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1 리뷰논문

2 코칭능력개발지 제7권, 제1호, pp.3~13 근방추와 신전반사 임재형(한국과학기술원) * 지용석(한서대학교) 국문초록 근방추는 근육이 늘어난 정도를 감지하는 신전수용기이다. 근육이 신전되면 근육이 늘어났다는 정보가 근방추에 있 는 구심성신경을 통해 척수로 전달되고, 척수에 있는 운동신경은 근육을 수축하도록 한다. 특정한 근육이 신전되고 수축되는 현상을 신전반사라 부른다. 근신전을 감지하는 근방추는 이러한 과정에서 매우 중요한 역할을 한다. 신전반 사가 동반되는 대부분의 운동기술은 특정한 동작을 완료할 때까지 단순한 시냅스 활동만을 요구하기도 한다. 따라서 현장에 있는 코칭스텝들은 근방추의 구조와 기능을 면밀히 이해해야할 필요가 있다. 근방추는 방추내섬유, 감각종말, 운동축삭으로 구성되어 있다. 구체적으로 방추내섬유는 핵낭섬유와 핵사슬섬유로, 감각종말은 Ⅰa 구심성신경과 Ⅱ 구심성신경으로, 운동축삭은 Tr형과 P형 두 종류로 나누어 진다. 근육이 등척성 수축이나 구심성 수축을 할 때 근섬 유내 알파 운동신경과 근방추내 후지모터가 작용한다. 후지모터는 방추내섬유 양 말단을 수축하기 때문에 근방추의 중앙이 신전되는 것이다. 즉, 신전에 민감한 방추내 구심성신경은 활성화된다. 근육이 짧아지게 되면, 근방추가 근육 의 길이를 정확히 감지하여 뇌로 정보를 전달한다. 궁극적으로 신전반사의 원리는 다음과 같이 설명할 수 있다: Ia 구심성신경은 척수에서 흥분성 신경을 통해 해당 근육과 협동근을 수축시키고, 동시에 억제 개재뉴런을 통해 길항근 을 이완시킨다. 근육이 갑자기 신전되면, 근긴장도가 비정상적으로 증가하는데 이를 강직이라고 부른다. 강직은 근육 이 수축과 이완을 반복하는 간헐적 경련의 형태로 나타나기도 한다. 근육이 강직되면, 일련의 격한 작용이 일어난다. 근육내 동통수용기는 강직에 의해 자극되어 목표근은 더욱 수축된다. 순차적으로 이러한 작용들은 근육통을 가중시 킨다. 그러므로 갑작스럽고 과도한 근스트레칭은 피하는 것이 바람직하다. 스트레칭의 목적은 적절한 신전반사를 이 용하여 알맞은 근긴장도를 유지하는데 있다. 따라서 스포츠 현장에서 일어날 수 있는 스트레칭 방법뿐만 아니라 다 양한 동작은 신전반사의 기본적인 원리에 입각하여 고려되어야 한다. 주요어 : 근방추, 신전반사, 스트레칭, 강직, 코칭스텝 Ⅰ. 서 론 근방추는 근육이 늘어난 정도를 감지하는 기능을 가 지고 있는 신전수용기이다. 근육이 늘어나면 근길이에 대한 정보가 근방추에 있는 구심성신경을 통해 척수를 거쳐 뇌로 전달된다. 하지만 짧은 시간에 이루어지는 반 사나 걷기와 같은 동작 또는 반복되는 운동학습에 의해 생성된 운동기술의 경우에는, 이 정보가 척수수준에 그 * 책임저자: 임재형(우 대전광역시 유성구 구성동 한국과학기술원, imjh@kaist.ac.kr) 3

3 임재형 지용석 친다. 근에서 정보가 들어오는 즉시 척수에 있는 운동뉴 런이 해당 근육을 수축시킴으로써 동작이 이루어지는 현상이 신전반사이다. 근방추는 뇌가 적절한 운동프로그 램을 하달할 수 있도록 근 길이에 관한 정보를 뇌에 제 공해 주며, 또한 신전반사를 일으키는 원인을 제공해 주 는 역할을 한다. 고전적인 슬개건 반사 는 무릎에 있는 신전수용기와 척 수사이에 작동하는 하나의 신전반사이다. 슬개건 반사는 무릎이 늘어난 정도를 감지하는 대퇴 사두근 내에 있는 근방추가 작동했기 때문에 가능하다. 이것은 불붙은 성냥 이 건초더미에 닿으면 불이 나는 것처럼 자동적으로 발생 하기 때문에 신전반사의 예가 된다. 대부분의 운동기술은 그 동작을 완성하는데 신전반사와 마찬가지로 신경연결의 간단한 순차동작만을 필요로 하기 때문에, 근방추의 구조 와 기능을 정확히 이해하는 것이 무엇보다 중요하다. 근방추가 근섬유성분과 신경성분으로 구성되어 있다 는 것을 최초로 언급한 사람은 1860년대 Kölliker와 Kühne이었지만, 근방추의 구조와 기능이 정확히 규명된 것은 1970년대였다. 하지만 근 관절이나 건에 특수기관 이 존재하기 때문에 반사동작이 가능하다는 것을 언급 함으로써 감각기관과 척수반사의 연관성을 제시한 사람 은 1900년대 Charles Sherrington이었다(Matthews, 1981a). 그 이후 1960년대에 근방추 역할에 관한 이론 들이 받아지게 되었고, 1970년대 이르러 이에 대한 논의 가 활발하게 이루어졌다(Matthews, 1982, 1972; McCloskey, 1978). 한 위대한 생리학자의 통찰력이 근방 추와 신전반사의 이론적 토대가 된 것이다. Sherrington은 감각 신경로인 구심성신경과 운동신경로 인 원심성신경 둘 중의 하나를 절단하면 신전반사가 가능 하지 않다는 것을 알았다. 신전반사가 일어나기 위해서는 근에서 척수로 정보가 들어오는 감각경로와 척수에서 근 육으로 명령이 하달되는 운동경로가 반드시 필요하다는 것이다. 이런 사실을 근거로 근 길이에 관한 정보를 감지 하는 수용기를 탐색한 결과물이 바로 근방추이다. Sherrington(1898)은 고양이 중뇌의 상구와 하구를 절 단하고 소뇌를 척수와 분리시킴으로써 상위 중추의 영 향을 차단시켰다. 제뇌동물의 하지를 수동으로 늘이면 사지의 근수축력이 증가하였는데, 그는 이러한 현상을 신전반사라 불렀다. 어떤 근육을 늘리면 주동근은 흥분 성을 보이는 반면, 길항근은 억제성을 나타내 신전반사 가 가능하다는 상반억제(reciprocal inhibition) 현상도 그의 발견이었다. 생체의 현상과 기본원리에 충실한 노 력의 산물이다. 스트레칭은 적정수준의 신전반사를 일으켜 근 긴장도 를 높이는 것으로 볼 수 있다. 하지만 잘못된 스트레칭과 운동 동작은 신전에 민감한 근방추를 필요 이상으로 자극 하여 과신전반사를 초래할 수 있다. 과신전반사는 근육을 과도하게 수축시켜 근을 산소결핍 상태로 이끌어 근육통 증을 일으킨다. 근육 통증은 근에 있는 통각수용기를 자 극하여 더욱 강력한 근수축으로 이어지는 악순환의 고리 가 형성할 수 있는 원인이 된다. 따라서 근방추와 신전반 사의 원리에 입각하여 여러 가지 스트레칭 동작들을 재고 할 필요가 있다. 아울러 스포츠 분야에서 행하고 있는 여 러 가지 동작이나 트레이닝 방법도 함께 논의해야 한다. 본 논문은 근방추의 구조와 기능을 살펴보고 근방추 와 신전반사의 원리를 고찰하는데 중점을 두었다. 생체 의 해부학적 구조는 바로 기능과 직결되기 때문에 이에 대한 이해가 요구된다. 근방추와 신전반사에 대한 이론 적 토대는 많은 연구자들에게 새로운 통찰력을 제공할 것으로 사료된다. Ⅱ. 근방추의 구조와 기능 근방추는 건의 결합조직과 연결되어 있는 결합조직 낭에 둘러싸여 있다. 결합조직 낭은 젤라틴성 용액이 채 워져 있는 방추모양을 하고 있기 때문에, 그 안에 있는 근방추 또한 방추모양을 하고 있다. 따라서 근방추는 중 심이 약간 부풀러 있고 양 끝이 점점 줄어드는 모양을 하고 있다. 근방추는 근섬유와 병렬로 연결되어 있는 근 속 사이에 신경근접합점을 중심으로 분포되어 있다. 근 방추는 방추내섬유, 감각종말, 운동축삭의 세 부위로 되 어 있다(Boyd, 1976; Matthews, 1964). 근방추를 구성하고 있는 특수한 근섬유를 방추내섬 유라 하여 골격근 섬유인 방추외섬유와 구별하고 있다. 방추내섬유의 중앙부위는 근원세사가 거의 없는 비수축 성이며 양극 부위만 활발히 수축할 수 있다. 방추내섬유 는 핵낭섬유(nuclear bag fibers)와 핵사슬섬유(nuclear chain fibers) 두 종류가 있다. 방추내섬유는 중앙부위, 중앙근접부위, 극 부위로 나뉜다(그림 1). 4

