NEUROTHERAPY 대한신경치료학회지김은자, 최영덕제20, 권김명준제2호 불안정한지지면운동이여성노인의균형과하지근활성에미치는영향 김은자 *, 최영덕, 김명준 경동대학교물리치료학과 The Effects of Unstable Surface Training

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은우 사
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1 NEUROTHERAPY 대한신경치료학회지김은자, 최영덕제20, 권김명준제2호 불안정한지지면운동이여성노인의균형과하지근활성에미치는영향 김은자 *, 최영덕, 김명준 경동대학교물리치료학과 The Effects of Unstable Surface Training on Balance and Lower Extremity Muscle Activity of Elderly Women Eun-Ja Kim, PT, Ph.D. Young-Deok Choi, PT, Ph.D. Myung-Joon Kim, PT, Ph.D. Department. of Physical therapy, Kyungdong University. Purpose The purpose of this study was to determine the effect of unstable surface strength trainingon balance and lower extremity muscle activity in elderly women. Methods Our study included relatively elderly women age of 65 years or so, 14 elderly women who consented were randomized as two groups, the control group of 7 people, the experimental group of 7 people, unstable surface strength training was performed for 40 minutes a day, twice a week, for a total of 8 week. Results The experimental group had a significant difference in OLST-S and OLST-H(p<.05), the control group had a significant difference in OLST-H(p<.05). And the comparison between two groups had no significant difference (p>.05). Two groups had no significant difference in TUG (p>.05), the comparison between groups had no significant difference (p>.05). The experimental group had a significant difference in muscle activity of vastus medialis oblique and vastus lateralis oblique (p<.05), the control group had a significant difference in muscle activity of vastus lateralis oblique (p<.05), but the comparison between groups had no significant difference (p>.05). Conclusion Unstable surface strength training in elderly women were more effective than general strengthening exercises and it is an appropriate exercise to prevent from falling in the elderly. Key words Balance, Elderly Women, EMG, Lower extremity, Unstable surface 책임저자 Eun-Ja Kim (eunja1828@naver.com) 논문접수일 2016 년 4 월 26 일수정접수일 2016 년 5 월 26 일게재승인일 2016 년 6 월 24 일 I. 서론 통계청조사에서 2010년 65세이상이 11% 이었으나 2015년 13.2% 으로증가하였으며, 2026년에는 20% 이상으로초고령화사회가된다고하였다. 1) 또한국민건강관리보험공단의노인인구의성별비교에서여성인구의수가많고평균수명도여성이 8세이상증가할것으로예측하였다. 2) 노인은나이가들면서정신적, 신체적퇴행성변화가나타나기시작한다. 근골격계와고유수용성감각의변화는근력을떨어뜨리고균형능력을감소시키어독립적일상생활활동이제한되고낙상을발생시킨다. 그리고낙상을경험한노인은낙상두려움이발생하여움직임이감소한다. 3) 특히여성노인은폐경기이후호르몬변화로인해골다공증과근육량감소로인해남자노인보다근력약화가더많이나타난다. 4) 노인의성별에따른하지근활성도연구에서남성노인보다여성노인에서넙다리네갈래근의근활성도가낮았으며, 넙다리네갈래근의근활 성은보행속도의변수가되고이동중에발생하는낙상예방을위해넙다리네갈래근의근력강화가중요하다고하였다. 5) 노화가진행되면신경계와호르몬의변화로인해근육세포가약화되어근긴장도와근육량이감소한다. 6) 이와같은변화는근감소증의원인이되어낙상이나골절발생가능성이높아지므로하지근력증가를위한운동이더욱더중요하다고하였다. 7) 노인의근력약화는균형능력을감소시킨다. 노화로인한균형능력감소는다른사람과의소통을위한이동능력과독립적일상생활활동의제한을발생시키어삶의질을감소시킨다. 8) 균형은신경계와근골격계의복잡한통합과정으로이루어지며, 주어진공간에서균형을유지하는동안다양한과제를수행하기위한필수적요소이다. 균형유지를위한전략에서신체동요발생시빠르게반응하기위한자세전략은매우중요하다. 9) 그러나노인들은고유수용성감각기능의저하로인해균형유지를위한자세조절전략사용에제한이발생한다. 고유수용성감각을이용한운동훈련은운동학습의두단계에의 불안정한지지면운동이여성노인의균형과하지근활성에미치는영향 17

NEUROTHERAPY NEUROTHERAPY 2016;20(2):17-23 해서이루어진다. 새로운움직임학습의운동프로그램화는대뇌피질에서관여한다. 이과정은여러개의신경시냅스과정을거치므로신경전달속도가느리고피로해지는특징이있다. 그리고운동프로그램화의과정에서뇌의신경전달경로최소화하여조절회로를단순화하고자동적이고의식적과정을최소화하여피질하영역운동패턴을프로그램화한다.

