지지면과 무릎관절 각도에 따른 교각운동이 복부근육의 두께에 미치는 영향

Ⅰ. 서 론

코어근육은 인체의 움직임에 기초를 제공하고 힘의 근원(powerhouse)으로 알려져 있다(Kymaresan 등, 2016; Borghuis 등, 2008).

코어근은 주로 배가로근을 비롯한 골반 바닥근, 뭇갈래근, 배속빗근과 배바깥빗근, 배가로근, 척추세움근, 천극근(sacrospinalis), 가장긴근(longissimus thoracis)으로 간주된다(Kang 등, 2016).

코어근의 근력강화훈련은 임상적으로 흥미로운 주제 중 하나로 일상생활과 관련하여 몸통의 안정성과 함께 신체균형, 자세를 안정화를 증진하여 일상생활동작에서 몸통균형의 중요한 역할을 하며, 근·골격계의 손상을 줄여주고, 몸통의 안정적인 동작수행과 함께 임상적 재활기간단축에도 영향을 준다(Biabanimoghadam 등, 2016; Wang 등, 2012).

그러나, 코어근육의 약화가 발생하면 신체의 불안정성이 증가하고 신체의 균형이 깨져 요통을 포함한(Borghuis 등, 2008), 다양한 근·골격계 손상에 영향을 준다(Abt 등, 2007; alentorn-Geli 등, 2009; Devlin, 2000).

지난 수십 년 동안 코어근에 관한 다양한 연구들은 대상자들에게 지지면의 불안정한 환경을 제공하여 코어근의 근력강화와 신체 안정화의 증진을 보고하였다(Behm과 Anderson, 2006). 예를 들어서, 앉거나 서 있을 때 지지면을 줄여서 수행하는 신체 운동이나 불안정한 현수장치의 사용은 발목 주변의 안정근을 더욱 더 활성화시켜, 코어근육의 근활성도에도 영향을 미쳤다(Amiridis 등, 2003; Borreani 등, 2014; Calatayud 등, 2015).

의료용 초음파 영상촬영은 신체의 근육두께를 촬영하고 분석하여 골격근의 기능 장애를 비롯한 비사용증후군, 노화, 훈련 그리고 질병으로 인해 발생하는 골격근 변화를 볼 수 있어 세계적으로 많이 사용되고 있다(Ishida 등, 2018; Palakshappa 등, 2018; Strasser 등, 2013).

그리고 초음파 영상의 장점은 수십 MHz의 고 주파수를 사용하여 높은 정밀도의 해상도로 측정 시 정량적이며, 의학적 진단에도 빠르고 비용이 저렴하고, 방사선이 없는 것이 특징이다(Joel과 Sivakumar, 2018).

본 연구는 고전적 운동(classical exercise)에서 교각운동을 통한 코어근 강화가 안정적인 지지면 보다 불안정적 지지면 위에서 몸통의 자세조절(postural control)과 균형 그리고 자세안정화가 더욱 더 향상된다고 보고(Vera-Garcia 등, 2000; Imai 등, 2010; Saliba 등, 2010), 초음파영상를 이용한 안정적 지지면과 불안정 지지면에서 무릎관절의 각도 변화에 따른 코어근의 근두께(muscle thickness)의 변화를 알아보고자 한다.

Ⅱ. 연구방법

Ⅲ. 연구결과

Ⅳ. 고 찰

신체의 코어부위는 때론 몸통으로 언급되고, 특히 배가로근과 배속빗근은 척추의 동적 안정화에 핵심역할을 하며, 배곧은근과 배바깥빗근 그리고 척추세움근은 기저면과 관련하여 몸통자세를 조절하는데 기여한다(Kymaresan 등, 2016; Escamilla 등, 2010).

코어근육의 운동동원은 복부를 포함한 등, 골반 그리고 엉치관절을 통하여 신체 몸쪽에서 먼쪽으로의 신체안정성을 돕는 이유로 최적의 근력생산과 함께 섬세한 허리 골반 움직임과 엉덩관절의 움직임을 만들어서 적절한 힘의 방향전환과 함께 척추에서 골반과 먼 쪽 사지분절까지 전달한다(Kymaresan 등, 2016; Devlin, 2000).

Choi 등(2015)은, 21명의 신체 건강한 대상자를 상대로 세라밴드를 이용한 등척성 엉덩관절의 모음을 유도하는 교각운동 동작을 시행하여, 골반의 앞쪽 기울임 동작 시 척추세움근과 큰볼기근 그리고 뒤넙다리근(hamstring) 활성도의 비율을 연구하였는데, 세라밴드를 이용한 엉덩관절 내전이 큰볼기근의 활성도의 현저한 증가와 골반 앞쪽 기울임(anterior pelvic tilting)을 줄이는 효과적 방법이라고 보고하였다.