4 근방추와 신전반사 데, 이것을 동적 감마운동신경이라 한다. Tr형은 조금 더 흩어진 모습으로 보다 넓게 분포되어 있는데, 이것을 정적 감마운동신경이라 한다. Tr형이나 P형 중 하나가 방추내섬유의 양극부위에 연결되어 있어 그곳을 수축한 다(그림 1). 그림 1. 근방추의 구조(Matthews, 1964) 감마 운동신경이 활성화되면 각 방추내섬유의 극 부 위가 수축되면서 중앙부위가 늘어난다. 방추내섬유는 두 종류의 핵낭섬유(NB)와 한 종류의 핵사슬섬유(NC)가 있다. 핵낭섬유는 동적핵낭섬유(NB2)와 정적핵낭섬유 (NB1)로 구분된다(Banks et al., 1977). 근방추에 있는 감각종말은 Ⅰa 구심성신경과 Ⅱ 구 심성신경으로, 각각 1차 구심성신경, 2차 구심성신경으 로 불리기도 한다. 각 근방추에는 Ⅰa구심성신경과 Ⅱ구 심성신경이 각각 한 개씩 있다. Ⅰa 구심성신경은 근방 추에 있는 모든 방추내섬유의 중앙부위를 감싸고 있다. Ⅱ 구심성신경은 핵사슬섬유의 중앙 근접부위를 감싸고 있으며 핵낭섬유에는 없다. 근 길이 변화는 근이 늘어나 는 동적단계와 근이 새로운 길이로 되었을 때의 정적단 계로 구분하는데, 동적단계에 관한 정보는 Ⅰa 구심성신 경이, 정적단계의 근 길이에 관한 정보는 Ⅱ 구심성신경 이 관여한다(그림 1). Ⅲ. 감마운동신경의 기능 Leksell(1945)은 척수 복측에 있는 반경이 큰 알파 운 동신경의 전도를 차단하고, 반경이 작은 감마 운동신경 만을 활성화시킬 때 나타나는 현상을 관찰하였다. 감마 운동신경을 자극하면 근의 장력은 증가하지 않고 근방 추의 구심성신경 발화가 증가하였다. 감마운동신경이 근 방추의 구심성신경 발화를 조절하는 기능을 가지고 있 는 것이다. 이것은 방추운동신경 축삭이 해부학적으로 방추내섬유의 극 부위와 연접하고 있기 때문에 가능하 다(그림 1). 방추내 구심성신경은 신전에 민감한 방추내 섬유의 중앙부위에 붙어있는 반면, 감마운동신경은 수축 성질을 가지고 있는 극 부위에 위치하고 있다. 따라서 감마운동신경이 활성화되면 수축이 일어나 극 부위가 짧아지면서 중앙부위가 늘어난다. 방추의 중앙부위를 감 싸고 있는 구심성신경이 중앙부위가 늘어난 정도에 비 례하여 발화한다. 즉 방추 구심성신경 반응이 감마운동 신경에 의해 변화된 것이다. 이러한 결과는 중추신경계 인 뇌가 감마운동신경을 활성화시킴으로써 근방추의 구 심성신경 반응을 조절할 수 있다는 것을 의미한다. 그림 3. 구심성신경의 기능(Matthews, 1964) 방추내섬유의 수축은 운동축삭에 의해 이루어지는데, 이 것이 감마 운동신경이다. 감마 운동신경은 알파 운동신 경 보다 굵기가 더 작아 직경이 3~8μm 미만이다. 운동 축삭은 Tr(trail-ending)형과 P(plate-ending)형 두 종류가 있다(Boyd & Ward, 1975). P형은 밀집된 형태로 분포 되어 있고 알파운동신경과 유사한 모습을 보이고 있는 그림 2. 감마운동신경이 구심성신경에 미치는 영향 (Emonet-Dénand, 1977) 방추외섬유는 반경이 큰 알파운동뉴런에 의해 활성 5

5 임재형 지용석 화되는 반면, 방추내섬유는 반경이 작은 감마운동뉴런에 의해 활성화된다. 방추운동신경의 세포체는 복측각내에 서 알파 운동신경과 뒤섞여 있다. 양서류와 그 외의 다 른 하등척추동물의 방추운동신경 축삭은 방추외섬유를 활성화시키는 알파 운동신경에서 분지되어 있다. 하지만 포유동물은 방추내섬유와 방추외섬유를 활성화시키는 운동신경이 각각 분리되어 있다. 신전 시, 감마운동신경이 Ⅰa 구심성신경에 미치는 영향 은 Matthews(1964)에 의해 이미 밝혀진 바 있지만, Emonet-Dénand 등(1977)의 연구에 잘 나타나 있다(그림 2). 핵낭섬유를 활성화시키는 P형 운동축삭을 자극하면 Ⅰa 구심성신경의 동적반응이 증가한다. 따라서 P형을 동적 감마운동신경이라 한다. Ⅱ 구심성신경은 핵사슬섬 유에만 존재하기 때문에 동적요인에 영향을 받지 않는 다(그림 2A). 핵사슬섬유를 활성화시키는 Tr형 운동축삭 을 자극하면 Ⅰa와 Ⅱ 구심성 신경의 정적반응이 증가 한다. 따라서 Tr형을 정적 감마운동신경이라 한다. Ⅰa 구심성신경의 정적기능은 정적 감마운동신경에 의해 항 진되지만 동적반응에는 영향을 받지 않는다. 신전의 종 지부에서는 정적반응이 증가하기 때문에 보통 동적반응 의 크기는 감소한다(그림 2B). 동적 감마운동신경 자극 이 근이 신전되는 시점과 일치하여 발화가 크게 증가하 는 것으로 나타난다(그림 2C). 정적, 동적 감마운동신경 을 모두 자극하면, 근이 늘어나고 일정시간 정지하여 다 시 원상태로 돌아오는 과정과 걸맞게 반응이 나타난다 (그림 2D). Ⅳ. 근방추와 근신전 근을 수동으로 신전시키면 근방추의 중앙부위가 늘 어나고 신전에 민감한 Ⅰa와 Ⅱ 구심성신경에 활동전압 이 생긴다. 신전에 예민한 이온 통로가 활성화되어 세포 막이 탈분극 되었기 때문이다. 근방추에 있는 두 종류의 구심성신경은 근 길이에 관한 정보를 전달하는 신전수 용기이기 때문에, 근 길이를 정확하게 중추신경으로 보 내야 한다. 근 길이가 변화는 중에 일어나는 동적단계는 Ⅰa 구심성신경이, 근이 새로운 길이로 되었을 때의 정 적단계는Ⅱ 구심성신경이 이것을 맡고 있다. 이처럼 근 방추는 근이 늘어나고 있는 과정은 물론 근이 신전되어 있는 상태에서도 근 길이를 정확하게 탐지할 수 있다. Sybil & Cooper(1961)는 근을 신전시켜 일정시간이 지난 후 다시 원상태로 되돌리는 동작으로 Ⅰa 구심성 신경과Ⅱ 구심성신경의 반응을 연구하였다. 연구결과, 근방추의Ⅰa와 Ⅱ 구심성신경이 근 길이가 변하는 동적 단계 중에 서로 다르게 반응한다는 것을 발견했다(그림 3). 어떤 근육이 늘어나면 방추내의 두 가지 구심성신경 의 반응이 점차적으로 증가한다. 근이 신전된 상태를 유 지하는 동안, Ⅰa와 Ⅱ 구심성신경의 반응은 일정 수준 에서 항정상태를 유지한다. 신전된 근이 다시 원래의 상 태로 되돌아가는 즉, 근 길이가 짧아지는 과정에서, Ⅰa 구심성신경은 반응을 나타내지 않고 Ⅱ 구심성신경은 반 응을 보이나 발화 빈도가 떨어지는 것으로 나타났다. Ⅰ a 구심성신경은 신전의 동적단계에서 정적단계 보다 반 응빈도가 더 높게 나타나지만, Ⅱ 구심성신경은 동적단 계에서도 정적단계에 비해 그리 크게 반응을 보이지 않 는다(Hasan & Houk, 1975; Poppele & Bowman, 1970; Matthrws & Stein, 1969). Ⅰa 구심성신경은 0.1mm보다 작은 근 길이를 감지할 수 있어, 근을 툭 치거나 진동시 키는 순간적인 자극에도 정교하게 반응한다(그림 3). Ⅴ. 근방추와 근수축 어떤 근육이 수축할 때 방추외섬유와 병렬로 연결되 어 있는 근방추는 방추외섬유와 함께 짧아진다. 근방추 의 길이가 짧아지면 근방추의 중앙부위의 길이도 짧아 진다. 따라서 방추섬유의 중앙부위를 감싸고 있는 구심 성신경은 오직 신전에만 반응하기 때문에 별다른 반응 을 보이지 않는다. 뇌는 근이 짧아지는 근수축시에도 근 방추에서 근 길이에 관한 정보를 제공받아야 이에 적절 한 명령을 하달할 수 있다. 근수축시에 근에 관한 정보 를 감지하는 구심성신경이 아무 반응을 할 수 없다면 문제가 발생한다. 신전반사는 근이 늘어나는 것에 대한 반대급부로 척 수수준에서 동작이 이루어진다. 하지만 우리가 의도적으 로 힘을 얻기 위하여 근육을 수축시키는 경우는 뇌의 상위영역이 관여하는 신전반사가 작동되는데, 이것을 장 기회로 반사(long-loop reflex)라 한다. 장기회로 반사는 뇌가 감마 운동신경에 적정수준의 자극을 가하여 근방 6