2 NEUROTHERAPY NEUROTHERAPY 2016;20(2):17-23 해서이루어진다. 새로운움직임학습의운동프로그램화는대뇌피질에서관여한다. 이과정은여러개의신경시냅스과정을거치므로신경전달속도가느리고피로해지는특징이있다. 그리고운동프로그램화의과정에서뇌의신경전달경로최소화하여조절회로를단순화하고자동적이고의식적과정을최소화하여피질하영역운동패턴을프로그램화한다. 피질하영역의자동적인빠른반응을위한운동프로그램은노인의낙상예방을위해필요하다. 10) 이와같이피질하영역의자동적빠른반응을위한운동으로고유수용성감각을이용한운동훈련이적절하며, 불안정한지지면에서운동은고유수용성감각기능을향상시키어균형능력증가시킨다. 또한선자세에서하지체중부하를이용한운동방법으로넙다리네갈래근근활성을증가시킨다. 11.) 그리고불안정한지지면에서하지의동적움직임은하지근력을증가시키어균형능력을향상시킬수있다. 12) 이와같은노인의하지근력강화를시키어균형능력을향상시키는운동은원활한보행과독립적일상생활활동을위해매우중요하다. 또한노인들의낙상으로인한의료비손실과삶의질향상을위한하지근력강화운동이필요하다. 노인인구의성별비교에서여성노인의평균수명이길고, 여성노인은폐경기로인해남성노인보다근력도차이가있다. 그리고노인을대상으로불안정한지지면에서운동을실시한연구는다양하나여성노인을대상으로한연구는부족하다. 따라서본연구는여성노인을대상으로하여불안정한지지면에서운동이균형과하지근활성에미치는영향을알아보고자하였다. II. 연구방법 1. 연구대상본연구의대상자는성남시상대원동 D노인복지관을이용하는 65세이상여자노인을대상으로하였다. 연구의대상자선 Fig 1. Aerostep 정은본연구의목적에대하여설명을듣고동의한자들로무작위로두군으로나누었으며, 일반적하지근력운동군 7명과불안정한지지면근력운동군 7명총 14명을대상자로하였다. 대상자선정은최근 1년이내낙상경험이없고, 중추와말초신경계병변이없고, 안뜰기관병변이없고, 본연구의운동수행이가능한정형외과병변없고, 한국형간이정신상태검사에서 24점이상인자를대상자로하였다. 2. 실험방법 1) 불안정한지지면운동독일 TOGU 사에서개발된 Aerostep XL을실험도구로사용하였다 (Figure 1). 대상자는주 2회, 8주간, 1회 40분씩, Aerostep 위맨발로선자세를하고운동을실시하였으며, 이채우등 (2014) 13) 이노인을대상으로실시한불안정한지지면운동을수정하여실시하였다. 운동을실시하는동안낙상예방을위해등받이가있는의자를앞에위치하도록하였다. 불안정한지지면운동방법은 Table 1와같다. 2) 일반적하지운동단단한지지면에선자세를유지하여불안정지지면운동방법과동일하게실시하였다. 운동을실시하는동안낙상예방을 Table 1. Unstable Surface Training division Contents time (minutes) Warming-up ROM & stretching 5 Catch feet balanced stance Feet shoulder width apart to maintain balance 3 The weight shift in stance with both feet By keeping both feet standing position, weight shifts to the left, right, front, back, One leg standing keeping one leg standing with keeps both arms wide open 3 Squat stance both leg squat stance 3 Marching in place Shaking arm and Marching in place 3 The weight shift in Squat stance By keeping Squat stance, weight shifts to the left, right, front, back 3 Finishing exercise ROM & stretching The Effects of Unstable Surface Training on Balance and Lower Extremity Muscle Activity of Elderly Women

