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Ⅰ. 서 론
현대인들의 컴퓨터 과다 사용, 운동 부족, 부적절한 학 습 자세 등 바르지 못한 생활 습관을 통해 신체의 근육 형태와 뼈대 구조 변화에 영향을 주어 비정상적인 자세를 초래하며(최아영 & 박치복, 2019), 이로 인해 허리에 통증 을 유발하게 된다. 잘못된 자세로 인해 유발된 허리 통증 을 예방하기 위해 예전부터 현대인들에게 몸통 안정화 근 육들의 강화가 요구되어 왔는데(김지선, 2016), 신체 중심 에 위치한 몸통 안정화 근육들은 허리 통증 예방, 운동 능력 향상 및 부상 방지 등 일상생활을 유지하는 데에 매 우 중요한 부분을 차지하고 있기 때문이다(Akuthota et al., 2008).
안정화 운동과 관련된 몸통 근육은 겉근육(global muscle) 과 속근육(local muscle)으로 나뉘어 겉근육계는 배바깥빗 근, 속근육계는 배속빗근과 배가로근 등으로 나눌 수 있다 (하유 등, 2013). 속근육인 배속빗근과 배가로근은 척추에 직접 연결되어 척추의 세밀한 조절과 척추 분절 간에 안정 성을 제공하고, 몸통의 모든 움직임에 있어서 다른 근육보 다 먼저 수축하여 몸의 균형을 유지하는 작용을 한다. 또한, 배바깥빗근과 같은 겉근육은 주로 힘을 생성하여 골반과 몸통의 큰 움직임을 만들어 몸통의 안정화와 운동성이라는 두 가지 기능을 수행에 관여한다. 허리 통증은 안정성을 제공하는 속근육의 약화로 인해 겉근육에서 보상작용이 나타나 발생하게 된다(Shari A et al., 2004).
안정화 운동의 목적은 근육과 움직임의 조절 능력을 회 복시키는 것으로 최근에는 허리 통증이 없는 정상적인 사 람들에게도 몸통 안정화를 위해 치료적 운동으로 사용될 뿐만 아니라, 통증을 예방하고자 하는 차원에서 권고되고 있는 운동 방법 중 하나이다(Arab, & Chehrehrazi, 2011;Key, 2013). 몸통 안정화 운동은 복부 근육 강화에 적용되 는데, 이는 임상에서 허리 통증을 치료하는 방법으로 흔히 쓰이는 방법으로 복부 근육을 활성화 할 수 있는 운동을 사용하여 허리의 통증을 경감시킨다(Granata et al., 2005). 몸통 안정화 운동 중 교각운동은 임상과 가정에서 가장 흔히 사용되어지며, 교각운동은 무릎을 세워 누운 자세에서 발에 체중부하와 함께 무릎서기 자세를 수행하 기 위한 중요한 동작임과 동시에 속근육과 겉근육을 적절 한 비율로 활성화시켜 근육의 협력 패턴을 재교육하는 운 동이다(전지혜 & 김선엽, 2017). 교각운동은 몸통 근육에 중점을 두어 허리뼈에 가해지는 외력을 흡수하고, 팔다리 움직임 동안 주위 근육들의 협응 작용과 상호보완 작용이 이루어지도록 하여 척추 주변 조직들에 가해지는 반복적 인 손상을 예방하기 위하여 시행된다(이건철 et al., 2014).
교각운동의 방법 중 이마면에서 엉덩관절을 모음하였 을 때 배속빗근과 배바깥빗근의 근력이 유의하게 증가함 을 알 수 있었으며, 좁아진 기저면을 통해 몸통 안정화 근육이 사용되면서 복부 근두께에 영향을 주었음을 알 수 있었다(이원휘, 2017). 교각운동 시 무릎관절 굽힘 각도를 90˚와 120˚로 설정하였을 때 120˚에서 배속빗근의 근 활성도 증가에 유의한 차이를 보였으며, 무릎관절 굽힘 각도가 감소함에 따라 배곧은근, 배속빗근, 배바깥빗근의 최소 근활성도가 나온 것으로 보아 교각운동 시 무릎관절 굽힘 각도를 증가시켰을 때 복부 근육의 근활성도가 최대 가 됨을 알 수 있었다(김경환 et al., 2010).