본 연구는 안정적 지지면과 불안정지지면에서 무릎관절의 굽힘 각도 차이에 따른 코어근육의 두께 변화를 알아보았다.

배배깥빗근과 배가로근은 지지면과 무릎관절 굽힘 각도에 따른 유의한 차이가 있었다.

배바깥빗근에서 안정면 120°와 60° 그리고 불안정면 120°와 60°에서 유의한 차이가 있었다. 이것은 안정적 지지면과 불안정적 지지면 둘다에서 근육에서 길이와 장력과의 관계라고 생각된다

Kim 등(2013)은, 20명의 건강한 남성들을 대상으로 치료공(therapeutic ball)위에서 교각운동 동안 선택적 몸통 근육으로 배가로근, 배속빗근, 척추세움근 그리고 뭇갈래근의 표면 근전도의 효과를 연구하였는데, 교각운동 시 팔에 증가하는 무게 움직임이 고유수용성감각을 증가시키고 내부적 동요를 만들어 운동조절(motor control)의 요구를 증대하여 몸통의 안정성을 촉진한다고 보았다.

본 연구는 안정면 무릎각도 90°와 불안정면 무릎각도 120°와 90° 그리고 60°에서 유의한 차이가 있었다. 이것은 안정면과 불안정면 둘 다에서 근육의 적당한 길이가 근두께에 영향을 준다고 볼 수 있으며 이것은 근육의 길이와 장력관계라고 생각된다.

Yoon 등(2017)은, 건강한 성인 15명을 대상으로 불안정한 지지면과 안정적인 지지면에서 교각운동시 배곧은근과 배속빗근, 척추세움근 그리고, 뭇갈래근(multifidus)에 대해 몸통 근육의 변화를 표면근전도를 이용하여 연구한 결과 교각운동 시 엉덩관절 모음과 불완전지지면이 몸통근육의 활성화에 전략적으로 유용할 수 있다고 보고하였다. 이것은 본 연구와 비교해볼 때 체간의 불안정성에 따라 코어근의 활성화가 자세안정근에 영향을 주고 이는 본 연구의 근두께의 증가와 유사하다고 생각한다.

본 연구는 배가로근은 안정면 60°와 불안정면 120°에서 유의한 차이가 있었다. 이것은 교각운동 시 안정지지면 90°에 비해서 불안정 지지면과 무릎각도 120°와 90°의 변화가 신체의 균형조절을 증진시키는 것이라고 생각된다. 그리고 이것은 코어근육의 근두께의 변화와 함께 자세안정화에도 기여할 것이라 생각된다.

Kim 등(2016)은, 20명의 건강한 남성들을 대상으로 한쪽 또는 양쪽 다리에서 등척성 엉덩관절 모음을 프랭크운동을 하는 동안 배바깥빗근과 배속빗근 그리고 배가로근에서 근전도 활성도를 비교 연구를 하였는데, 프랭크운동을 하는 동안 등척성 엉덩관절 모음을 같이 시행하는 것은 배 근육 활성도를 강화하는 유용한 방법이라고 하였으며, 한쪽 다리의 엉덩관절 모음이 양쪽 다리의 엉덩관절 모음보다 훨씬 더 효과적이라고 하였다.

Kang 등(2016)은, 20대의 건강한 남녀 20명을 대상으로 교각운동을 하는 동안 엉덩관절 모음근의 각도를 0°, 15°, 30°로 나누어 큰볼기근의 활성도를 근전도를 통하여 보았는데, 교각운동 시 엉덩관절 모음 각도가 30°에서 척추세움근의 근전도활성도의 최소화와 골반의 앞 기울임 각도(Anterior pelvic tilting angle)의 보상작용이 최소화되는 결과를 도출했는데, 이는 교각운동 시 엉덩관절 모음 각도가 30°가 큰볼기근의 현저한 근활성도를 촉진한다고 보고하였다. 이것은 본 연구와 비교해볼 때, 관절 각도에 따라 최적의 근육 활성도는 교각운동 시 무릎각도에 따른 최적의 근두께 변화와 일치한다고 생각한다.