3 김은자, 최영덕, 김명준 위해등받이가있는의자를앞에위치하도록하였다. 3) 평가방법 (1) 한다리로서기검사 (One leg stance test) 대상자는양손어깨높이로벌리고두발로선자세에서검사자의지시에따라한쪽무릎을굽힘하여들어올리도록하였다. 이때우성다리로지지하게하였고, 손이떨어지거나들어올린발이바닥에닿을때까지의시간을측정하였다. 연지면은 Aerostep 위에서견지면은단단한바닥에서측정하였다. (2) 일어나걸어가기검사 (Time up & Go test) 검사자는 46cm 높이의팔걸이의자에앉은자세에서실험자의출발신호와함께평소걸음으로 3m지점의반화점을돌아와의자에앉을때까지의시간을측정하였다. 측정은 1회연습후 1회실시하였다. (3) 근전도검사본연구에서근활성도측정하기위해표면근전도 (MyoSystem 1400A, Noraxon, USA) 를사용하였으며, 가쪽넓은근과안쪽넓은근의근활성도를측정하였고근전도부착부위 Table 2에제시하였다. 표면근전도전극의피부저항을줄이기위해부착부위의털을제거하고알코올로피부소독하였다. 전극은 Ag-Agcl 재질의일회용전극인 Electrode2237(3M,USA) 표면전극을사용하였으며, 전극은연구대상자의우세쪽다리에부착하였다. 각근육의최대수의적등척성수축 (maximal volumtary isometric contraction, MVIC) 은 Danieis와 Worthingham의도수근력검사를참고하였다. OLS에서 5초간 3회실시한후, 초기와후기 1초를제외하고중간 3초동안의평균값을자료값으로활용하였다. MVIC 값에대한 OLST에서근활성도값을백분율로표시하여정규화하였다. 3. 분석방법본연구의자료는 SPSS version 18을이용하여통계처리하였다. 연구대상자의일반적특성은독립 t-test를실시하였다. 본연구대상자의운동전후의측정변수들의변화비교하기위 Table 2. Electromyography attachment position Muscle vastus medialis oblique vastus lateralis oblique attachment position at 80% on the line between the anterior superior iliac spinae and joint space in front of the anterior border of the medial ligament at 2/3 on the line from the anterior superior iliac spinae th the lateral side of the patella 하여윌콕슨부호순위검정을실시하였고, 각군의측정치들의차이를비교하기위하여맨휘트니 U 검정을실시하였다. 모든검정에통계적유의수준은 α=.05로정하였다. III. 결과 1. 연구대상자의일반적특성본연구의대상자는실험군 7명과대조군 7명으로총 14명이었다. 평균연령은실험군 77.00±5.62세, 대조군 76.00±6.42 세이었고, 평균체중은실험군 55.14±7.05kg, 대조군 53.57± 9.07kg이었고, 평균신장은실험군 ±4.57cm, 대조군 ±4.67cm 이었다. 두군은차이가없는동일한군으로나타났다.(Table 3) 2. 연구대상자의균형능력차이비교연구대상자의훈련전 후의균형능력비교에서실험군은한다리로서기검사의연지면과견지면에서유의한차이가있었고 (p<0.05), 대조군은한다리로서기검사의연지면에서유의한차이가없었고 (p>0.05), 견지면에서만유의한차이가있었다 (p<0.05). 구룹간한다리로서기검사비교에서유의한차이가없었다 (p>0.05). 또한실험군과대조군의훈련전 후일어나걸어가기검사에서유의한차이가없었으며 (p>0.05), 그룹간비교에서도유의한차이가없었다 (p>0.05).(table 4) Table 3. General characteristics of the subjects Experimental (n=7) Control (n=7) t p Age(yrs) 77.00± ± Weight(kg) 55.14± ± Height(cm) ± ± ,57 Mean ± SD; *p< 0.05 불안정한지지면운동이여성노인의균형과하지근활성에미치는영향 19

4 NEUROTHERAPY NEUROTHERAPY 2016;20(2):17-23 Table 4. The comparison of balance ability between group OLST-S OLST-H TUG Variable Experimental (n=7) Control (n=7) Pre 9.42± ± Post 15.30± ±5.55 Pre-Post 5.87± ± t p 0.03 * 0.20 Pre 5.31± ± Post 12.18± ±3.16 Pre-Post 9.98± ± t p 0.03* 0.02* Pre 8.40± ± Post 8.41± ±2.45 Pre-Post 0.01± ± t p Mean ± SD; *p< 0.05 OLST, One leg standing; H, Hard surface; S, Soft surface; TUG, Time up & Go test t (Unit: second) p Table 5. The comparison of muscle activation between group vastus medialis vastus lateralis Variable Mean ± SD; *p< 0.05 Experimental (n=7) Control (n=7) Pre 28.87± ± Post 47.35± ±24.87 Pre-Post 18.48± ± t p 0.00* 0.10 Pre 31.97± ± Post 56.44± ±18.83 Pre-Post 24.47± ± t p 0.01* 0.03* t (Unit:%MVIC) p 3. 