6 근방추와 신전반사 추의 중앙 부위가 늘어나게 함으로써 근방추의 구심성 신경을 작동시키는 기능이다. 뇌가 감마 운동신경을 활성화시키면 방추섬유의 양 극부위가 수축된다. 근방추의 해부학적 위치 때문에 방 추섬유의 중앙부위가 늘어난다(그림 1). 신전에 민감한 구심성신경이 작동된다. 뇌는 이 정보를 피드백 받아 다 시 해당 근육에 있는 알파 운동신경과 감마 운동신경을 활성화시킨다. 이것은 근수축시, 감마운동신경이 동원되 어 Ⅱ 구심성신경 발화가 멈추지 않게 작용했기 때문에 가능한 것이다. 근이 수축해도 감마운동신경이 작동하지 않으면 근방추의 구심성신경이 활성화되지 않는다(그림 4A). 하지만 알파운동신경과 함께 정적 감마운동신경이 활성화되면 근수축시에도 구심성신경이 활성화된다(그 림 4B). 그림 4. 근수축시 알파, 감마운동신경의 작용 (Hunt & Kuffler, 1951; Kandel, 2000) 수의적 근수축은 알파 운동경로와 Ⅰa-감마회로(Ⅰ a-gamma loop)를 통하여 조절된다는 가설이 제시되었 다(Hunt & Kuffler, 1951). 그 후로 이것을 입증하기 위 한 연구가 계속되었는데(Eldred et al., 1953; Vollbo, 1970; Vollbo et al., 1979), Vollbo(1970a, 1970b)는 마취 하지 않은 사람을 대상으로 수의적 근수축시 말초신경 에서 알파 운동신경과 Ia 구심성신경의 반응을 기록했 다. 감마 운동신경의 반경이 너무 작아, 그것의 반응은 Ia 구심성신경의 활성도를 가지고 추론하였다. 알파-감 마공동활성화(α-γ coactivation)로 알려진 이 이론은, 상 위 운동중추가 목표 근육에 있는 알파 운동신경과 감마 운동신경을 독립적으로 그러나 동시에 명령을 하달함으 로써, 수의적인 근수축이 가능하다는 것이다. Vallbo(1970a)는 인간을 대상으로 손가락을 조절하는 장근의 빠른 등척성운동시, Ia 구심성신경의 반응을 기 록하였다. 마취를 하지 않은 상태에서 전기기록기를 직 접 정중신경에 삽입하여 Ia 구심성신경에서 발화되는 전위를 측정했다. 미세핀으로 전기기록기를 조정하면서 Ia 구심성신경의 활동전위가 나타는 것을 오실로스코프 상에서 확인한 것이다. Ia 구심성신경의 약 80%가 근수 축전에 반응하는 것으로 나타났다. 근수축시에는 반응 빈도가 증가하였으며, 근전도에 Ia 구심성신경과 알파 운동신경 반응이 기록되었다. 근수축 후에도 계속 일정 수준의 반응을 보였다. 이것은 감마 운동신경이 뇌의 운 동프로그램에 의해 미리 활성화되었고, 근수축 동안에도 Ia 구심성신경의 발화가 유지되었다는 것으로, 알파-감 마 공동활성화가 작동했기 때문에 가능한 것이다. Vallbo(1971b)는 수의적 근수축시, 전기자극으로 알파 운동신경을 활성화시킨 결과, 알파 운동신경에 의한 근 수축이 근전도에 나타나기 전에 감마 운동신경에 의한 Ia 구심성신경이 반응하는 것을 발견했다. 이것은 감마 운동신경이 Ia 구심성신경에 작용하기 위한 시간적 지 연 즉, 감마회로 지연이 발생했기 때문이다. 운동프로그 램이 하달되어 알파와 감마운동신경이 동시에 활성화되 었다면, 알파운동뉴런의 활성화를 뜻하는 근전도 반응이 Ia 구심성신경이 발화되기 전에 나타나야 하기 때문이 다. 하지만 빠른 근수축시에는 근이 수축해도 Ia 구심성 신경은 반응하지 않는 것으로 나타나, 감마경로가 작동 되지 않는다는 것을 알 수 있다. 물론 운동명령에 의해 감마운동신경을 동원시킬 수 있는 시간적 여유와 능력 이 있다면 장기회로반사를 통해 이것이 가능하다. Vallbo외 다른 연구자(Matthews, 1981b)에 의하면, 수의 적으로 느리게 이루어지는 등척성운동이나 등장성 운동 시에 알파-감마 공동활성화 작용이 더욱 강력하게 작용 한다고 한다. 이러한 사실은 많은 의미를 시사하고 있 다. 앞으로 스포츠 현장에 나타나는 여러 가지 동작들을 대상으로, 이에 대한 고찰과 연구가 충분히 이루어져야 할 것으로 사료된다. 중추신경계는 방추내섬유를 방추외섬유와 독립적으 로 수축함으로써 여러 가지 이점이 있다. Prochazka 등 (1985, 1979)은, 정적 및 동적 감마운동신경이 보통 수준 으로 미리 동원되어 있다, 과제의 성격에 따라 이 수준 을 이에 알맞게 변화시킨다는 것을 발견했다. 움직임 정 도와 난이도가 증가할 때마다 정적 및 동적 감마 운동 7

