혈류제한운동이 만성발목불안정성을 가진 비만중년여성의 발목근력, 균형 및 발목불안정 지수에 미치는 영향

Ⅰ. 서 론

현재 우리나라 중년여성의 비만 유병률은 체질량지수를 기준하여, 40대는 27.2 %, 50대는 30.6 %, 60대는 35.4 %로 나타났다(통계청, 2022). 비만이 되면 체중에 의해 인체 관절에 무리가 가며 그중 발목관절에 가해지는 부하로 인해 손상확률이 높다(김희승과 오정아, 2007). 체중 증가가 발목 손상의 원인 중 하나라고 보고하였다(Andersen 등, 2003).

발목관절은 중력에 저항하여 신체를 지지하고 있기에 인체 관절 중에서 가장 손상을 많이 받는 관절이고 중년이 되면 균형을 유지하기 위한 발목근육의 반응시간이 길어지고 발목관절의 근력도 감소하게 된다(Morrison과 Kaminski, 2007; 박근태, 2024). 발등굽힘근이 약하면 균형 능력이 감소한다고 하였다(한준호, 2018; 김선민, 2023).

발목관절은 나이가 들어감에 따라 근력 및 근지구력이 감소되는 생리적인 변화가 발생하고, 이런 생리적인 변화는 남성보다는 여성에게서 더 많이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 체중이 증가함에 따라 발목의 발바닥쪽 굽힘 및 발바닥쪽 굽힘 근력에 통계적으로 차이가 있고 족저압력도 비만일 때 더 높은 것으로 나타났다(김태완, 2006; 노윤희, 2001; 한준호와 이효정, 2018; Birtane과 Tuna, 2004; Hills 등, 2001)

비만일 경우 정상인보다 발목 안가쪽 정적 안정성이 떨어진다고 하였고(McGraw 등, 2000), 만성발목불안정성을 가진 사람들은 발목관절 안쪽번짐 손상이 반복적으로 발생되고 한 발로 서기 시 흔들림이 크며, 관절낭 및 인대의 손상 및 발목관절 주변 근육약화로 인해 들신경 전도속도가 저하되어 고유수용성감각이 감소된다(Bowker 등, 2016). 정상인과 비만인의 보행속도에 따른 하지 근력연구에서 비만인은 체중으로 인해 발목관절에 가해지는 부하가 많고 체중으로 안한 충격흡수율이 높아 발목관절에 손상이 증가된다고 하였지만 발목관절 근력과 고유수용성 감각이 정상일때는 발목관절의 동적, 정적 안정성이 유지되고, 재손상을 예방할 수 있다고 하였다(김태완과 김지태, 2007; Denegar과 Miller, 2002; 한진태, 2022).

관절 안정성을 유지하기 위한 일차적인 조건은 회전에 대한 저항을 제공하고, 관절 표면의 압력 분포를 균등하게 유지하는 인대 기능을 증가시켜야 한다. 이를 위해서는 관절의 움직임 및 안정성을 위한 근육의 동시수축 능력이 필요하다고 하였다(David 등, 2010). 근육의 동시수축은 주동근과 길항근의 활성화 간격이 겹치는 기간으로(Den Otter 등, 2006), 운동 학습 중 운동 조절에 중요한 역할을 하여 관절 안정성을 향상시킨다고 하였다(Darainy과 Ostry, 2008).

만성발목불안정성의 중재방법은 다양하다. 체계적 고찰에 따르면 만성발목불안정성의 치료적 중재로는 근력운동, 균형훈련, 복합운동적용, 저항운동, 가동범위 증가운동, 수동적 종아리 신장, 연부조직 가동술 및 보조기적용이 사용된다고 보고되었으며, 중재의 목적은 불안정 발목의 기능회복이다(Kosik 등,2017).

이 중 가장 많이 사용되는 중재방법은 근력운동이다. 발목관절의 근력이 정상적인 수준을 유지할 경우 자세조절 및 안정성을 가질 수 있고, 재손상을 방지 할 수 있다(Denegar과 Miller III, 2002). Hubbard 등(2007)의 연구에 의하면 만성발목불안정성이 있는 대상자 30명의 발목 발등굽힘, 발바닥굽힘 근력을 측정한 결과 발바닥굽힘 근력의 감소가 확인되었으며 또한 만성발목불안정성이 있는 23명의 대상자의 병변측 및 정상측의 발목 발등굽힘, 발바닥굽힘, 엉덩관절 벌림 및 폄 근력을 측정한 결과 병변측의 발목 발등굽힘, 발바닥굽힘, 엉덩관절 벌림 근력이 정상측에 비해 유의하게 낮았다고 보고하였다(Friel 등, 2006). 이는 만성발목불안정성을 가진 대상자들에게 발목 발등굽힘, 발바닥굽힘과 엉덩관절 벌림 근력운동이 필요하다는 것을 확인하였다.

