Ⅰ. 서 론

세계보건기구(World Health Orga-nization, WHO)의 보고서에 따르면, 2000년부터 2050년까지 60세 이상 노 인이 전체 인구에서 차지하는 비율은 11%에서 22%로 두 배 증가하며, 노인 인구는 6억 500만 명에서 20억 명으로 증가하여 인류 역사상 처음으로 14세 미만의 아동 수를 추월할 것으로 예상된다(Phillips, 2022). 노화가 진행됨 에 따라 근섬유가 줄어들고 근력과 자세 조절 능력이 감소 된다(Dowling et al., 2023). 노인들은 반사 반응이 느려 지고 균형능력이 저하되기 때문에 넘어지거나 다치기 쉽 다(Kubota et al., 2023). 넘어짐은 환자의 신체 건강에 심각한 영향을 주며 개인과 가정 및 사회활동 참여에 부담 을 주고 의료비 지출도 많아진다(Carty et al., 2015). 노 인의 신체활동 저하는 유연성과 평형능력의 감소를 초래 하고 낙상의 위험도가 증가한다(Ang et al., 2020). 노인 의 외적 낙상 위험요인은 외상 및 환경요소를 포함하며 물리적 환경, 바닥 표면의 변화 등 외부환경의 변화는 걸 음 능력, 협응능력을 저하시켜 낙상을 유발한다(Rafanelli et al., 2021). 내적 요인은 주로 신체 기능의 퇴행성 변화 로 하지 근육 약화와 관절 유연성 감소 및 균형 능력 저하 와 약물 복용등이 있다(Khalifa, 2019). 병적 요인은 파킨 슨병, 당뇨병성 말초신경병증, 시각장애 등이 있으며 낙 상의 위험도를 증가시킨다(Jeon et al., 2014).

균형 능력은 많은 신체계통의 협응이 필요한 매우 복잡 한 신체 기능이며 감각운동계, 근육뼈대계, 안뜰계 등이 상호작용한다. 연령이 증가함에 따라 균형 능력은 감소되 며, 매년 65세 이상 노인 인구 중 약 32%, 80세 이상 노인 인구 중 약 50%가 1년 1회 이상 낙상을 경험한다(Hess & Woollacott, 2005). 노인의 균형 향상을 위한 미국 스포츠 의학회(American College of Sports Medicine)의 권고 사 항에는 동적 균형 훈련과 정적 균형 훈련 및 몸통의 회전 운동이 포함되며, 이와 같은 운동은 노인의 낙상 예방을 위해 매우 중요하다(Pescatello, 2014).

짐볼을 이용한 균형운동은 불안정한 지지면을 사용하 여 근력, 유연성, 협응력, 평형성을 효율적으로 향상시키 는 운동으로 가정에서도 쉽게 적용이 가능하다(Lim & Kang, 2022). 노인들을 대상으로 한 지속적인 짐볼 균형 운동 중재가 노인의 기능적 활동을 증가시키며, 낙상의 위험도를 감소시킨다(Thomas, et al., 2019). 또한 짐볼을 이용한 균형 운동은 다른 운동 기구보다 대상자들이 흥미 를 느끼며 쉽고 안전하게 적용이 가능하다(Kawano, et al., 2006). 짐볼 운동은 유산소 운동으로 적용이 가능하 여 신체활동이 적은 노인들의 산소섭취량을 증가시킬 수 있으며, 심혈관계 기능 개선에 효과적이다(Chia, et al., 2022). 또한 짐볼은 불안정한 지지면을 제공해주어 짐볼 에 앉아서 자세를 유지하는 운동을 시행하면 골반 및 몸통 주위의 깊은 근육을 효율적으로 강화하여 몸통 안정성을 향상시킨다(Riemann, et al., 2019).

균형조절을 위한 운동전략에서 발목관절 전략(Ankle strategy), 엉덩관절 전략(Hip strategy)이 사용되며 서 있 는 자세에서 앞·뒤 신체의 동요 시 하지 근활성도 변화는 앞쪽 불안정에 대한 반응으로 장딴지근과 뒤넙다리근이 활성화되며, 뒤쪽 불안정시 앞정강근과 넙다리네갈래근 의 활성도가 증가한다(Kisner et al., 2017). 하지 근활성 도와 버그 균형척도(Berg balance scale; BBS) 점수 및 일 어서서 걷기 검사(Time up and go test; TUG)는 상관관계 를 보여 하지의 근활성도가 높을수록 동적 균형 능력이 증가한다고 하였다(박승규 등, 2011).