Han과 Kim(2014)은 네발기기자세에서 과제난이도에 따른 몸통 근두께 변화에서 운동 각도에 따라 다양한 몸통 근두께 변화가 발생한다고 보고하였다. 또 다른 연구에서는 몸통안정화 운동을 하는 동안 적절한 몸통 근육의 수축을 촉진하기 위해 실시간 초음파 영상 피드백을 추천한다고 했다(Joel과 Sivakumar, 2018).

본 연구에서 교각운동 시 무릎의 굽힘 각도를 각각 120°와 90° 그리고 60°에 따라 배곧은근과 배속빗근의 두께 변화의 결과를 알아보았지만 별다른 유의한 차이가 없었다.

본 연구의 제한점은 특정 나이의 대상자 한정과 적은 수의 대상자로 일반화하는 데 다소 어려움이 있었다. 그러나 차후 이러한 제한점을 보완하여 성별 및 나이의 변화로 보다 체계적인 연구가 진행되어야 할 것이다.

Ⅴ. 결 론

본 연구는 고전적 운동(Classical exercise)에서 교각운동을 통한 코어근 강화를 안정적인 지지면과 불안정적 지지면 위에서 어떠한 영향을 미치는지를 알아보기 위하여 시행되었다. 본 연구의 결론은 다음과 같다.

• 1. 배바깥빗근과 배가로근은 지지면과 무릎관절 굽힘 각도에 따른 유의한 차이가 있었다(p＜.05).
• 2. 배바깥빗근에서 안정면 120°와 60° 그리고 불안정면 120°와 60°에서 유의한 차이가 있었다(p＜.05).
• 3. 안정면 무릎각도 90°와 불안정면 무릎각도 120°와 90° 그리고 60°에서 유의한 차이가 있었다(p＜.05).
• 4. 배가로근은 안정면 60°와 불안정면 120°에서 유의한 차이가 있었다(p＜.05).
• 5. 교각운동 시 무릎의 굽힘 각도를 각각 120°와 90° 그리고 60°에 따라 배곧은근과 배속빗근의 두께 변화의 결과를 알아보았지만 별다른 유의한 차이가 없었다.