혈류제한운동은 가압벨트를 사용해 사지의 윗부분을 압박한 상태로 저강도 훈련을 단시간에 실시하는 방법으로(전종목, 2008), 저강도, 단시간 훈련임에도 불구하고 근력의 증가와 근비대를 효율적으로 이끌어 내어 고강도 저항운동과 동일한 근력강화를 유발할 수 있다(Lixandrao 등, 2018). 또한 운동 시 신체의 위험 부담이 적고 운동 이후의 피로감이 상대적으로 적으며 회복 속도도 빠른 것으로 보고 된 방법으로 연구가 활발히 진행중이다(Takano 등, 2005; Takarada 등, 2002; 여효성과 김효정, 2015). 혈류제한운동은 운동 부위를 압박대(cuff)로 압박하여 일시적으로 혈류의 흐름을 제한하고 운동 후에는 커프를 제거하여 근육내 산소 증가 및 혈관확장을 일으킨다고 밝혔고(Takarada 등, 2002). Karanasios 등(2022)의 연구에서 가쪽 팔꿈치 통증 환자에게 적용한 혈류제한 운동이 환자의 통증강도, 테니스엘보 평가척도(PRTEE), 통증 없는 악력(PFGS), 전반적인 변화등급(GROC)에 유의한 증가를 보였다. 혈류제한 운동의 효과는 다른 관절에서는 연구되었지만 발목관절에서의 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 혈류제한운동을 적용하여 만성발목불안정성을 가진 중년 비만여성의 발목 근력 및 균형능력의 최대운동효과를 알아보고 임상에서 혈류제한운동의 적용 가능성에 대한 기초자료를 제공하고자 한다.

Ⅱ. 연구방법

3. 중재방법

실험군은 혈류제한을 위해 커프를 이용하였으며, 발목관절의 근력운동으로 선행연구를 바탕으로 4주간 주 3회 실시하였다(Lee 등, 2019; Lee 등, 2017; 연강미, 2022). 발목관절 근력운동은 준비 및 마무리 운동을 각 3분간 본 운동은 점진적 세트 횟수를 증가하여 9분-14분간 실시하였다. 본 운동은 선 자세에서 5cm의 블록 위에 올라가 발목 발등 및 발바닥을 5초간 유지하고(Lee 등, 2017; 연강미, 2022), 휴식 없이 10회를 진행한 후에 세트 간 휴식시간을 20초로 실시하였다. 1~2주차에는 3세트, 3~4주차 5세트로 강도가 증가하도록 실시하여 총 운동시간은 휴식시간을 포함하여 1~2주차 15분, 3~4주차 20분으로 설정하였다(Lee 등, 2019). 3분간 준비운동을 실시 후 혈류제한을 위해 다리의 가장 윗부분에 커프를 착용하고 본 운동을 실시하였다. 세트 간 휴식시간에 커프의 강도는 유지하였으며, 혈류제한의 강도는 대상자의 신체조건에 따라 180~240 mmHg으로 다양하게 적용하였다(Burgomaster 등, 2003), (Table 1). 대조군은 혈류제한 커프를 사용하지 않고 실험군과 동일한 운동프로그램을 적용하였다(Table 1).

Table 1.

Exercise program of experimental group and comparison group

Ⅲ. 결 과

1. 연구 대상자의 일반적 특성

두 군 사이에 몸무게, 나이, 키, BMI, 불안정한 발목지수(chronic ankle instability, CAI)에서 군간 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않아 연구 대상자의 일반적 특성은 동질성이 확인되었다(Table 2)..

Table 2.

Clinical characteristics of the subjects(N=24)

2. 근력의 변화

발등굽힘근에서는 실험군과 대조군의 중재 전과 중재 후의 각각 평균값이 향상되어 유의한 차이가 나타났고(p<.05), 실험군과 대조군의 평균 발등굽힘근의 변화량이 증가하여 두 군간 차이에서도 두 군간 유의한 차이가 나타났다(p<.05), (Table 3). 발바닥굽힘근에서는 실험군과 대조군의 중재 전과 후의 평균값을 비교한 결과 평균값이 향상되어 유의한 차이가 나타났지만(p<.05), 실험군과 대조군의 발바닥굽힘근의 전후 변화량 차이 비교에서는 두 군간 차이를 보이지 않았다(Table 3).

Table 3.