복부 드로잉-인(Abdominal drawing-in) 기법은 배가 로근과 배속빗근을 강화하기 위한 운동법으로 권고되고 있는데(Luciana G & Macedo, 2013), 복부 벽을 안쪽으로 당김 해 복부 안쪽 압력을 증가시켜 배가로근과 배속빗근 을 수축하는 방법으로 배가로근이 다른 근육의 동시수축 을 유도하여 골반의 앞기울임이나 과도한 허리의 앞굽음 을 방지하기 위하여 실시하는 중재이다(Kisner & Colby, 2017). 교각운동과 복부드로잉-인을 동시에 적용했을 때 배가로근을 수축하게 되면 다른 복부 근육들이 동시에 수 축하여 속근육인 배속빗근, 배가로근 뿐만 아니라 겉근육 인 배바깥빗근, 배곧은근까지 활성화 되어 복부 근육 전 체에 영향을 미친다고 하였다(김은옥 등, 2009).
연구에서는 중재 전, 후 초음파를 이용하여 복부 근두 께에 유의한 차이가 있는지 알아보기 위하여 사용되었다. 최근 임상에서 질병의 진단과 치료 등 다양한 분야에 널리 활용되는 초음파(US)는 몸통 근육들의 크기와 활동 상태 를 측정할 수 있는 유용한 비침습성(noninvasive) 도구이 다(강지현 & 심재훈, 2015). 초음파는 근육의 구조와 기능 을 쉽게 평가할 수 있으며, 안전하고, 다른 기구들에 비해 경제적이라는 이점을 가지도 있어 최근 물리치료사들이 많이 사용하고 있는 평가 장비이다(Whittaker & Stokes, 2011). 초음파 영상 장비는 복부 근두께 및 면적을 측정하 기에 용이하여 몸통 안정화 운동 방법의 연구에 자주 사용 되고 있다(Hodges et al., 2003). 이전의 연구 결과를 토대 로 복부 근육에 있어 근육의 두께 변화를 측정하는 초음파 는 컴퓨터 단층활영, 자기공명영상 그리고 근전도와 비교 하였을 때 신뢰도가 높고 타당성이 있는 평가 시스템이라 고 보고하여(Hides J et al., 2006) 본 연구에서도 초음파 를 통해 복부 근육을 측정하였다.
지금까지 교각운동이 복부 근활성도에 미치는 영향이 나 교각자세를 유지하며 복부 근두께를 초음파로 실시간 확인한 연구가 주를 이루었으나, 운동 후 근두께 변화에 관련된 초음파 연구가 미비하고, 엉덩관절 자세와 연관하 여 무릎관절 각도 변화에 따른 교각운동이 복부 근두께에 미치는 영향을 알아보는 연구도 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 복부 드로잉-인을 유지한 채로 엉덩관절을 모 음을 동반한 교각운동 시 무릎관절 각도에 따라 복부 근두 께 증가에 유의한 영향을 미치는지 초음파를 통하여 근두 께 변화를 알아보고 이를 물리치료 임상기초자료 분야에 활용하고자 본 연구를 실시하였다.
Ⅱ. 연구 방법
1. 연구 대상자
본 연구에 참여한 대상자는 J시에 소재한 20대 이상의 건강한 성인 남녀 30명을 대상으로 15명씩 실험군으로 연 구에 참여하였다. 모든 연구 대상자는 실험에 참여하기 전 연구 목적과 참여 방법에 대하여 충분한 설명을 듣고, 자발적인 동의를 받았다. 연구 대상자에서 최근 6개월 이 내에 정형외과적 수술을 받은 자, 근골격계 질환에 의해 관절가동범위에 이상이 있는 자, 최근 6개월 이내에 허리 통증이나 정형외과적 장애와 통증을 경험한 자는 제외하 였다. 연구대상자의 일반적 특성은 다음과 같다(Table 1).