연구대상자의근활성도비교연구대상자의훈련전 후의근활성도비교에서실험군은안쪽넓은근과가쪽넓은근근활성도에서유의한차이가있었고 (p<0.05), 대조군은안쪽넓은근근활성도에서유의한차이가없었고 (p>0.05), 가쪽넓은근근활성도에서유의한차이가있었다 (p<0.05). 그룹간근활성도비교에서유의한차이가없었다 (p>0.05).(table 5) IV. 고찰본연구는불안정한지지면운동이노인의균형과하지근활성도에미치는영향을알아보고자하였다. 연구의결과불안정한지지면운동군은한다리로서기검사의연지면과견지면에서운동전 후유의한차이가있었고 (p<0.05), 일반적하지운동군은한다리로서기검사의견지면에서운동전 후유의한 20 The Effects of Unstable Surface Training on Balance and Lower Extremity Muscle Activity of Elderly Women

5 김은자, 최영덕, 김명준 차이가있었으며 (p<0.05), 각그룹간비교에서유의한차이가 없었다 (p>0.05). 일어나걸어가기검사에서각그룹의운동 전 후유의한차이가없었고 (p>0.05), 각그룹간비교에서 유의한차이가없었다 (p>0.05). 불안정한지지면에서운동후연지면은 Aerostep 위에서 견지면은단단한바닥에서한다리로서기검사에서균형능력 이향상되었으며, 불안정한지지면운동은고유수용성감각 기능을향상시키어균형조절위한빠른반응을가능하게하여 낙상예방위한효과적운동이다. 10) 또한고유수용성감각훈련 뿐만아니라근력강화에효과적운동이고, 자세조절장애환자 에서이차손상과추가적장애예방에효과적이다. 14) 특히여성 노인의불안정지지면에서운동은정적, 동적균형능력향상 을위한운동으로장기적으로운동을실시하여야한다고하였다. 13) 본연구에서여성노인을대상으로불안정한지지면운동후한다리로서기검사의연지면과견지면에서균형능력이향상되었으며, 선행연구와일치하였다. 불안정한지지면운동이여성노인의균형능력향상에효과적이며, 낙상예방을위한운동으로적절하다고생각된다. 노인을대상으로선자세에서근력강화운동을실시한결과불안정지지면그룹과일반적운동그룹에서균형능력이향상되었으나불안정지지면그룹에서균형능력이더향상되었다. 노인은신경계조절능력의변화가나타나며, 선자세에서의운동은관절, 근육, 힘줄에기계적자극을주어자세조절위한신경계조절능력을향상시킨다. 또한선자세에서의불안정지지면운동과일반적근력강화운동은노인의신체활동운동으로효과가있다. 15) 본연구의불안정한지지면운동군과일반적하지운동군에서균형능력이향상되었고, 각군의균형능력비교에서차이가없었다. 이러한결과는두군의선자세에서하지체중지지를이용한운동이고유수용성감각계에기계적자극을주어균형능력향상에효과가있다고생각된다. 또한연구대상자의선자세에서동적운동이근력향상에더많은도움이된다고판단된다. 그러나불안정한지지면운동군은한다리로서기검사의연지면과견지면에서운동전 후균형능력이향상되었으나, 일반적하지운동군은견지면에서균형능력이향상되어불안정한지지면운동이균형능력향상에더효과가있다고생각된다. 노인은보행하는동안작은동요에반응하는능력이떨어지고이동에제한이나타난다. 그리고낙상이발생하며, 삶의질이떨어지게된다. 16) 불안정한지지면운동은고유수용성감각계자극으로동적균형능력향상과근력강화로관절의안정성을향상시키어노인낙상예방을위한재활운동으로중요하다. 17) 따라서노인의보행하는동안낙상예방과균형능력 향상과근력강화운동으로불안정한지지면운동은매우효과가있다. 건강한성인을대상으로지지면에따른가쪽넓은근과안쪽넓은근의근활성도연구에서불안정한지지면에서근활성이더증가하였으며, 정적자세보다동적자세에서근활성이더많이증가하였다. 18) 또한불안정한지지면과단단한지지면에서가쪽넓은근과안쪽넓은근근활성비교에서불안정지지면에서근활성이더많이증가하였다. 19) 여성노인의지지면형태에따른근활성연구에서불안정한지지면에서하지근활성이증가하였고, 보행동안자세안정성은하지근활성증가가영향을미친다. 그리고다양한지지면에서운동이하지근력강화운동에효과가있다. 20) 노인의근력증가운동을통한하지근활성증가는일상샐활활동에긍정적영향을미친다. 21) 성인과노인의하지근활성과균형능력비교에서노인이성인보다가쪽넓은근근활성이더감소하며, 균형능력비교에서도차이가있다. 이와같이가쪽넓은근근활성감소와균형능력이감소된노인은신체활동이느리고움직임의제한이나타난다 22). 본연구의결과불안정한지지면운동후가쪽넓은근과안쪽넓은근근활성이증가하였고일반적하지운동후가쪽넓은근의근활성이증가하였다. 각그룹근활성비교에서유의한차이가없었다 (p>0.05). 그러나불안정한지지면운동은가쪽넓은근과안쪽넓은근모두에서근활성이증가하여일반적하지운동보다근활성증가에더효과가있으며, 여성노인의균형능력향상에긍정적영향을미친다고생각된다. 