짐볼을 이용한 운동이 균형능력 변수에 어떠한 영향을 미치는지 알아본 선행연구에서 병원에서 입원치료중인 뇌졸중환자 24명을 대상으로 4주간 적용한 짐볼운동은 버그균형척도와 낙상효능감에 긍정적인 영향을 미친다고 보고하였다(임윤정 & 강순희, 2022). 또한 12주간 노인들 을 대상으로 중재한 짐볼 운동 프로그램이 한발서기 검사 와 TUG검사에서 대조군에 비해 긍적적인 효과가 나타난 다고 보고하였다(Lim & Kang, 2014).

선행연구들을 보면 노인들을 대상으로 짐볼을 이용한 낙상 예방운동 프로그램을 중재한 연구는 있었으나 입원 환자들을 대상으로 한 연구들이 많았으며, 지역사회 기반 낙상예방 운동에 대한 연구는 부족한 실정이며, 객관적인 장비를 활용하여 분석한 연구는 거의 없는 실정이다. 최 근 인구의 고령화와 노인인구의 낙상 사고가 사회적 문제 로 대두되고 있고, 특히 의료적 재활 후 지역사회 기반 재활사업들이 효율적인 관리방안으로 제시되고 있다. 따 라서 본 연구는 짐볼을 이용한 낙상예방 프로그램을 적용 한 그룹과 가정기반 낙상운동 프로그램을 적용한 그룹의 “중재 전·후와 그룹 간 하지 근활성도와 균형능력에 차이 가 있을 것이다”라는 대립가설 아래, 지역 경로당 이용 노 인들을 대상으로 6주간 중재 후 차이를 분석하여 효율적 인 운동 프로그램 개발과 노인의 낙상사고의 예방 및 관리 방안을 제시하고자 한다.

Ⅱ. 연구 방법

1. 연구 대상자

본 연구는 2023년 8월부터 2023년 12월까지 5개월간 전라남도 소재 경로당을 이용하는 노인들을 대상으로 시 행하였다. 연구 대상자는 65세 이상 노인을 대상으로 본 연구의 취지와 목적을 설명한 후 자발적으로 참여하기를 동의한 자를 선정하였고, 실험에서 얻은 데이터는 익명으 로 처리되며 결과는 연구 목적으로만 사용되었다. 모든 참가자들은 연구 참여 동의서에 서명하였다. 본 연구에서 설정한 기준에 적합한 노인 30명을 표본 추출하여 분류하 여 각 그룹에 15명씩 무작위 배치하였다. 무작위 배치 방 법은 층화 무작위 배정 방법을 사용하여 나이, 성별 등을 조합하여 하위그룹을 생성하였고, 하위 그룹 내에서 배정 된 대상자를 단순 무작위 배정하는 방법을 사용하였다. 연구 대상자의 세부 선정기준은 자세와 균형에 영향을 주 는 약물을 복용하지 않는 자, 실험에 영향을 줄 수 있는 정형외과적 질환의 병력이 없는 자, 시각과 청각 및 전정 기관에 장애가 없는 자를 선정하였으며 대상자들의 일반 적인 특성은 다음과 같다(Table 1).

2. 측정도구 및 실험도구

1) 하지의 근활성도 측정

(1) 표면 근전도 시스템

본 연구에서는 몸통의 근활성도를 측정하기 위해 표면 근전도 기기인 BTS FreeEMG 1000(BTS Bioengineering, Italy)을 사용하였다. 표면 근전도는 급내 상관계수가 ICC=.83∼.94로 높은 신뢰도를 보여주는 장비이다(Jang et al., 2018). 전극은 Ag-Ag/Cl을 이용하여 부착하였고, 표면 근전도 신호에 대한 피부의 저항을 줄이기 위해 부착 부위의 털을 제모한 후, 피부를 사포로 문지르고 알코올 솜으로 닦아내어 각질을 제거하였다. 전극을 피부에 부착 하고 전극을 가볍게 눌러 전극 내 근전도용 전해질 겔 (electrolytic gel)이 피부와 전극 사이에서 유지되게 하였 다(Camara et al., 2016). 측정 근육은 넙다리곧은근, 넙 다리두갈래근, 앞정강근의 근활성도를 측정하였다. 대상 자들의 근전도 신호를 정규화(normalizing)하기 위해 먼 저 환자들을 편안하게 의자에서 앉은 자세를 취하게 한 후 일어서기 동작을 5회 실시하여 하지 근육의 실효치 진 폭값(Root Mean Square; RMS)을 측정하였고, 이 중 시작 과 끝 2회를 제외한 3회 동작 시 실효치 진폭값의 평균값 을 특정동작 시 실효치진폭값으로 설정하였다. 또한 각 근육의 최대 저항 등척성 운동을 실시하여 발생되는 실효 치 진폭값을 측정하였고 산출된 값을 기준동작 시 실효치 진폭값으로 설정하였다. 특정동작 시 실효치 진폭값을 기 준동작 시 실효치 진폭값으로 나눈 후 백분율 하여 대상자 들의 근전도신호를 정규화 하였으며(Reference Voluntary Contraction; %RVC)모든 동작들은 3회 반복 측정 후 평 균값을 산출하였다(Figure 1).