7 임재형 지용석 신경은 한층 높은 수준에서 설정된다. 예측하지 못하는 상황의 경우, 동적 감마운동신경의 활성도가 두드러지게 증가한다. 좁은 막대를 걸어가는 어려운 과제의 경우, 정적 및 동적 감마운동신경이 모두 활성화된다. 앉거나 서있는 동작에서는 동적 감마운동의 반응은 거의 나타 나지 않고, 정적 감마운동의 반응은 낮은 수준으로 활성 화되어 있다. 천천히 걸을 때는 두 감마 운동신경계 모 두 중정도의 반응을 보인다. 신경계는 이렇게 근방추의 정적 및 동적 감마 운동신경간의 균형을 조정함으로써 특정 운동과제에 가장 적합한 동작을 발현할 수 있다. 따라서 수행하는 운동종목에 따라서 정적 혹은 동적 감 마운동신경을 미리 적정수준으로 활성화시키는 방법을 모색할 필요가 있다. Ⅵ. 근방추와 신전반사 Sherrington이 근신전시 나타나는 현상들을 언급한 이 래 많은 연구자들이 신전반사에 대한 신경회로를 분석하 였다. Lloyd(1943)는 신전반사의 반응시간을 통하여 근방 추와 운동뉴런 사이에 연결되는 신경연접이 단일연접이 라는 것을 발견했다. 전기자극에 대한 역치는 신경축삭의 직경에 비례하기 때문에, 근방추에서 선택적으로 Ⅰa 구 심성신경을 활성화 시킬 수 있었다. 척수의 복측각에서 Ⅰa 구심성신경을 자극하여 반응시간을 측정한 결과 1 ms 미만인 것으로 나타났다. Renshaw(1940)의 연구에서 도 반응시간이 0.5~0.9 ms인 것으로 나타나 신전반사는 단일연접에 의한 것임을 재확인한 것이다. Eccles(1954) 는 세포내기록법을 통하여, Ⅰa 구심성신경이 운동뉴런과 서로 단일연접하고 길항근과 서로 억제성 신경연접을 통 하여 신전반사가 일어난다는 것을 확인하였다. 근방추의 Ⅰa 구심성신경은 척수에서 주동근의 알파 운동신경과 흥분성 신경연접을 하고 있다. 근육의 신전 에 의해 Ⅰa 구심성신경이 활성화되면 주동근 근섬유에 있는 알파 운동신경이 흥분하게 되어 주동근이 수축한 다. 이것은 오직 하나의 신경연접을 형성하고 있기 때문 에 단일연접반사이다. Ⅰa 구심성신경은 길항근과 억제 성 신경연접을 이루고 있다. 따라서 주동근은 흥분성 신 경연접에 의해 근수축이 일어나고 반대쪽에 있는 길항 근은 억제성 신경연접에 의해 근이 이완되는 상반길항 적 신경연접(reciprocal antagonistic synapse)이 일어난 다. Ⅰa 구심성신경의 작용이 근육을 수축시키는 효과를 강화시키는 동시에 길항근의 수축을 일으키는 흥분성을 감소시킨 결과이다. 고전적인 슬개건 반사 는 무릎에 있는 신전수용기와 척수사이에 작동하는 하나의 신전반사이다. 슬개건 반사 는 무릎이 늘어난 정도를 감지하는 대퇴 사두근 내에 있는 근방추가 작동했기 때문에 가능하다. 슬개건 반사 에서 나타나는 반응시간으로 신경전도상의 이상 유무를 진단할 수 있다. 무릎신전반사가 약하면 반사회로 즉, 감각 혹은 운동축삭 또는 운동뉴런의 세포체나 근육 자 체에 문제가 있다는 표시이다. 무릎신전반사가 너무 강 하게 나타나는 과신전반사는 운동뉴런이 하행 흥분성 및 억제성 운동뉴런에 영향을 받기 때문에 중추신경상 의 문제일 수 있다. 중추신경 이상에서 오는 과신전반사 는 운동뉴런에 흥분성이 증가하기 때문에 강직 (spasticity)이나 경축(rigidity)과 같은 근 긴장도 이상으 로 나타난다. 신전반사에 대한 근방추의Ⅰa 구심성신경이 알파 운 동신경과 흥분성 신경연접을 하여 해당 근육과 협동근 을 활성화시킨다(그림 5A). 어떤 근육이 신전되면 Ⅰa 구심성신경의 발화가 증가한다(그림 5B). 이어서 해당 근육과 협동근이 수축하고 길항근은 이완된다(그림 5C). 그림 5. 근방추와 신전반사(Kandel et al., 2000) Ⅶ. 신전반사와 강직 신전반사가 근 긴장도를 유지하도록 하는 기전은 부 8

8 근방추와 신전반사 적피드백 기전에 의한다. 근이 많이 늘어날수록 신전반 사의 피드백이 크게 작용하여 근육의 수축력이 더욱 크 게 나타난다. 따라서 중추신경계는 수행하는 운동의 종 류에 따라서 방추운동신경 수준이나 운동신경의 신경연 접 효율성을 조정하거나 혹은 직접 알파 운동신경에 영 향력을 행사하는 방법을 통하여 신전반사의 수준을 결 정한다. 사지를 수동으로 서서히 늘리면 신전반사에 의한 저 항력이 느껴지는데 이것은 사지를 움직이는 속도에 따 라 각기 다르게 나타난다. 늘이는 속도가 빠르면 빠를수 록 저항감이 더 크게 느껴지고 더 강력한 신전반사가 나타난다. 서서히 근육을 신전시키면 정상적으로는 신전 반사의 수준이 매우 낮게 나타난다. 하지만 이와 같이 신전이 순간적으로 갑자기 일어나면 신전반사 수준이 매우 높게 나타나 해당 근육이 필요이상으로 강력하게 수축하는 이상 현상이 나타난다. 이것은 중추신경계를 손상시켰을 때 근 긴장도가 과도하게 증가하는 강직과 같은 현상이다. 강직은 근육이 급속한 신전에 대해 과도 하게 저항하려는 데에서 발생하는 비정상적인 수축으로 때때로 빠른 경축과 이완이 반복적으로 나타나기도 한 다. 뇌의 전운동영역을 손상시켜도 근 긴장도가 필요이 상으로 과신전되어 근육이 뻣뻣하게 경직되는 현상으로 나타난다. 마치 뇌의 기저핵이 손상된 파킨슨씨병 (Parkinson's disease) 환자에게서 나타나는 경축현상이 나타나기도 한다. 따라서 스트레칭 시 서서히 느린 속도로 적절한 신 전반사를 유도해 적정수준의 근 긴장도를 유지하는 것 이 중요하다. 또한 스트레칭을 하는 동안 몸의 자세나 그 자세를 유지하는 시간이 스트레칭 효과를 극대화시 키는데 중요한 요인으로 작용하기 때문에 정확한 스트 레칭 방법을 모색할 필요가 있다. Ⅷ. 신전반사와 근육 통증 너무 과도하게 스트레칭을 하면 해당근육에 있는 근 방추의 구심성신경의 활성도가 증가하고 이에 비례하여 주동근의 앞파 운동신경의 활성도가 증가하여 갑작스럽 게 주동근에 강력한 수축작용이 일어난다. 이 때 근육은 통증을 느끼고 딱딱하게 경직되며 통증이 수분에서 수 시간까지 지속된다. 통증이 근에 있는 감각수용기인 자 유신경종말을 자극하여 척수에서 개재뉴런을 경유하는 다연접반사를 일으킨 것이다. 이것은 마치 뜨거운 난로 에 손이 닿을 경우 이두근을 재빨리 수축시키고 개재뉴 런을 통해 길항적 상반억제로 삼두근을 재빨리 이완시 키는 것과 같은 현상이다. 근이 갑자기 강력하게 수축하면 근에 있는 혈관이 조여져 산소결핍에 의한 통증(ischemic pain)이 생겨 척 수반사회로가 계속되는 악순환의 고리(vicious circle)가 형성된다. 이러한 현상은 주로 잘 사용하지 않는 목이나 가슴근육을 갑자기 과도하게 신전시키는 경우에 나타나 는데, 우리가 흔히 담이 결렸다고 하는 상태도 이와 같 은 현상으로 해석할 수 있다. 근육통증은 발생시기에 따라 급성근육통증과 지연성 근통증으로 분류하고 있다. 급성근육통증은 운동중이나 운동후반부 또는 운동직후 회복기에 발생하는 근육의 통증을 말하고, 지연성근통증은 보통 운동종료 후 24~ 72시간 지속되는 근육통증을 말한다(Foss & Keteyian, 1998). Dorpat과 Holmes(1955)는 급성 근육통증은 수축 근에 충분한 산소가 공급되지 않기 때문에 발생한다고 했다. 하지만 상기에서 언급한 원리에 비추어 보면, 근 육통증은 과신전에 의한 악순환의 고리가 언제 차단되 었는가에 따라 급성 근육통증과 지연성 근육통증으로 분류되어야 할 것으로 본다. 더구나 지연성근통증은 급 성근통증에 비하여 발생기전이 명확하게 알려지지 않은 것으로 소개하고 있어, 앞으로 이에 대한 활발한 논의가 요구된다. 지연성 근통증은 근수축 형태와 관련이 깊어 신장성 수축 시 가장 크게 나타나며 등장성 수축 시 가장 적게 나타난다고 한다(Komi & Buskirk, 1972; Talag, 1973). 특히 신장성수축은 지연성 근통증과 근육의 구조적 손 상과 관련이 깊기 때문에 특별히 관심이 집중되고 있다 (Howell et al., 1993). 더구나 신장성수축으로 인한 근육 손상은 수축과 이완시간이 빠르게 일어나는 속근섬유에 서 가장 두드러지게 나타난다고 하여(Lieber et al., 1991) 여러 가지 시사하는 바 크다. 지연성 근육통증을 설명하는 이론 중 하나인 근경련 이론에서는 3단계로 나누어 설명하고 있다. 즉, 운동으로 인해 활동근이 수 축하여 혈관을 조임으로서 산소결핍 상태가 된다. 산소 결핍으로 통증을 유발하는 물질 P가 축적되어 근의 신 9