Table 1
연구대상자의 일반적 특성 (N=30)
| 일반적 특성 | K/F 90˚ | K/F 120˚ |
|---|---|---|
| 나이(세) | 23±3.03 | 22.93±3.49 |
| 키(㎝) | 168.07±10.88 | 170.6±10.89 |
| 몸무게(㎏) | 66.6±11.57 | 68.53±15.95 |
K/F: Knee Flexion
2. 측정도구 및 측정방법
1) 연구 절차
실험자는 초음파를 이용하여 연구 대상자의 배가로근, 배속빗근, 배바깥빗근의 근두께 사전검사를 실시하였다. 대상자는 이름, 성별 등을 이용하여 각 군에 15명씩 무작 위 배정 분류하여 총 4주 간, 주당 3회씩 운동을 실시한 후 같은 위치를 초음파로 재측정하였다.
2) 측정 도구
(1) 초음파 영상 장치 (Ultra Sound)
실험대상자에 대한 운동 전·후 복부 근육의 두께를 측 정하기 위해 진단용 초음파 측정기구(GE Voluson e, GE Healthcare, Austria)를 사용하였으며, 선형태의 탐촉자 (Linear probe)로 촬영하였다. 영상촬영은 객관성 유지를 위해 주파수는 3~12MHz로 고정하였으며 복부근육의 근 막선이 가급적 화면에서 일직선을 유지할 수 있도록 깊이 를 조절하였다.
배가로근, 배속빗근, 배바깥빗근의 측정부위는 대상자 의 배 오른쪽 아래 방향으로 배꼽과 나란하게 하여 안쪽으 로 2cm, 아래쪽으로 2cm 되는 부분이다. 각 근육의 두께 측정은 영상의 정중앙에서 수직선을 그어 흰색 영상으로 나타나는 근막의 윗경계 끝지점에서 아래 경계 끝지점을 연결하여 길이를 측정하였다(하유 등, 2013)(Figure 1).
(2) Goniometer
엉덩관절의 위치 및 교각 자세의 무릎 각도를 정확하게 위치하기 위해 각도계를 사용하여 연구대상자의 실험 자 세를 통제하였다(이원휘, 2019)(Figure 2).
3) 실험 방법11
(1) 복부 드로잉-인
정확한 실험을 위해 압력 생체 되먹임 기구를 이용하여 복부 압력을 유지하도록 하였다. 손바닥이 지면으로 향하 게 두고 엉덩관절 45˚, 무릎관절 각도를 각각 90˚, 120˚ 굽혀 누운 자세에서 실시하였다(최유정 등, 2019). 복부 드로잉-인 동안 압력 생체 되먹임 기구는 연구 대상자의 허리뼈(lumbar spine) 부위에 위치시켰다. 연구 대상자는 압력 생체 되먹임 기구에 연결되어 있는 압력계를 보고 40 ㎜Hg인 상태에서 10 ㎜Hg를 증가시킨 후 그 상태를 유지하도록 훈련하였다. 이때 검사자는 연구 대상자에게 검사자는 대상자에게 들숨 시 복부가 약간 올라가며 날숨 할 때처럼 복부가 약간 들어가도록 배꼽을 위뒤쪽 방향 (허리뼈 방향)으로 당기도록 지시하였다(김은옥 등, 2019)(Figure 3).
(2) 무릎관절 90˚ 굽힘 교각운동
대상자에게 복부 압력을 유지하며 복부 드로잉-인을 실시하게 한다. 고니오미터를 이용하여 종아리뼈 가쪽의 정중선에 평행하게 고정팔을 두었고, 넙다리뼈 가쪽의 정 중선에 평행하게 운동팔을 두었다. 엉덩관절을 모음한 채 로 발바닥은 지면에 11자로 놓이게 하여 “엉덩이를 드세 요”라는 측정자의 지시에 따라 골반을 들어 올렸다(하유 등, 2013). 모든 실험은 10회 반복 3세트로 운동하였으며, 각각의 조건에서 10초간 유지하도록 하였다. 운동 시 근 육의 피로를 방지하기 위하여 각 세트별 운동 후 30초간 의 휴식을 취하였다(Figure 4).