2) 균형 평가

균형 능력을 분석하기 위하여 PhysioSensing Solution Ⅲ(RM Ingenierie, Portugal)을 사용하였다. 이 장비는 이동이 가능한 사각형의 양발 기립용 발판(610mm × 580mm × 10mm)과 소프트웨어, 모니터로 구성되어 있 다. 발판에는 1cm²당 1개씩 총 1,600개의 압력 센서를 기 반으로 이루어져 있다. 균형을 측정하기 전 정적 및 동적 균형을 측정하는 절차와 방법을 연구대상자에게 연구자 가 직접 설명과 시연을 통해 사전교육을 실시하였다. 연 구대상자의 정적 균형을 측정하기 위해 두 발로 서기를 60초간 전방을 향하는 동안 중력 중심점의 이동면적 (surface area ellipse)을 측정하였다. 동적 균형의 안정성 한계(limited of stability)를 측정하기 위해 전방의 모니터 에서 지시하는 8개의 방향으로 체중 이동 시 중심점에서 의 거리를 측정하였다. 모든 평가는 3회를 측정하여 얻은 결과값의 평균값을 이용하였다(Figure 2).

3. 실험절차

1) 짐볼을 이용한 낙상예방 운동프로그램

본 연구에서 짐볼을 이용한 낙상예방 운동프로그램은 총 50 분으로 구성하였으며 6주간 주 2회 시행하였다. 1~2주차에 쉬운 동작과 낮은 강도의 운동부터 시작하여 5~6주까지 대상자가 운동으로 인한 통증이 없는 범위까 지 운동 능력에 맞추어 운동 강도를 증가시켰다. 중재는 5년 차 이상 숙련된 물리치료사에 의해 시행되었으며, 3~4명이 그룹을 이루어 시행하였다. 본 운동 전 10분간 팔과 다리의 가벼운 스트레칭 후 30분간 본 운동을 시행 하였으며, 본 운동 후 10분간 팔과 다리의 가벼운 스트레 칭으로 운동프로그램을 마쳤다(이주연, 2012)(Table 2).

2) 낙상예방 운동프로그램

본 연구에서 낙상예방 운동프로그램은 캐나다 센터에 서 노인들을 대상으로 제안했던 HSEP(home support exercise program)에 기반한 내용을 수정·보완하였고 기 능적 운동프로그램을 추가하였다(Jones et al., 2003). 운 동프로그램은 총 50분으로 구성하였으며 6주간 주 2회 시 행하였다. 1~2 주차에 낮은 강도의 운동에서 시작하여 5~6까지 대상자의 운동 능력에 맞추어 강도를 증가시켰 다. 중재는 5년 차 이상 숙련된 물리치료사에 의해 시행되 었으며, 3~4명이 그룹을 이루어 시행하였다. 총 50 분으 로 구성하였으며 본 운동 전 10분 간 팔과 다리의 가벼운 스트레칭 후 30분 간 본 운동을 시행하였으며, 본 운동 후 10분 간 팔과 다리의 가벼운 스트레칭으로 운동프로그 램을 마쳤다(Table 3).

4. 자료분석

본 연구의 결과 분석은 수집된 자료는 SPSS(statistical package for the social sciences)version 26.0 for window software(SPSS Inc., Chicago)를 이용하여 통계 처리하였 다. Shapiro-Wilk 검사를 통해 정규성 검정을 시행하였 고, 대상자의 일반적인 특성에 대한 동질성을 알아보기 위해 독립표본 t 검정(independent t-test)을 실시하였다. 두 그룹 내 중재 전·후의 변화를 비교하기 위해 대응표본 t 검정(paired t-test)을 실시하였고, 두 그룹 간 차이를 알아보기 위해 공분산분석(ANCOVA)을 시행하여 분석하 였다. 자료의 모든 통계 유의수준은 α=.05로 설정하였다.