9 임재형 지용석 경종말을 자극한다. 통증이 반사 근육경련을 일으켜 산 소결핍이 가중되며 순환이 계속 반복된다(DeVries, 1980; 1966)고 기술하고 있어, 과신전반사에 의환 근육 통증에 대한 상기 설명과 상당 부분 일치하고 있다. 운동 중에 갑자기 발생하는 근육 통증, 즉 우리가 보 통 쥐가 난다는 현상도 이와 같은 기전으로 설명이 가 능하다. 따라서 발목을 잡고 다리 근육을 과도하게 늘리 는 방법은 적절하지 않다. 오히려 근이 과신전되어 악순 환의 고리가 가중되어 나타날 수 있기 때문이다. 스트 레칭이 운동 전이나 운동도중에 발생하는 근육통증에 도움이 된다는 연구가 있다. 하지만 결합조직이 손상될 염려가 있기 때문에 탄력을 주어 급격하게 행하지 말 것을 권장하고 있어, 문제에 대한 접근방식과 해석상의 차이가 크다는 것을 알 수 있다. 이런 경우, 먼저 통증 이 생긴 근육을 확인하여 근을 이완시키고 얼음찜질이 나 국소마취제를 이용하여 악순환의 고리를 차단하는 것이 바람직하다. Ⅸ. 신전반사와 스트레칭 근이 늘어나는 것에 저항하려는 근육 고유의 특성을 근 긴장도(muscle tone)라 한다. 근 긴장도는 근이 늘어 날 때 근방추의 신전수용기와 척수의 운동신경이 작동 하여 해당 근이 수축함으로써 생긴다. 신전반사의 원리 가 작동한 것이다. 근 긴장도는 근의 신경요인과 수축요 인이 함께 작용한 것으로 신경을 제거하면 이러한 현상 은 나타나지 않는다. 근육에 탄력이 있다는 것은 근이 신전반사에 의해 일정 수준으로 수축하여 근 긴장도를 유지하고 있다는 것을 의미한다. 따라서 적정수준의 근 긴장도를 유지한다는 것과 운동수행능력은 매우 밀접한 관계를 가지고 있다고 볼 수 있다. 따라서 스트레칭은 근육의 근 긴장도를 적정수준으로 유지해야 효과적이라 할 수 있다. 스트레칭은 정적 스트레칭, 동적 스트레칭, 고유수용 기 촉진법 등으로 구분하고 있다. 정적 스트레칭은 탄력 을 가하지 않고 최종적으로 관절의 가동범위를 늘린 상 태에서 일정시간을 유지하는 방법이다. 동적 스트레칭은 관절의 가동범위 내에서 신체를 움직이면서 서서히 관 절의 가동범위와 움직임 속도를 증가시키는 방법이다. 고유수용기 촉진법은 척수반사 기전을 통하여 근 이완 을 유도함으로써 관절의 가동범위를 증가시키는 방법이 다. 어떤 방법을 이용할지라도 각각의 동작이 근방추와 신전반사의 원리에 부합되는지 재고할 필요가 있다. 일반적으로 정적 스트레칭을 많이 선호하고 있는데, 그것은 조직손상 위험이 적고 에너지 소비량이 적으며 근의 스트레스와 근 통증의 예방할 수 있기 때문이다. 하지만 어떠한 방법을 택할지라도 스트레칭 동안 피로 감을 느끼면, 마지막으로 근 길이를 최대로 신전시킨 후 에 곧 바로 스트레칭을 멈추어야 한다. 근이 피로한 상 태에서 계속 스트레칭을 하면 관절의 최대범위까지 근 을 신전시킬 수 없기 때문에 운동감각 기억은 좁은 범 위의 관절가동범위을 기억한다. 준비운동 시에 행하는 스트레칭의 가동범위는 잠재기억(engram)으로 남아서 본 운동에 영향을 끼칠 수 있기 때문이다. 스트레칭을 적절하게 하면 해당근육의 온도가 상승 한다. 근육의 온도가 상승하면 대사적 측면은 물론 근 수축에 관여하는 결합조직, 혈관, 건, 액틴과 마이오신간 의 저항이 감소하여 전기생리학적 측면에서 근 수축에 매우 유리하게 작용한다. 구심성신경은 근의 길이에 관 한 정보를 제공하는 Ⅰa와 Ⅱ 구심성신경, 근의 장력에 관한 정보를 제공해 주는 골기건 기관에 있는 Ⅰb 구심 성신경, 그리고 척수에서 대뇌피질로 연결되어 있는 상 위 신경로 등이 있고, 운동신경은 알파와 감마운동신경 그리고 대뇌피질에서 척수를 연결하는 하행신경로 등으 로 구성되어 있다. 따라서 스트레칭을 하면 이들 간의 저항이 감소하여 신경전달이 용이하여 정보전달 및 정 보하달이 더욱 빠르게 된다. 참고문헌 Banks, R.W., Harker, D.W., & Stacey, M.J.(1977). A study of mammalian intrafusal muscle fibers using a combined histochemical and ultrastructural approach. J. Anat. 123, Boyd, I.A.(1976). The mechanical properties of dynamic nuclear bag fibers, static nuclear bag fibers and nuclear chain fibers in 10