(3) 무릎관절 120˚ 굽힘 교각운동
대상자에게 복부 압력을 유지하며 복부 드로잉-인을 실시하게 한다. 고니오미터를 이용하여 종아리뼈 가쪽의 정중선에 평행하게 고정팔을 두었고, 넙다리뼈 가쪽의 정 중선에 평행하게 운동팔을 두었다. 엉덩관절을 모음한 채 로 발바닥은 지면에 11자로 놓이게 하여 “엉덩이를 드세 요”라는 측정자의 지시에 따라 골반을 들어 올렸다(하유 등, 2013). 모든 실험은 10회 반복 3세트로 운동하였으며, 각각의 조건에서 10초간 유지하도록 하였다. 운동 시 근 육의 피로를 방지하기 위하여 각 세트별 운동 후 30초간 의 휴식을 취하였다(Figure 5).
3. 자료분석
본 연구는 복부 드로잉-인을 유지하며 엉덩관절 모음 을 동반한 교각운동 시 무릎관절 각도를 달리 하였을 때 복부 근두께 차이를 비교하기 위해 무릎관절 90˚ 굽힘, 120˚ 굽힘한 집단으로 나누어 개별 집단의 운동훈련 결 과를 비교 분석하고자 대응표본 T검정(Paired t-test)을 통해 분석하였다. 또한 두 군 간의 차이를 비교하기 위해 독립표본 T검정(Independent t-test)을 사용하였으며 통 계적 유의성을 검증하기 위한 유의수준(α)은 0.05로 하였 고, SPSS 25.0 for window 프로그램을 사용하였다.
Ⅲ. 연구 결과
1. 배가로근 두께 비교
운동 전ㆍ후 배가로근의 두께 변화를 알아보기 위해 복 부 드로잉-인 기법 유지와 엉덩관절 모음을 동반하여 무 릎관절 각도를 달리하였을 때, 무릎관절 90˚ 굽힘에서 0.27㎜ 증가하였으나 유의한 차이를 보이지 않았다( p＞.05). 무릎관절 120° 굽힘 또한 0.04㎜ 증가하였으나 유의한 차이는 보이지 않았다(p＞.05). 무릎관절 90°, 120° 굽힘 간의 차이 또한 통계적으로 유의하지 않았다 (p>.05)(Table 2).
Table 2
배가로근 두께 비교 (단위 : ㎜)
| muscle | group | pre | post | t | p |
|---|---|---|---|---|---|
| Transversus Abdominis | K/F 90˚ | 3.09 ± 1.88 | 3.36 ± 2.12 | -1.477 | .162 |
| K/F 120˚ | 2.59 ± 1.03 | 2.63 ± 0.98 | -1.598 | .132 | |
| t | -1.379 | ||||
| p | .177 | ||||
K/F: Knee Flexion
2. 배속빗근 두께 비교
운동 전ㆍ후 배속빗근의 두께 변화를 알아보기 위해 복 부 드로잉-인 기법 유지와 엉덩관절 모음을 동반하여 무 릎관절 각도를 달리하였을 때, 무릎관절 90˚ 굽힘에서 0.59㎜ 증가하였고(p<.05), 무릎관절 120˚ 굽힘 또한 0.14㎜로 증가하여 유의한 차이를 보였다(p<.001). 무릎 관절 90°, 120° 굽힘 간의 차이 또한 통계적으로 유의하지 않았다(p>.05)(Table 3).
Table 3
배속빗근 두께 비교 (단위 : ㎜)
| muscle | group | pre | post | t | p |
|---|---|---|---|---|---|
| Internal Oblique Abdominis | K/F 90˚ | 5.44 ± 2.78 | 6.03 ± 2.79 | -2.369 | .033 |
| K/F 120˚ | 4.84 ± 1.71 | 4.97 ± 1.71 | -4.228 | .001 | |
| t | -2.945 | ||||
| p | .006 | ||||
K/F: Knee Flexion
3. 배바깥빗근 두께 비교
운동 전·후 배바깥빗근의 두께 변화를 알아보기 위해 복부 드로잉-인 기법 유지와 엉덩관절 모음을 동반하여 무릎관절 각도를 달리하였을 때, 무릎관절 90˚ 굽힘 0.45 ㎜ 증가하였으나 유의한 차이를 보이지 않았다(p<.05). 그 러나 무릎관절 120˚ 굽힘에서 0.1㎜ 증가하여 유의한 차이 를 보였다(p<.005). 무릎관절 90°, 120° 굽힘 간의 차이 또한 통계적으로 유의하지 않았다(p>.05)(Table 4)(Figure 6)(Figure 7)(Figure 8).