Ⅲ. 연구 결과

1. 그룹 내, 그룹 간 중재 전·후 근활성도 변화 비교

1) 그룹 내 중재 전·후 하지 근활성도 변화 비교

실험군과 대조군에서 중재 후 넙다리곧은근과 넙다리 두갈래근 및 앞정강근의 근활성도 변화는 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p<.001)(Table 4).

2) 그룹 간 중재 전·후 근활성도 변화 비교

그룹 간 중재 후 넙다리곧은근의 근활성도는 통계학적 으로 유의한 차이를 보였으며(p<.05), 넙다리두갈래근과 앞정강근의 근활성도 변화는 통계학적으로 유의한 차이 를 보였다(p<.001)(Table 5).

2. 그룹 내, 그룹 간 중재 전·후 균형 능력 변화 비교

1) 그룹 내 중재 전·후 균형 능력 변화 비교

실험군과 대조군에서 중재 후 신체 중심 이동면적과 안 정성 한계의 변화는 통계학적으로 유의한 차이를 보였다 (p<.001)(Table 6).

2) 중재 후 집단 간 균형능력 변화 비교

집단 간 중재 후 신체 중심 이동면적은 통계학적으로 유의한 차이를 보였고(p<.05), 안정성 한계의 변화는 중재 후 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p<.001)(Table 7).

Ⅳ. 고 찰

본 연구에서는 중재 후 표면 근전도 검사 장비인 BTS FreeEMG 1000(BTS Bioengineering, Italy)을 사용하여 넙다리곧은근, 넙다리두갈래근, 앞정강근의 근활성도를 측정하였다. 실험군과 대조군의 모두에서 중재 후 근활성 도의 증가를 보였으며 대조군에 비해 실험군에서 더 큰 변화를 나타내며 통계적으로 유의한 차이를 보였다. Oh (2013)의 연구에서는 성인을 대상으로 짐볼을 이용한 스 쿼트 운동군과 벽면을 이용한 스쿼트 운동군의 넙다리네 갈래근의 근활성도를 비교한 결과 근활성도가 두 그룹 모 두에서 통계적으로 유의한 차이를 보이며 증가하였다고 보고하였다. Jeong (2016)은 여성 노인을 대상으로 주당 3 회 12 주간 짐볼 운동 프로그램을 시행한 결과 실험군의 무릎관절 폄근의 근력이 증가하였다고 보고하였다. 박승 규 등(2011)은 뇌졸중환자를 대상으로 하지 근활성도와 BBS, TUG 측정 변수의 상관관계 분석 넙다리네갈래근의 근활성도가 높아질수록 동적 균형능력이 증가한다고 보 고하였다. 하지의 근력은 균형 능력에 영향을 미치며 하 지 근력강화가 낙상예방에 도움이 됨을 시사한다. 이러한 결과는 본연구의 결과와 비슷한 결과이며 두 그룹 모두 하지의 근력 강화 운동 프로그램이 포함되어 있어 근활성 도 증가로 나타났고 실험군에서는 볼위에서 교각운동 등 불안정한 지지면을 이용한 닫힌사슬운동 프로그램이 포 함되어 효율적으로 여러 근육이 동원되어 더 큰 근활성도 의 증가를 보였다고 생각된다.