10 근방추와 신전반사 isolated cat muscle spindles. Prog. Brain Res. 44, Boyd, I.A., & Ward, J.(1975). Motor control of nuclear bag and nuclear chain intrafusal fibers in isolated living muscle spindles from the cat. J. Physiol. 244, Cooper, S.(1961). The responses of the primary and secondary endings of muscle spindles with intact motor innervation during applied stretch. Q. J. Exp. Physiol. 46, DeVries, H.(1980). Physiology of Exercise for Physical Education and Athletics, 3rd ed. Dubuque, IA: W.C.Brown. DeVries, H.(1966). Quantitative electromyographic investigation of the spasm theory of muscle pain. Am J Phys Med. 45, Dorpat, T.L., & Holmes, T.H.(1955). Mechanisms of skeletal muscle pain and fatigue. Arch Neurol Psych. 74, Eccles, J.C., Fatt, P., & Koketsu, K.(1954). Cholinergic and inhibitory synapses in a pathway from motor-axon collaterals to motoneurons. J. Physiol.(Lond). 126, Eldred, E., Granit, R., & Merton, P.A.(1953). Supraspinal control of the muscle spindle and its significance. J. Physiol. 122, Emonet-Dénand, F., Laporte, Y., Matthews, P.B.C., & Petit, J.(1977). On the subdivision of static and dynamic fusimotor actions on the primary ending of the cat muscle spindle. J. Physiol.(Lond). 268, Foss, M.L., & Keteyian, S.J.(1998). Fox's Physiological Basis for Exercises And Sport. 6th ed. McGraw-Hill. Hasan, Z., & Houk, J.C.(1975). Transition in sensitivity of spindle receptors that occurs when a muscle is stretched more than a fraction of a millimeter. J. Neurophysiol. 38, Howell, J., Chleboun, G., & Conatser.(1993). Muscle stiffness, strength loss, swelling and soreness following exercise-induced injury in humans. J. Physiol. 464, Hunt, C.C., & Kuffler, S.W.(1951). Stretch receptor discharges during muscle contraction. J. Physiol.(Lond) 113, Kandel, E.K., Schwartz, J.H., & Jessell, T.M.(2000). Principles of Neural Science. 4th ed. McGraw-Hill. Komi, P.V., & Buskirk, E.R.(1972). The effect of eccentric and concentric muscle activity on tension and electrical activity of human muscle. Ergonomics. 15, Leksell, L.(1945). The action potential and excitatory effects of the small ventral root fibers to skeletal muscle. Acta Physiol. Scand. 10(suppl. 31), Lieber, R.L., Woodburn, T.M., & Friden, B.(1991). Muscle damage induced by eccentric contractions of twenty-five percent strain. Journal of Applied Physiology, 70, Lloyd, D.P.C.(1943). Conduction and synaptic transmission of the reflex response to stretch in spinal cats. J. Neurophysiol. 6, Matthews, P.B.C.(1982). Where does Sherrington's 'muscular sense' originate? Muscles. joints, corollary discharges? A. Rev. Neurosci. 5, Matthews, P.B.C.(1981a). Evolving views on the internal operation and functional role of the muscle spindles. J. Physiol. 320, Matthews, P.B.C.(1981b). Muscle spindles: their messages and their fusimotor supply. In Handbook of Physiology, Sect. 1: The Nervous System, Vol. Ⅱ-Motor Control, Part 1. V.B. Brooks(ed.). Bethesda, American Physiological Society, pp Matthews, P.B.C.(1977). Muscle afferents and kinaesthesia. Br. Med. Bull. 33, Matthews, P.B.C., & Stein, R.B.(1969). The sensitivity of muscle spindle afferents to sinusoidal 11

11 임재형 지용석 stretching. J. Physiol. 2000, Matthews, P.B.C.(1964). Muscle spindles and their motor control. Physiol. Rew. 44, McCloskey, D.I.(1978). Kinaesthetic sensibility. Physiol. Rev. 58, Poppele, R.E., & Bowman, R.J.(1970). Quantitative description of linear behaviour of mammalian muscle spindles. J. Neurophysiol. 33, Prochazka, A., Hulliger, M., Zangger, P., & Appenteng, K.(1985). Fusimotor set: New evidence for α-independent control of γ -motoneurones during movement in the awake cat. Brain Res. 339, Prochazka, A., Stephens, J.A., & Ward, P.(1979). Muscle spindle discharge in normal and obstructed movements. J. Physiol. 287, Renshaw, B.(1940). Activity in the simplest spinal reflex pathways. J. Neurophysiol. 3, Sherrington, C.S.(1898). Decerebrate rigidity, and reflex coordination of movements. J. Physiology.(Lond). 22, Talag, T.S.(1973). Residual muscular soreness as influenced by concentric, eccentric, and static contractions. Res Q. 44(4), Vallbo, A.B., Hagbarth, K.E., Terebjörk, H.E., & Wallin, B.G.(1979). Somatosensory, proprioceptive, and sympathetic activity in human peripheral nerve. Physiol. Rev. 59, Vallbo, A.B.(1970a). Slowly adapting muscle receptors in man. Acta Physiol. Scand. 78, Vallbo, A.B.(1970b). Discharge patterns in human muscle spindle afferents during isometric voluntary contractions. Acta Physiol. Scand. 80,

12 근방추와 신전반사 ABSTRACT Muscle Spindles and Stretch Reflex Jae-Hyeng, Im(KAIST) Yong-Seok, Jee(Hanseo University) Muscle spindles are stretch receptors that provide information on muscle length. When muscles are stretched, information on muscle length is transmitted to the spinal cord through the afferent nerves in muscle spindles, prompting motor neurons in the spinal cord to contract the object muscles. Such a phenomenon where certain muscles are stretched and contracted is called stretch reflex. Muscle spindles, which detect muscle length, play a significant role in this process. As with stretch reflex, most motor skills only require a simple consecutive series of synapses in completing a particular movement. It is therefore crucial to have an accurate understanding of the structures and functions of muscle spindles. Muscle spindles consist of intrafusal fibers, sensory endings, and motor axons. Intrafusal fibers in turn consist of nuclear bag fibers and nuclear chain fibers. Sensory endings consist of Ia afferent nerves and II afferent nerves. Motor axons consist of trail-ending gamma types (Tr-type) and plate-ending gamma types (P-type). When muscles undergo isometric contraction or concentric contraction, both alpha motorneurons in muscle fibers and fusimotors in muscle spindles are used. Because fusimotors then contract both ends of intrafusal fibers, the center of the muscle spindle is stretched. Consequently, intrafusal afferent nerves that are sensitive to stretching can be activated. When muscles become shorter, muscle spindles use the same method to precisely detect muscle length and to send the information to the brain. The principle of stretch reflex can be thus explained: Ia afferent nerves contract homonymous muscles and synergist muscles through excitatory neurons in the spinal cord and, at the same time, relax antagonist muscles through inhibitory interneurons. When muscles are stretched suddenly, muscle tone increases abnormally, which is a phenomenon called spasticity. Spasticity sometimes occurs in the form of clonus, a phenomenon in which muscles repeatedly contract and relax. When muscles become spastic, a chain of exacerbating interrelated actions develops. Nociceptors in muscles are stimulated by the spasticity and consequently the object muscles are further contracted; the chain of actions in turn increases muscle pain. Sudden or excessive muscle stretching therefore must be avoided. The goal of stretching lies in maintaining appropriate muscle tone through an appropriate use of the stretch reflex. Not only stretching methods but also various movements that can occur in sports thus must be reconsidered with respect to the basic principles of the stretch reflex. Key words : muscle spindles, stretch reflex, stretching, spasticity, coaching step 논문투고일: 2005년 1월 4일 심 사 일: 2005년 1월 28일 심사완료일: 2005년 2월 18일 13

13 코칭능력개발지 제7권, 제1호, pp.15~25 비특이성 요통에 대한 물리치료 효과의 문헌 고찰 양회송(순천청암대학 ) * 김성중(우송대학교) 이형수(순천청암대학) 국문초록 본 연구는 비특이성 요통환자를 위한 다양한 치료방법 중에서 근거에 기초한 치료방법을 알아보기 위해 실시하였다. 오늘날 근거에 기초한 치료는 건강전문가나 환자에게 중요하게 고려되고 있다. 그러므로 물리치료사는 연구를 통해 타당성이 입증된 과학적 원리에 기초한 치료방법을 적용해야 한다. 비특이성 요통환자를 위한 효과적인 치료방법을 확인하기 위해 MEDLINE, EMBASE, HINAHL과 Cochrane Library를 검색하여 비특이성 요통환자의 치료효과에 관 한 연구논문 중 1980년부터 2004년 사이에 영문으로 된 논문을 선택하였다. 수집된 자료를 통하여 비특이성 요통환 자를 위한 여러 가지 치료방법들 중에 근거에 기초한 치료방법을 정리하였다. 본 연구의 결과는 비특이성 급성요통 환자을 위해서는 침상안정 보다 계속적인 정상활동을 하는 것이 더 효과적이었다. 아급성이나 만성요통환자를 위해 서는 다른 치료방법 보다 치료적운동이 더 효과적인 것으로 입증되었다. 비특이성 요통환자에게 사용하는 열치료, 치 료적마사지, 근전도피드백, 기계적인 견인, 치료적견인, 경피신경자극치료, 전기치료는 그 효과에 대한 입증이 부족하 였다. 주요어 : 비특이성요통, 물리치료, 치료효과, 근거에 기초한 치료 Ⅰ. 서 론 요통은 직장을 결근하거나 조퇴하는 가장 많은 원 인이 되고 있어 개인적인 건강문제 뿐 아니라 사회경 제적인 측면에서도 중요한 부분을 차지하고 있다(박 정율, 2001). 또한 요통으로 인한 경제적 부담의 증가 는 요통관리와 예방에 대한 관심을 높이고 있다. 비 록 급성요통환자(통증 발병 후 4주 미만)의 대부분은 예후가 좋아서 4주에서 6주 사이에 증상의 모두 또 는 거의 호전되며, 소수의 만성요통환자(통증 발병 후 3개월 이상 지속)은 1년 안에 직장에 복귀를 못하거 나 증상이 지속되기도 한다(Scheer, Watanabe, & Radack(1997). 이와 같이 요통이 자연발생적으로 좋아 지므로 이에 대한 비수술적, 보전적 치료는 매우 중 요하다. 지금까지 요통에 관한 많은 연구에도 불구하고 여전 히 발병원인, 진단기준, 예방과 중재를 위한 적절한 전 략 등에 대해 뚜렷한 해결책이 제시되지 못하고 있는 것은 다양하고 복합적인 발생원인 때문이다(Malchair, 2001). 요통의 초기 증상은 요천추부를 중심으로 발생하 는데, 통증이 심할 때는 자세를 바꾸기 조차 어려운 경 우도 있다. 특히 이러한 통증은 천장관절부위, 둔부, 서 * 책임저자: 양회송(우: , 전남 순천시 덕월동 순천청암대학 물리치료과, ptyang@scjc.ac.kr) 15