Table 4
배바깥빗근 두께 비교 (단위 : ㎜)
| muscle | group | pre | post | t | p |
|---|---|---|---|---|---|
| External Oblique Abdominis | K/F 90˚ | 3.24 ± 1.34 | 3.69 ± 1.13 | -2.097 | .055 |
| K/F 120˚ | 3.37 ± 1.27 | 3.46 ± 1.27 | -3.279 | .005 | |
| t | -2.521 | ||||
| p | .017 | ||||
K/F: Knee Flexion
Ⅳ. 고 찰
본 연구는 엉덩관절 모음과 복부 드로잉-인 기법을 적 용한 교각운동을 시행했을 때 무릎관절의 각도에 따라 배 가로근, 배속빗근, 배바깥빗근 두께를 초음파 영상 분석 을 통해 알아보고자 실시하였다. 무릎관절 각도 90˚ 굽 힘 시 배속빗근 두께 증가에 유의한 차이가 있는 것으로 확인되었다. 무릎관절 각도 120˚ 굽힘 자세 또한 배속빗 근과 배바깥빗근의 두께가 유의하게 증가하였고, 두 군 모두 배가로근에서는 두께 증가를 보이긴 했으나, 유의한 차이를 미치진 못했다.
초음파 진단은 구조물을 실시간으로 관찰하고 운동성 을 파악할 수 있는 큰 장점을 가지고 있다. 초음파는 컴퓨 터 단층 촬영, 자기공명영상과는 다르게 정지 이미지뿐만 아니라 동영상으로 저장이 가능해 객관적이고 다양한 결 과를 얻을 수 있어(김명준 et al., 2017) 초음파 진단 시 실시간으로 근두께 변화에 대해 확인할 수 있었다.
교각운동 적용 시 엉덩관절을 모음을 적용한 이유는 하 지 모음근 수축을 동반한 교각운동에 관한 연구(이건철 et al., 2014)를 참고하였을 때 배가로근을 선택적으로 강 화시킬 수 있다고 보고하였고, 이마면에서 엉덩관절을 중 립, 모음, 벌림으로 지정하고 배곧은근, 배바깥빗근, 배속 빗근의 근활성도를 비교한 연구(이원휘, 2019)에서는 이 마면에서 엉덩관절 모음을 적용한 교각운동이 배속빗근, 배바깥빗근의 근활성도에 가장 큰 영향을 미쳐 다른 자세 들에 비해 안정화에 효과적임을 고려하여 본 연구에서 교 각운동 시 복부 근육의 두께 증가를 위해 엉덩관절 모음을 적용하였다.
지지면과 교각운동의 방법을 변화시켜 복부 근육의 근 활성도를 분석한 연구에서 배바깥빗근과 배속빗근의 활 성도가 배곧은근의 활성도보다 높게 나타났다(이정호, 2012). 또한 중심 안정성 운동을 적용한 교각운동 시 지지 면의 불안정 조건에 따라 복부 근육 중 배속빗근, 배바깥 빗근의 활성도가 배곧은근의 활성도보다 높게 나왔다(이 심철 et al., 2010). 본 연구에 적용하였을 때 무릎관절 90˚ 굽힘에서 배속빗근 근두께가 증가하고, 120˚ 굽힘 에서 배속빗근과 배바깥빗근에서 근두께가 증가한 이유 라고 볼 수 있다.
교각운동 시 무릎관절 굽힘 각도를 45˚, 60˚, 90˚, 120˚로 설정한 연구에서 무릎관절을 120˚ 굽힘 후 교각 운동을 시행했을 때 배속빗근과 배바깥빗근이 최대 근활 성도를 보였다고 보고하였다(김경환 et al., 2010). 본 연 구 결과와 일치함을 고려해 보았을 때 무릎관절 각도가 점차 증가함에 따라 복부 근육 두께 증가에 효과적으로 영향을 미칠 수 있다고 판단된다. 따라서 무릎관절 각도 에 따라 복부 근육을 선택적으로 증가시킬 수도 있으며, 각 무릎관절에 따른 근육의 증가 수준을 알게 되어 허리 통증을 예방할 수 있는 안정화 운동 프로그램을 고안할 때 적용할 수도 있을 것이다.