The comparison of variables between groups

Ⅳ. 논 의

본 연구는 만성발목불안정을 갖고 있는 비만중년여성에게 단시간 최대 운동효과를 볼수 있는 혈류제한운동을 실시하여 발목 근력, 균형 및 발목불안정성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 실험군과 대조군의 대상자에게 혈류제한 유무에 따라 같은 시간과 운동강도로 최대의 운동효과를 알아보기 위한 무작위실험연구이다.

만성발목불안정성을 가진 비만 중년여성 24명을 대상으로 총 4주간 주 3회, 15~20분 중재를 실시하였다. 혈류제한을 적용한 실험군 12명과 혈류제한을 적용하지 않은 대조군 12명에게 발목근력 강화운동를 적용하여 근력, 균형 및 발목불안정지수에서 혈류제한 운동효과를 분석하고자 하였다.

본 연구에서 발목 근력은 디지털근력계, 균형은 FRT, Y-balance, 발목불안정지수는 CAIT를 사용하여 4주 중재 전후의 변화를 비교하였다.

만성발목불안정성을 가진 성인의 근력과 동적 균형을 평가했을 때 균형능력 감소와 근력약화를 보였고 (Lee 등, 2020), Urgüden 등(2010)의 경우 발등굽힘 근력이 발목 안정성에 영향을 미친다고 하였다. 만성발목불안정성을 가진 연구대상자에게 5주간 신경근 전기자극과 발목 들어올리기 운동을 병행했을 때 근력향상, 자세조절능력 향상 및 균형능력의 향상을 보였다고 보고했다(Seo 등, 2021). 만성발목불안정성을 가진 27명의 대상자를 발목 근력운동군과 위약군으로 나누어 적용했을 때 근력운동군에서 균형능력에 유의한 향상을 보였다(Collins 등, 2014). 플로싱밴드와 밸런스 운동을 만성발목불안정성 대상자에게 적용 했을 때 발목관절 근력, 균형, 관절각도 및 발목기능에서 모든 부분에서 유의한 차이를 보였다(서진아, 2021). 본 연구의 발목 근력의 변화는 실험군과 대조군 모두 발등과 발바닥굽힘근의 근력이 중재 전·후에 유의한 향상을 보였고 두 군간의 변화량차이는 발등굽힘근에서만 유의차가 나타났다. 이는 한준호(2018)의 연구에서 중년비만여성에게 불안정지지면과 안정지지면서에서 발목근력운동을 실시했을 때 실험군 1,2의 발등굽힘과 발바닥굽힘의 근력에서 모두 유의한 수준의 증가가 있었으나 발바닥굽힘근에서는 집단 간 변화량의 비교에서는 유의한 수준의 차이를 보이지 않은 것은 본 연구의결과와 일치하였다. 또한 65세 이상의 노인 10명에게 발바닥굽힘 운동을 10회 2세트, 주 3회, 4주 시행한 후 발바닥굽힘 근력에서 혈류제한을 적용한 그룹에서 근력 향상을 보고한 연구(Patterson과 Ferguson, 2011), 일반인에게 6주간 저강도 혈류제한 운동과 고강도 운동운동을 두 군으로 나누어 발목 들어올리기 운동을 시행했을 때 장딴지근 근력 향상이 두군 모두에서 보였으나, 두 군간에서는 유의차가 나타나지 않았다고 밝힌 연구(Kataoka 등, 2022)는 본 연구의 결과와 일치한다. 또한 Seo 등(2021)은 만성발목불안정성 환자에게 발목 들어올리기 운동을 적용 후 발목관절 근력에서 유의한 차이를 보였고, 손상으로 운동재할이 필요한 선수 40명을 대상으로 혈류제한 운동을 실시한 결과 발목근두께가 증가하는 결과를 보였다. 이는 혈류제한을 적용한 고강도 근력운동이 노인, 중년여성, 발목불안정성을 가진 자, 정상인 및 손상으로 인한 운동선수들에게 발목근력을 향상시킬 수 있는 고효율적이고 효과적인 운동방법을 제공 할 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구의 균형 결과는 혈류제한은 한 실험군은 FRT와 Y-balance에서 중재 전·후 유의한 향상을 나타냈고(p<.05), 또한 집단간의 변화량비교에서 Y-balance와 기능적 팔 뻗기 검사(FRT)는 실험군의 중재전 후의 차이값이 대조군보다 크게 나타났다(p<.05). Li 등(2004)에서 노인들에게 근력운동을 실시하여 3개월 후 6개월 후에 비교하면 FRT검사 값이 증가하였다고 보고하였고 비만여성, 노인, 일반인들에게 운동 후 FRT검사 값이 증가했다고 보고하였다(Hauer 등, 2001; Wolf 등, 2003; Sattin 등, 2005; Wolf 등, 2006). 또한 Elis 등(2001)은 만성 발목염좌 환자를 대상으로 6주간 불안정한 지지면과 안정적인 지지면에서 균형운동을 한 결과 실험군과 대조군 모두 균형감각의 유의한 증가를 보였고 또한 발목 불안정을 호소하는 대학생 30명에게 지지면 변화에 따라 실험군과 대조군으로 나누어 운동을 적용했을 때 불안정지지면에서 훈련한 실험군이 안정지지면 대조군보다 동요속도를 측정하는 균형감각에 유의한 감소를 보였다(김영민, 2014). 또한 밴드와 발란스 운동을 만성발목불안전 환자에게 적용하여 정적 및 동적 균형에 유의한 차이를 보였다고 했고(Seo 등, 2021) 27명의 만성 발목불안정성을 가진 대상자를 발목 근력운동군과 위약군으로 선정하여 중재를 실시한 결과 근력운동군의 균형 평가에서 유의한 향상을 보인 것은(Collina 등, 2014) 본 연구와 일치하는 결과를 보인 것이다. 이는 발목관절 근력운동을 통해 자세조절 근육들이 서로 협력함으로 근수축 조절을 통해 안정성이 증가하고(Behm 등, 2015; 연강미, 2022)지지면 균형능력이 향상된 것으로 사료된다.