14 양회송 김성중 이형수 혜부, 혹은 대퇴부위쪽의 관련통으로 국한되는 경우도 있으나, 전형적인 경우에는 신경근이 자극을 받게 되어 무릎 밑으로 진행되어 발가락 끝까지 방사되는 방사통 을 수반한다. 이렇게 요통과 동반되는 관련통이나 방사 통은 거의 대부분 보존적 치료방법으로 완화되고, 수술 적 치료를 요하는 경우는 불과 약 2%에 지나지 않는다 (대한정형외과학회, 1998). 요통환자를 위한 물리치료방법에는 관절조정술 (mobilization), 도수교정(manipulation), 치료적운동 (therapeutic exercise), 전기치료(electrotherpay), 수치료 (hydrotherapy), 광선치료(radiotherapy), 예방교육프로그 램(prevention education program), 인간공학적 훈련 (ergonomic training), 치료적마사지(therapeutic massage), 기계적견인(mechanical traction), 바이오피드백 (biofeedback)등이 있다. 진통제(analgesics)나 침상안정 (bed rest)은 대부분의 의사들이 처방하고 있는 치료방법 이다. 이러한 치료방법의 목적은 통증완화, 근경직(muscle spasm) 감소, 관절가동범위(range of motion) 향상, 근력 증가, 자세교정을 통해 그 환자의 기능적인 상태 (functional statue)의 향상이다. 요통을 위한 많은 보전적 치료방법들이 보고되고 있 지만 그 치료방법에 대한 효과에 대해서는 논란이 되고 있다. 최근에 다양한 치료방법들에 대해서 systemic review, meta-analysis등에 의해 그 효과를 입증하기 위 한 시도를 하고 있다. 그러므로 요통환자를 위한 치료방 법들 중에 근거한 기초한 치료방법이 어떤 것인지를 확 인하고 근거에 기초한 치료를 시행하는 것이 물리치료 의 당면 과제라고 생각한다. 본 연구의 목적은 요통환자를 위한 치료방법들 중에. 침상안정(bed rest), 도구를 이용한 치료(electrotherpay, hydrotherapy, radiotherapy), 기계적견인치료 (mechanical traction), 치료적운동(stretching sterngthening, stabilization, mobilization), 도수치료 (manual therapy), 척추교정(manipulation) 치료적마사 지(therapeutic massage), 예방교육(prevention education), 생체역학적인 운동조절(biomechanical motor control), 바이오피드백조절(biofeedback control) 8개영 역의 치료방법에 관한 논문을 조사하여 요통환자의 치 료방법들 중에 근거에 기초한 치료방법을 제시 하려고 한다. Ⅱ. 연구방법 컴퓨터를 이용하여 MEDLINE, Embase, HINAHL과 Cochrane Library를 검색하여 요통환자를 위한 여러 치 료방법들의 효과를 보고한 논문을 검색하였다. 1980년부 터 2004년 사이에 영문으로 된 논문들 중에서 연구목적 에 충족한 것을 선택하였다. 실험논문 중에서 메타분석 (meta-analysis), 체계적 고찰(systemic review), 통제된 실험연구(controlled experimental studies), 그 밖의 실 험논문을 조사하였다. 비특이성요통(nonspecific low back pain)환자의 치료 효과를 다룬 연구들 중에서 randomized controlled trials, nonrandomized controlled trials, case studies, cohort studies를 대상으로 하였다. 비특이성요통의 정의 는 통증이 엉덩이부분에서 가장 위 상부요추사이에 있 는 환자로 하였다. 치료효과는 기능적인 상태, 통증, 작 업할 수 있는 능력, 환자의 만족, 삶의 질로 평가되었다. 치료방법은 마사지, 열치료(핫팩, 콜드팩), 전기치료, 근전도바이오피드백(EMG biofeedback), 저주파치료 (TENS), 초음파(ultrasound), 치료적운동(therapeutic extecise), 기계적견인, 예방교육, 복합적재활치료 (combinations of rehabilitation intervention)가 포함되 었다. 치료에 대한 예후가 요통발병 기간에 의존도가 높 기 때문에 급성, 아급성, 만성으로 구분하였으며, 급성요 통은 6주이상 지속되지 않으며, 아급성요통은 6주에서 12주간 통증이 완화되는 경우를 말한다. 반면, 만성요통 은 12주 이상이 되어도 통증이 지속되는 경우를 말한다 (Anthony, 1995; Broadhurst, 1999). 검색어는 비특이성요통(nonspecitic low back pain), 효과(effectiveness, efficacy, effect, efficiency, outcome, result, influence), 요통(low back pain, low back dysfunction, backache, low back, low back disorder),으 로 하였다. Ⅲ. 연구결과 1. 침상안정(bed rest) Malmivaara, Hakkine, 그리고 Aro(1995)은 186명의 16