그러나불안정지지면운동과일반적하지운동방법에따른하지근활성도비교에서다양한근육의근활성도비교가필요하다고생각된다. V. 결론 본연구는여성노인을대상으로불안정한지지면운동이균형과하지근활성에미치는영향에대하여알아보고자하였다. 연구의결과는다음과같다. 1. 연구대상자의균형능력차이비교연구대상자의훈련전 후의균형능력비교에서실험군은한다리로서기검사의연지면과견지면에서유의한차이가있었고 (p<0.05), 대조군은한다리로서기검사의연지면에서유의한차이가없었고 (p>0.05), 견지면에서만유의한차이가있었다 (p<0.05). 각그룹간비교에서유의한차이가없었다 (p>0.05). 또한실험군과대조군의훈련전 후의일어나걸어가기검사에서유의한차이가없었으며 (p>0.05), 각그룹간비교에서유의한차이가없었다 (p>0.05). 불안정한지지면운동이여성노인의균형과하지근활성에미치는영향 21

6 NEUROTHERAPY NEUROTHERAPY 2016;20(2): 연구대상자의근활성도비교 연구대상자의훈련전 후의근활성도비교에서실험군은안쪽 넓은근과가쪽넓은근근활성도에서유의한차이가있었고 (p<0.05), 대조군은안쪽넓은근근활성도에서유의한차이가 없었고 (p>0.05), 가쪽넓은근근활성도에서유의한차이가있 었다 (p<0.05). 훈련전 후그룹간근활성비교에서유의한 차이가없었다 (p>0.05). 본연구의결과여성노인의불안정한지지면운동은균형 능력향상과하지근활성에증가에효과가있었다. 불안정한 지지면운동은고유수용성감각계에기계적자극을주어균형 능력을향상시키어보행과같은이동중에발생하는낙상예 방위한운동프로그램으로효과가있다. 또한체중지지를통 한운동방법이하지근활성을증가시키어근력증가운동에효과가있다. 그러나본연구의대상자의수가적고, 불안정한지지면에서다양한운동방법에따른하지의다양한근육의근활성비교에대한제한점이있으며, 앞으로이에대한연구가필요하다고생각된다. 참고문헌 1. Korea Statistical Information Service Healht Isurance Review & Assessment Service, Healht Iurance Review & Statistical Yearbook Yang J, Lee WH, Kang KS, et al. The effect of the fall prevention exercise program focussed on strengthening of the lower extremity muscles on the change of physical function and muscle architecture of the eldely. The Korea Academia- Industrial cooperation Society. 2015;16(6): Park SW. Sarcopenia of the old age. Endocrinology and Metabolism. 2007;22(1): Clark DJ, Reid KF, Patten C, et al. Does quadriceps neuromuscular activation capability explain walking speed in older men and women. Exp Gerontol. 2014;55: Ivey FM, Tracy BL, Lemmer JT, et al. Effect od strength training and detraining on muscle quality. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2000;55(3):B Hong JY, Cho JH. Effect of combined exercise on the skeletal muscle mass index and balance scale of elderly women with sarcopenoa. Kinesiology. 2015;17(3): Brach JS, FitzGerald S, Newman AB, et al. Physical activity and functional status in community-dwelling older women. Arch Intern Med. 2003;163(21): Kavounoudias A, Gilhodes JC, Roll R, et al. From balance regulation to body orientation: two goals for muscle proprioceptive information processing. Exp Brain Res. 1999;124(1); Lee HK, Lee JC, Song GH. The effects of rhyyhmic sensorimotor training in unstable surface on balance ability of elderly women. J Korean Soc Phys Med. 2014;9(2): Riemann BL, Kyers JB, Lephart SM. Comparison of the ankle, knee, hip and trunk corrective action shown during single-leg stance on firm, foam, and multiaxial surface. Arch Phys Med Rehabil. 