교각운동과 복부드로잉-인을 동시에 적용했을 때 배가 로근을 수축하게 되면 복부 근육들이 동시에 수축하여 속 근육과 겉근육이 모두 활성화 되어 복부 근육 전체에 영향 을 미친다고 보고하였고, 연구 결과 겉근육인 배바깥빗근 의 활성도가 증가하였다고 보고하였다(김은옥 et al., 2009). 또한 무릎관절 각도를 90˚ 굽힘하고 복부 드로잉 -인을 적용한 교각 운동 시 배바깥빗근의 두께가 유의하 게 증가했다고 보고하였다(윤삼원과 구봉오, 2021). 반면 교각자세를 먼저 유지한 후 복부 드로잉-인을 적용하여 초음파 영상 측정을 하였을 때, 겉근육인 배곧은근과 배 바깥빗근의 두께는 통계적으로 유의하게 감소하지만, 속 근육인 배가로근과 배속빗근의 두께가 증가되어 속근육 만 선택적으로 강화시킬 수 있음을 보고하였다(하유 et al., 2013). 본 연구에 적용했을 때 교각자세와 복부 드로 잉-인을 동시에 수행해 겉근육의 두께 감소를 방지하고, 복부의 속근육을 선택적으로 활성화시킬 수 있을 거라 판 단하였다. 본 연구 또한 속근육인 배속빗근 근두께 평균 값이 가장 높게 도출되어 선행 연구들의 결과와 일치하 였다.
본 연구의 한계점은 교각운동 시 넙다리곧은근과 큰볼 기근 근활성에 대해 고려하지 않았기 때문에 순수 복부 근력만으로 운동이 실시되었다고 보기 어렵다 판단된다. 또한 동일한 측정자일지라도 측정 시마다 탐촉자에 가해 지는 압력을 일정하게 통제할 수 없어 결과에 미세한 차이 를 보였을 거라 사료된다. 추후 연구로는 넙다리곧은근, 큰볼기근 단축을 고려하며 복부 근육에 미치는 영향에 대 한 연구가 필요할 것이다.
Ⅴ. 결 론
본 연구는 20대 이상의 건강한 남녀 30명을 대상으로 복부 드로잉-인을 유지하며 엉덩관절 모음을 동반한 교 각운동 시 무릎관절의 각도에 따른 배가로근, 배속빗근, 배바깥빗근 두께를 초음파로 확인하여 몸통 안정화 운동 을 계획하고 시행할 때 도움이 되고자 실시하였다.
무릎관절 90˚ 굽힘에서 속근육인 배가로근, 겉근육인 배바깥빗근의 두께는 증가하였으나 유의한 차이가 없었 다. 그러나 속근육인 배속빗근의 두께는 증가하여 유의한 차이가 있었다. 무릎관절 120˚ 굽힘에서 속근육인 배속 빗근과 겉근육인 배바깥빗근의 두께가 증가하여 통계학 적으로 유의한 차이가 있었다(p<.05). 무릎관절 120˚ 굽 힘 또한 배가로근의 두께는 변화가 있었으나, 유의한 차 이는 보이지 않았다. 무릎관절 90°, 120° 굽힘을 각각 비교 하였을 때 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
이러한 결과로 인해 허리 통증을 예방하고자 하는 정상 적인 사람들과 허리 통증으로 인해 몸통 안정화 운동이 필요한 사람들에게 복부 드로잉-인을 유지한 채로 엉덩 관절을 모음한 교각운동을 했을 때 배속빗근과 배바깥빗 근을 선택적으로 활성화시켜 몸통 안정화 운동을 보다 효 과적으로 실시할 수 있을 뿐만 아니라, 허리 통증을 예방 할 수 있는 운동 방법으로 권고될 수 있을 것이다