참고문헌

• Abt, JP, Smoliga, JM, Brick, MJ, et al., Relationship between cycling mechanics and core stability, The Journal of Strength & Conditioning Research, (2007), 21(4), p1300-4.
• Alentorn-Geli, E, Myer, GD, Silvers, HJ, et al., Prevention of non-contact anterior cruciate ligament injuries in soccer players. Part 1: Mechanisms of injury and underlying risk factors, Knee surgery, sports traumatology, arthroscopy, (2009), 17(7), p705-29. [https://doi.org/10.1007/s00167-009-0813-1]
• Amiridis, IG, Hatzitaki, V, Arabatzi, F., Age-induced modifications of static postural control in humans, Neuroscience letters, (2003), 350(3), p137-40. [https://doi.org/10.1016/S0304-3940(03)00878-4]
• Behm, DG, Anderson, KG., The role of instability with resistance training, The Journal of Strength & Conditioning Research, (2006), 20(3), p716-22.
• Biabanimoghadam, M, Motealleh, A, Cowan, SM., Core muscle recruitment pattern during voluntary heel raises is different between patients with patellofemoral pain and healthy individuals, The Knee, (2016), 23(3), p382-6. [https://doi.org/10.1016/j.knee.2016.01.008]
• Borghuis, J, Hof, AL, Lemmink, KA., The importance of sensory-motor control in providing core stability, Sports medicine, (2008), 38(11), p893-916. [https://doi.org/10.2165/00007256-200838110-00002]
• Borreani, S, Calatayud, J, Martin, J, et al., Exercise intensity progression for exercises performed on unstable and stable platforms based on ankle muscle activation, Gait & posture, (2014), 39(1), p404-9. [https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2013.08.006]
• Calatayud, J, Borreani, S, Martin, J, et al., Core muscle activity in a series of balance exercises with different stability conditions, Gait & posture, (2015), 42(2), p186-92. [https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2015.05.008]
• Choi, SA, Cynn, HS, Yi, CH, et al., Isometric hip abduction using a thera-band alters gluteus maximus muscle activity and the anterior pelvic tilt angle during bridging exercise, Journal of Electromyography and kinesiology, (2015), 25(2), p310-5. [https://doi.org/10.1016/j.jelekin.2014.09.005]
• Devlin, L., Recurrent posterior thigh symptoms detrimental to performance in rugby union, Sports Medicine, (2000), 29(4), p273-87. [https://doi.org/10.2165/00007256-200029040-00005]
• Escamilla, RF, Lewis, C, Bell, D, et al., Core muscle activation during swiss ball and traditional abdominal exercises, journal of orthopaedic & sports physical therapy, (2010), 40(5), p265-76.
• Han, JM, Kim, KS., The change of muscle thickness in accordance with angle of shoulder joint and hip joint at the quadrupedal position, Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, (2014), 15(2), p934-9.
• Hodges, PW, Gandevia, SC., Changes in intra-abdominal pressure during postural and respiratory activation of the human diaphragm, Journal of applied Physiology, (2000), 89(3), p967-76. [https://doi.org/10.1152/jappl.2000.89.3.967]
• Imai, A, Kaneoka, K, Okubo, Y, et al., Trunk muscle activity during lumbar stabilization exercises on both a stable and unstable surface, journal of orthopaedic & sports physical therapy, (2010), 40(6), p369-75.
• Ishida, H, Suehiro, T, Suzuki, K, et al., Muscle thickness and echo intensity measurements of the rectus femoris muscle of healthy subjects: Intra and interrater reliability of transducer tilt during ultrasound, Journal of bodywork and movement therapies, (2018), 22(3), p657-60. [https://doi.org/10.1016/j.jbmt.2017.12.005]
• Joel, T, Sivakumar, R., An extensive review on despeckling of medical ultrasound images using various transformation techniques, Applied Acoustics, (2018), 138, p18-27. [https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2018.03.023]
• Kang, S-Y, Choung, SD, Jeon, HS., Modifying the hip abduction angle during bridging exercise can facilitate gluteus maximus activity, Manual therapy, (2016), 22, p211-5. [https://doi.org/10.1016/j.math.2015.12.010]
• Kim, MJ, Oh, DW, Park, HJ., Integrating arm movement into bridge exercise: Effect on emg activity of selected trunk muscles, Journal of Electromyography and Kinesiology, (2013), 23(5), p1119-23. [https://doi.org/10.1016/j.jelekin.2013.07.001]
• Kim, KH, Park, RJ, Jang, JH, et al., The effect of trunk muscle activity on bridging exercise according to the knee joint angle, Journal of the Korean Society of Physical Medicine, (2010), 5(3), p405-12.
• Kim, SY, Kang, MH, Kim, ER, et al., Comparison of emg activity on abdominal muscles during plank exercise with unilateral and bilateral additional isometric hip adduction, Journal of Electromyography and Kinesiology, (2016), 30, p9-14. [https://doi.org/10.1016/j.jelekin.2016.05.003]
• Kymaresan, A, Anton, MJ., Effect of core muscle exercise in improving reaching activities in paticipants with hemiplegia, Int J Pharm Bio Sci, (2016), 7(3), p1096-104.
• Nomura, H, Adachi, H, Kamakura, T., Feasibility of low-frequency ultrasound imaging using pulse compressed parametric ultrasound, Ultrasonics, (2018), 89, p64-73. [https://doi.org/10.1016/j.ultras.2018.04.007]
• Palakshappa, JA, Reilly, JP, Schweickert, WD, et al., Quantitative peripheral muscle ultrasound in sepsis: Muscle area superior to thickness, Journal of critical care, (2018), 47, p324-30. [https://doi.org/10.1016/j.jcrc.2018.04.003]
• Saliba, SA, Croy, T, Guthrie, R, et al., Differences in transverse abdominis activation with stable and unstable bridging exercises in individuals with low back pain, North American journal of sports physical therapy: NAJSPT, (2010), 5(2), p63.
• Strasser, EM, Draskovits, T, Praschak, M, et al., Association between ultrasound measurements of muscle thickness, pennation angle, echogenicity and skeletal muscle strength in the elderly, Age, (2013), 35(6), p2377-88. [https://doi.org/10.1007/s11357-013-9517-z]
• Vera-Garcia, FJ, Grenier, SG, McGill, SM., Abdominal muscle response during curl-ups on both stable and labile surfaces, Physical Therapy, (2000), 80(6), p564-9.
• Yoon, JO, Kang, MH, Kim, JS, et al., Effect of modified bridge exercise on trunk muscle activity in healthy adults: A cross sectional study, Brazilian Journal of Physical Therapy, (2017), 22(2), p161-167. [https://doi.org/10.1016/j.bjpt.2017.09.005]
• Wang, XQ, Zheng, JJ, Yu, ZW, et al., A meta-analysis of core stability exercise versus general exercise for chronic low back pain, PloS one, (2012), 7(12), e52082. [https://doi.org/10.1371/journal.pone.0052082]