2003;84(1): O Sullivan PB, phyty GD, Twomet LT, et al. Evaluation of specific stabilizing exercise in the treatment of chronic low back pain with rediologic diagnosis og spondylolysis or spondylolisthesis. Spine. 1997;22(24): Lee CW, Kim HS, Bae WS. The effect of pilates mat exercise and instability support surface exercise on balance for the elderly person aged 65 or more. J of THe Korean Society of Integrative Medicine. 2014;2(3): Park CB, Kim YM, Kim YS, et al. Effect of inflatable standing with different levels of air pressure on leg muscle activity. Phys Ther Kor. 2013;20(2): Penzer F, Duchateau J, Baudry S, et al. Effects of short-term training combining strength and balance exercises on maximal strength and upright standing steadiness in elderly adults. Exp Gerontol. 2015;61: Ihlen EAF, Sletvold O, Goihl T, et al. OLder adults have unstable gait kinematics during weight transfer. J Biomechanics. 2012;45(9): Cimadoro G, Paizis C, Alberti G, et al. Effect of different unstable supports on EMG activity and balance. Neuroscience Lett. 2013;548: Park JK, Lee DY, Kim JS, et al. Effects of visibility and types of the ground surface on the muscle activities of the vastus medialis oblique and lateralis. J Phys Ther Sci. 2015;27(8): Ku BI, Kim JY, Lee B, et al. Comparison of elecrtromyographic activity of the vastus medialis oblique and the vastus lateralis during squat, lunge and forward step-up motions on stable and unstable surfaces. Natural Science, 2012;23: Woo BH, Park YS. The effect of lower lim muscle activity on postural stability and ground type during gait in eldely women. Korean J of Sport Biomechanics. 2015;25(1): 22 The Effects of Unstable Surface Training on Balance and Lower Extremity Muscle Activity of Elderly Women

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012임수진

012임수진 Received : 2012. 11. 27 Reviewed : 2012. 12. 10 Accepted : 2012. 12. 12 A Clinical Study on Effect of Electro-acupuncture Treatment for Low Back Pain and Radicular Pain in Patients Diagnosed with Lumbar