톱니근의 두께 증가량은 실험군 1, 실험군 2, 대조군 순으로 크게 나타났고, 큰가슴근의 두께 증가량은 실험군 1, 실험군 2, 대조군 순으로 크게 나타났다. 세 근 육 모두에서 실험군 1에서 가장 큰 증가량이 나타났고, 대 조군에서 가장 작았다(Table 5).

    Ⅳ. 고 찰

    일상생활에서 흔히 스마트폰 등의 사용으로 인한 나쁜 자세의 장시간 유지는 어깨 안정화 근육의 비정상적인 활 동 패턴을 만들고 그로 인해 어깨뼈의 불균형 및 다양한 통증을 유발시킨다(Ludewig 등, 2004). 최근 닫힌 사슬 운동 연구가 많이 진행되고 있으며, 닫힌 사슬 운동은 근 력과 근지구력을 강화시켜 관절의 안정성과 자세유지 등 에 효과적이라고 하였다. 그 중에서도 Push-up plus 운 동은 앞톱니근 및 어깨관절의 안정화에 탁월한 운동으로 손꼽아지고 있다(Ellenbecker & Davies, 2001).

    기존의 연구들에서 Push-up plus 운동은 어깨관절의 기계적 수용기를 자극하여 어깨의 안정성 유지에 기여하 며(Kisner & Colby, 2002), 특히 불안정 지지면에서의 Push-up plus 운동은 앞톱니근 강화에 더욱 효과적이라 고 하였다(Park & Yoo, 2011).

    최근 많은 선행연구들에서 불안정한 지지면에서의 Pushup plus 운동이 앞톱니근 및 위등세모근에 미치는 영향에 대해 연구하였으나 대부분 Push-up plus 운동을 통한 근육 의 활성도 변화만을 비교하였고, 근육 두께의 변화를 알아보 는 연구는 부족하였다. 그리하여 본 연구는 토구를 이용하여 불안정지지면을 만들고 위치를 변화하여 Push-up plus 운 동을 실시한 후 근육의 두께 변화 차이를 비교하였다.

    김진섭 & 이동엽(2012)은 불안정한 지지면에서의 Pushup plus 운동이 앞톱니근 강화에 효과적이며 앞톱니근 및 어깨 안정화 근육의 약화로 인한 돌출어깨뼈 질환에는 팔과 다리에 불안정한 지지면 조건을 이용하는 것이 효과적이라 고 하였다 또한 토구를 팔, 다리, 팔다리에 적용 후 Pushup plus 운동을 실시 한 결과 앞톱니근과 위등세모근의 근 활성도가 증가하였고, 특히 팔다리에 적용한 군에서 가장 근활성도가 높다고 하였다(이건철 & 배원식, 2016).

    본 연구에서는 이전 연구결과들을 근거로 Push-up plus 운동 시, 불안정성을 높이기 위하여 여러 방법들 중 토구를 팔, 다리에 적용하는 방법을 이용하여 선행 연구 들에서 나타난 근활성도의 변화가 근육 두께에도 영향을 미치는지 알아보았다. Push-up plus 운동을 4주간 실시 한 후 위등세모근, 앞톱니근, 큰가슴근의 두께변화를 측 정한 결과 모든 군에서 유의한 차이가 있었지만(p<.05), 토구를 팔에 적용한 군에서 다리에 적용한 군과 안정지지 면군 보다 위등세모근, 앞톱니근, 큰가슴근 모두에서 가 장 큰 증가가 있었다. 실험 전·후 군 별 두께 증가량 변화 에서도 토구의 팔 적용군이 가장 큰 증가량을 보였고, 다 리 적용군과 안정지지면군 순으로 증가량을 보였다.

    따라서 본 연구에서는 위등세모근, 앞톱니근, 큰가슴근 의 근육 두께 증가를 위한 운동으로 push-up plus 운동이 가장 효과적이며, 특히 팔에 직접적인 불안정 지지면에서 의 push-up plus 운동이 가장 효과적인 것으로 나타났다.

    Ⅴ. 결 론

    본 연구는 네발기기 자세에서 Push-up plus 운동 시 토구 적용 위치에 따른 위등세모근과 앞톱니근, 큰가슴근 의 근육 두께 변화를 비교하였고 결과는 다음과 같다.

    첫째, 실험 전·후 안정지지면군, 토구의 팔 적용군, 다 리 적용군 모두에서 위등세모근, 앞톱니근, 큰가슴근의 근육 두께의 유의한 증가가 있었다.

    둘째, 실험 전·후 토구의 팔 적용군, 다리 적용군, 안 정지지면군 순으로 위등세모근, 앞톱니근, 큰가슴근의 근 육 두께 증가량 변화가 있었다.