본 연구의 발목불안정성(CAIT) 점수 결과는 실험군과 대조군에서 각각 CAIT 점수가 중재 전·후에 유의한 증가를 보였지만 두 군간에 변화량의 차이는 나타나지 않았다. 김기종(2012)은 CAIT 점수와 정적 및 동적균형과의 상관관계가 있다고 하였다. 만성발목불안정성을 가진 47명 선수들에게 6주간 기능적 재활운동을 적용한 후 CAIT 점수의 향상을 보였는데(Kim, 2012) 이는 본 연구의 결과와 일치하였다. 발목 근력 및 균형능력향상으로 비만중년 여성인 연구대상자가 발목 불안정성이 감소되었다고 주관적 자기 기입을 한 것으로 사료된다.

본 연구의 제한점은 일반화하기에는 연구대상자의 수가 부족하고 중재기간에서 타 연구에 근거하여 근력운동을 4주로 설정했지만 훈련기간을 달리 하여 훈련기간별 균형 및 근력 변화를 평가하지 못한 것이 제한점이라고 할 수 있다. 또한 발목과 관련하여 근력, 균형 및 발목불안정성 지수를 평가하였지만 추후의 연구에서는 실제적인 일상생활 수행능력, 삶의 질 같은 정서적인 변화에 대한 평가를 해야 할 필요가 있다.

Ⅴ. 결 론

본 연구에서는 만성발목불안정성을 가진 비만중년여성에게 혈류제한운동이 발목근력, 균형 및 발목불안정지수에 미치는 효과를 비교하고자 하였다. 비만중년여성 24명을 대상으로 혈류제한 여부에 따라 4주 동안 발목근력운동을 적용한 연구결과는 다음과 같다.

첫째, 중재 후 실험군과 대조군에서 발등과 발바닥굽힘근의 근력이 유의한 향상을 보였고 발등굽힘근은 실험군과 대조군간에 유의한 차이가 나타났다.

둘째, 중재 후 실험군에서는 균형능력을 평가한 FRT, Y-balance 검사에서 유의한 향상이 나타났지만 대조군에서는 Y-balance 검사에서만 유의한 향상이 나타났고 두 군간의 차이는 나타나지 않았다.

셋째, 중재 후 발목불안정 검사(CAIT)에서 실험군과 대조군 모두 유의차가 나타났지만 군간의 차이는 발생하지 않았다.

이상의 결과를 종합해 볼 때, 4주간의 혈류제한 적용은 만성발목불안정성을 가진 비만중년여성의 근력, 균형, 발목불안정지수의 향상에 유용하다고 사료된다. 비만과 중년여성에 대한 연구는 대부분 대사증후군과 체중변화를 목적으로 하는 유산소운동에 대한 연구가 많았고, 발목 운동과 관련된 운동은 운동선수, 일반인 및 환자를 대상으로 한 중재가 대부분이며 혈류제한 근력운동은 부족한 실정임으로 다양한 연구를 통해 혈류제한 운동이 최대효율을 내는 근력강화운동이기에 적용대상과 부위를 확장시켜 나간다면 단시간에 효율적인 운동효과를 볼 수 있을 것으로 생각된다.

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