정적 균형이란 자세가 안정된 상태, 즉 무게 중심을 조 절하고 특정 자세에서 안정성을 유지하는 능력이며, 앉거 나 서 있는 동안 안정된 자세를 유지하는 능력이다. 정적 균형 검사 방법은 주로 눈을 뜨고 두 발 또는 한 발로 서 있는 자세 평가, 눈을 감고 두 발 또는 한 발로 서 있는 자세 평가 등이 있다. 본 연구에서는 정적 균형 능력을 평가하기 위해 두 발로 서기를 60초간 유지하는 동안 중 력 중심점의 이동면적(surface area ellipse)을 측정하였 다. 중재 후 실험군과 대조군 모두에서 정적 균형 능력 향상을 보였고, 실험군에서 더 큰 변화를 나타내어 통계 적으로 유의한 차이를 보였다. 짐볼을 이용한 운동은 가 슴, 복부, 등, 엉덩이, 다리 등의 근육 그룹을 강화할 수 있으며 균형을 유지하고 근육 조절 능력을 향상시키는 효 율적이며 특히 불안정성은 여러 근육 그룹의 동원을 유도 하여 균형과 안정성을 목적으로 하는 운동에 효과적이다 (Thomas et al., 1992). 짐볼을 이용한 낙상 예방 운동 프 로그램 중 볼위에서 교각운동, 볼을 고정한 상태에서 다 리 들어올리기, 볼에 앉아서 무릎펴기 등의 동작은 고유 수용기를 효율적으로 자극하며 몸통 깊은 근육의 강화와 조절능력을 향상시켜 중력 중심점의 이동을 줄였을 것으 로 생각된다. 동적균형능력이란 운동 중 몸의 균형을 유 지하기 위해 신체의 무게중심을 조절하고 자세를 조절하 는 능력이다. 본 연구에서는 동적 균형의 안정성 한계 (limited of stability)를 측정하기 위해 전방의 모니터에서 지시하는 8개의 방향으로 체중 이동 시 중심점에서의 거 리를 측정하였다. 중재 후 실험군과 대조군 모두 동적 균 형 능력이 크게 향상되었고 실험군에서 더 큰 변화를 보여 통계적으로 유의한 차이를 보였다. Ruici Liu 등(2022)은 불안정한 지지면에서 중심부 안정화 운동을 중재한 결과 안정된 지지면에서 중심부 안정화 운동을 시행한 그룹보 다 통계적으로 유의한 차이를 보이며 보행 능력이 증가했 다고 보고하였다. Han 등 (2008)은 8주간 짐볼 운동을 적 용한 그룹과 밴드운동을 적용한 그룹 모두에서 정적 균형 과 동적 균형 능력의 향상이 있었고, 짐볼을 이용한 운동 그룹에서 더 큰 변화를 보였다고 보고하였다. 이러한 결 과는 본 연구의 결과와 유사하다. 짐볼을 이용한 운동 시 몸통의 근력과 지구력이 증가하며 불안정한 지지면을 제 공해주어 관절의 위치각 공간지각능력을 향상시켜 동적 균형능력을 효율적으로 증가시켰다고 생각된다.

본 연구결과 짐볼을 이용한 낙상 예방 운동프로그램은 노인의 하지 근활성도와 균형 능력 향상에 도움이 된다는 결과를 도출했다. 지역사회중심재활에서 운동프로그램 중재가 질병이나 사고의 예방적 접근이 가능하다고 증명 하였고, 운동프로그램 제시를 통해 노인 피트니스 분야의 기초자료를 제공하였다. 그러나 본 연구는 특정 지역에 국한된 대상자들을 모집하여 다양한 직업적, 환경적 측면 에 대한 고려가 미비했다고 생각되며, 운동 프로그램을 수행할 수 있는 대상자로 제한하여 연구결과를 전체 노인 인구 대상으로 일반화하기 어렵다. 향후 연구를 발전시켜 지역사회의 더 많은 노인들에게 다양한 낙상 예방 운동 프로그램을 적용하여 효과를 규명하는 연구들과 낙상의 위험도가 높은 근육뼈대계통과 신경계 질환 환자들을 대 상으로 연구를 확대할 필요가 있다.

Ⅴ. 결 론

본 연구는 전남 지역 경로당 이용 노인 30명을 대상으 로 시행하였다. 짐볼을 이용한 낙상 예방 운동 프로그램 중재한 실험군 15명, 가정기반 낙상 예방운동 프로그램 중재을 중재한 대조군 15명으로 나누어 중재 후 하지의 근활성도와 균형 능력을 비교 분석하였다. 연구 결과 실 험군에서 하지 근활성도와 균형 능력이 더 크게 개선되어 통계학적으로 유의한 차이를 보였다. 이러한 결과는 지역 사회에서 낙상 예방에 대한 효율적인 중재 프로그램을 제 시하고 객관적인 평가도구를 사용하여 관리 지표를 제시 한 의의가 있다. 향후 연구를 발전시켜 지역사회의 더 많 은 노인들에게 다양한 낙상 예방 운동프로그램을 적용하 여 효과를 규명하는 연구들과 낙상의 위험도가 높은 근육 뼈대계통과 신경계 질환 환자들을 대상으로 연구를 확대 할 필요가 있다.