    이상의 연구결과와 같이 Push-up plus 운동이 어깨뼈 안정화 근육에 긍정적인 영향을 미치며, 선행연구에서의 근활성도 비교 연구와 유사한 결과를 얻었다. 따라서 토 구를 적용한 불안정한 지지면이 효과가 더 큰 것으로 나타 났고, 토구를 팔에 직접 적용하는 것이 더 큰 효과가 있을 것으로 생각된다.

    Figure

    AOSPT-15-2-19_F1.gif

    Experimental group 1

    AOSPT-15-2-19_F2.gif

    Experimental group 2

    AOSPT-15-2-19_F3.gif

    Ultrasound

    AOSPT-15-2-19_F4.gif

    Upper trapezius

    AOSPT-15-2-19_F5.gif

    Serratus anterior

    AOSPT-15-2-19_F6.gif

    Pectoralis major

    Table

    Characteristics of subjects (N=30)

    Comparison of upper trapezius thickness pre and post exercise (unit : ㎜)

    Comparison of serratus anterior thickness pre and post exercise (unit : ㎜)

    Comparison of pectoralis major thickness pre and post exercise (unit : ㎜)

    Comparison of thickness increase of upper trapezius, serratus anterior, pectoralis major pre and post exercise (unit : ㎜)

    Reference

    1. 김진섭, & 이동엽 (2012). 다른 지면 조건에서의 푸시업 플러스 운동이 어깨 안정근의 근 활성도에 미치는 영 향. 디지털융복합연구, 10(1), 399-405.
    2. 박찬현, 이태규, & 손호희 (2017). 호흡을 동반한 푸쉬업 플러스 운동이 어깨 주위 근육의 활성도에 미치는 영 향. 신경치료, 21(2), 39-47.
    3. 이건철, & 배원식 (2016). Togu 적용 방법에 따른 푸쉬업 플러스 운동이 앞톱니근과 위등세모근 활성도에 미치 는 영향. 대한통합의학회지, 4(2), 29-36.
    4. 정주리, & 이완희 (2015). 만성 뇌졸중 환자의 앞 톱니근과 하부 등세모근의 비대칭성 연구. J Korean Soc Phys Med, 10(4), 81-90.
    5. 추기석 (2009). 유방촬영술과 유방 초음파. 대한산부인과 학회, 41, 147-152.
    6. Cools, A. M. , Dewitte, V. , Lanszweert, F. , Notebaert, D. , Roets, A. , Soetens, B. , & Witvrouw, E. E. (2007). Rehabilitation of scapular muscle balance: which exercises to prescribe? The American Journal of Sports Medicine, 35(10), 1744-1751.
    7. Ellenbecker, T. S. , & Davies, G. J. (2001). Closed kinetic exercise: a comprehensive guide to multiple joint exercise, Human Kinetics, pp. 87-117.
    8. Hess, S. A. (2000). Functional stability of the glenohumeral joint. Manual Therapy, 5(2), 63-71.
    9. Kisner, C. , & Colby, L. A. (2002). Therapeutic exercise: Foundations and techniques (4th ed). Philadelphia, FA. Davis Company.
    10. Linaker, C. H. , & Walker-Bone, K. (2015). Shoulder disorders and occupation. Best Practice & Research Clinical rheumatology, 29(3), 405-423.
    11. Ludewig, P. M. , Hoff, M. S. , Osowski, E. E. , Meschke, S. A. , & Rundquist, P. J. (2004). Relative balance of serratus anterior and upper trapezius muscle activity during push-up exercises. The American Journal of Sports Medicine, 32(2), 484-493.
    12. Magee, D. J. (2013). Orthopedic physical assessment. Elsevier Health Sciences, pp.261-389.
    13. Neumann, D. (2002). Kinesiology of the musculoskeletal system: Foundation for physical rehabilitation. NewYork: Mosby CO, pp.389-433.
    14. Park, S. Y. , & Yoo, W. G. (2011). Differential activation of parts of the serratus anterior muscle during pushup variations on stable and unstable bases of support. Journal of Electromyography and Kinesiology, 21(5), 861-867.
    15. Smith Jr, R. , Nyquist-Battie, C. , Clark, M. , & Rains, J. (2003). Anatomical characteristics of the upper serratus anterior: cadaver dissection. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 33(8), 449-454.
    16. Struyf, F. , Geeraerts, J. , Noten, S. , Meeus, M. , & Nijs, J. (2016). A multivariable prediction model for the chronification of non-traumatic shoulder pain: A systematic review. Pain Physician, 19(2), 1-10.

    저자소개