15 비특이성 요통에 대한 물리치료 효과의 문헌 고찰 비특이성 급성 요통환자를 대상으로 통제된 실험 (controlled trials)을 하였다. 186명의 환자를 침상안정 (67명), 요추가동성 운동(52명), 일반적인 운동(67명) 3그 룹으로 분류하여 Oswestry back disability questionnaire를 이용하여 평가하였다. 연구결과는 3, 6 주 후의 평가에서 일반적인 운동을 한 그룹이 침상안정 이나 요추가동성운동을 한 그룹 보다 더 회복이 빨랐다. 회복은 침상안정을 한 그룹에서 가장 느리게 나타났다. 바로 누운 자세에서 고관절, 슬관절을 30도 정도 가볍게 굴곡하는 자세가 좋다. 장시간 같은 자세로 있을 수 없 는 경우가 많기 때문에 환자 자신이 가장 편한 자세를 선택하도록 한다. 그러나 침상안정은 4일 이상이 되면 오히려 환자 근력과 체력의 약화를 초래할 수 있다. 2. 도구를 이용한 치료(electrotherpay, hydrotherapy, radiotherapy, Ultrasound) Hsieh와 Lee(2002)은 133명의 요통환자를 대상으로 무작위통제실험(randomized controlled trials)하였다. 요 통환자를 의학적치료, 의학적치료와 PENS(percutanuous electrical stimulation), 의학적치료와 TENS (transcutaneous electrical stimulation) 3그룹으로 분류하였다. 평가방법 은 다음과 같다. 통증은 시각사상척도(VAS; visual analog scale), 통각측정기(pain algometer), 장애의 정도 는 Quebec back pain 설문지를 3일 후, 1주일 후에 평 가 하였다. 연구결과는 PENS와 TENS 그룹에서 치료 후 즉각적인 통증감소 효과가 있었다. 그러나 3일 후, 1 주일 후에는 3그룹 간에 차이가 없었다. 그러므로 PENS 보다는 TENS를 사용하는 것이 더 권장된다. Brosseau, Milne, 그리고 Robinson 등(2002)은 TENS 와 관련된 논문을 MEDLINE, Embase, Cochrane controlled trrials 통한 메타분석(meta-analysis) 하였다. 실험방법은 무작위통제실험 중에서 각 그룹 당 5명이상 참여한 논문을 선택하고, 대상자는 만성요통(12주 이상), 근골격계 원인에 의한 통증, 방사통환자 포함되었으며, TENS에 사용되는 모든 모형을 포함하였다. 연구결과는 TENS와 위약(placebo)그룹 간에 어떤 항목에서도 유의 한 차이가 없었고, TENS의 적용과 방법적인 면에서도 유의한 차이가 없었다고 보고하였다. Graff-Radford등(1989)은 신경병증이나 근막통증 증후 군이 있는 경우 경피신경전기자극(TENS)이 효과적이라 고 하였다. 요통에 대한 온열치료의 효과는 검증한 보 고는 드물다. 온열치료의 목적은 그 물리적 자극의 작용 에 의해 혈액순환의 촉진, 근긴장의 경감, 통증의 경감 이다. 급성기에는 순환개선과 통증감각의 전도를 억제하 기 위해 얼음 찜질을 이용한다. 경피신경자극치료기의 진동자극은 특히 만성요통환 자의 통증 감소를 위해 추천된다고 하였다(Guieu, Tardy-Gervet, & Roll, 1991). 치료적 초음파(therapeutic ultrasound)은 급성요통이 나 만성요통환자에게 임상적으로 중요한 효과가 있다는 증거는 없다(Nwuga, 1983; Roman, 1960). 초음파 파형중에서 역동파(plused)가 계속파 (continuous) 보다 급성요통환자에게 유용하다고 하였다. 왜냐하면 역동파의 비 열적효과 때문이다(Hartley, 1993) 3. 기계적 견인치료(mechanical traction) 견인치료는 지속적인견인과 간헐적견인의 2가지 방 법이 있다. 견인치료의 작용기전은 아직 명확하게 밝혀 지지 않았다. 추간공의 확대를 위해서는 50kg 이상의 견 인력이 필요하다고 보고하고 있다. 급성요통환자의 치료 에 있어서 견인을 지지하는 이론적 입증이 없기 때문에 피하는 것이 좋다. 지속적 견인이 간헐적견인 보다 적은 무게가 좋다고 여겨지는데 있어서 구체적이고 과학적인 보고는 없다. Harte, Baxter, 그리고 Gracey(2003)은 견인치료와 관 련된 논문을 MEDLINE, Embase, Cochrane controlled trrials 통해 체계적 고찰(system review) 하였다. 연구방 법은 무작위통제실험 중에서 18세 이상, 방사통이 있거 나 없는 요통환자를 선택하고, 견인치료, sham 견인, 다 른 보존적치료 군으로 나누어 실험하였다. 연구결과는 요통환자에게 이용되는 견인치료의 사용에 대한 증거는 결론을 내리지 못했다. 왜냐하면, 임상적 요소들의 한계 와 방법적인 정확성의 결함이 있기 때문이였다. 비특이성 요통환자에서 척추에 충분한 견인력을 주 어 치료한 군과 요추에 압력을 느낄 정도의 견인력만을 주어 위약 치료를 한 군에서 통증의 정도, 기능의 정도, 관절 가동 영역 등에서 차이가 없었다고 보고하였다 (Beurskens, de Vet, Koke, Regtop, van der Heijden, 17

16 양회송 김성중 이형수 Liderman, & Knijpschild, 1997). 이상의 연구를 바탕으 로 할 때, 비특이성 요통환자는 견인치료의 이점은 없는 것으로 판단된다. 그러나 방사통을 호소하는 요통환자의 경우 견인 치료는 적절한 적응증을 갖는 환자에게 적절 한 치료가 중요하다. 견인치료는 견인치료에 대한 충분 한 지식과 기술을 갖지 못한 경우에 시행하면 안되고 척추염, 추간판염, 척추 종양, 불안정 골절, 중증도 이상 의 골다공증, 고령의 환자, 심질환자, 임신, 마미 증후군 등에서도 금기가 되므로 이에 대한 주의를 요한다. 4. 치료적운동(sterngthening, stabilization exercise, mobilization) 운동은 요통의 치료 및 예방에 있어서 가장 중요한 자리를 차지한다. 운동은 통증을 경감시키고, 약화된 근 육의 근력강화를 통해 운동성과 신체 적응도의 증가로 척추에 미치는 기계적 스트레스를 줄일 수 있고, 구축된 근육을 회복시키며 과운동성을 가진 척추 분절에 안정 성을 줄 수 있는 장점이 있다. 운동치료는 아급성 또는 만성 요통 환자에서 주로 시행하였으나 급성 요통 환자에게도 적절한 운동을 시 킴으로써 빠른 회목을 기대할 수 있다. 요통화자에서 현 재 널리 사용되는 운동은 유연성을 증가시키는 운동, 근 력을 증가시키는 운동, 신체적응도를 증가시키기 위한 유산소 운동으로 나눌 수 있는데 이들 운동을 시행하는 방법에 따라 굴곡운동, 신전운동, 그리고 유산소 운동으 로 나눌 수도 있다(이강우, 1995). 최근에는 척추의 안정 화에 기여하는 근육을 선택적으로 근력강화하기 위한 요추의 안정화 운동이 요통환자에게 근력강화를 위해 중요하다고 보고하고 있다. Wilson, Payton, & Donegan-Shoaf등(2003)은 급성요 통환자 19명을 대상으로 무작위통제실험을 하였다. 무작 위로 신경근 재교육과 저항 훈련그룹과 근에너지기법 (MET; muscle energy technique)그룹으로 구분하여 1주 일에 2번, 4주 동안 치료하였다. 평가방법은 Oswestry Disability Index를 이용하여 치료 전과 후에 평가하였 다. 연구결과는 MET 그룹이 대조군 보다 Oswestry Disability Index 점수가 향상되었다. 따라서 MET는 운 동조절과 저항운동을 병행하여 사용하면 신경근 재교육 과 저항운동을 하는 것 보다 장애정도의 감소와 기능적 인 향상에 도움이 될 것이다고 하였다. Molde, Grasdal, & Eriksen(2003)은 8주에서 12주된 457명의 요통환자를 대상으로 무작위통제실험을 하였다. 연구방법은 457명의 요통환자를 무작위로 실험군(237 명), 대조군(220명)으로 나누었다. 실험군은 활동을 유지 할 수 있도록 도와주었고 대조군은 도와주지 않았다. 연 구결과는 첫 1년 동안은 실험군이 직장으로 복귀하는 기간이 짧았다. 그리고 직장으로 복귀했을 떄 요통 재발 율이 더 낮았다. 6개월 추적조사에서 실험군은 대조군에 비해 요통을 관리하기 위해 침상안정 보다 스트레칭이 나 걷는 것을 더 많이 한 것으로 나타났다. 그러나 3년 후에는 그룹간 차이가 없었다. 그러므로 일반적인 운동 은 경제적인 손실을 감소시키고, 요통이 지속되는 기간 을 감소시킨다고 하였다. Graves 등(1994)은 요부신전근을 구분하여 발달시킨 여러 요부장비의 점진적인 트레이닝 효과를 비교하였다. 이 연구는 요부신전근을 선택적으로 구분하여 운동하였 을 경우 아주 확실하게 요부근력이 향상되는 결과를 보 였으며, 반면에 골반을 고정하지 않은 요부장비를 이용 한 운동에서는 근력의 증가를 보이지 않았다. 따라서 요 부 신전근 근력강화를 위한 운동을 할 경우 골반을 고 정한 상태에서 운동하는 것이 운동효과를 높일 수 있을 것이다. Sung(2003)은 16명의 요통환자를 대상으로 한 단면연 구에서 4주 동안 1주일에 3번 다열근 안정화 운동을 실 시한 후에 기능적인 상태는 Oswestry Low Back Pain Disability로 평가하였고, 근 피로도는 표면근전도의 Median frequency로 평가하였다. 연구결과는 Oswestry Low Back Pain Disability는 치료전, 후에 유의하게 향 상되었다. 근 피로도는 남자에서는 근 피로도가 증가되 었지만 여자에서는 근 피로도가 낮아졌다. 그러므로 척 추 안정화 운동은 기능적인 면에는 효과가 있지만 근 피로도(지구력)에는 영향을 주지 않는다고 할 수 있다. 또한 4주 동안의 안정화 운동으로는 다열근의 피로도에 영향을 주지 못한다고 할 수 있다. 급성요통환자에게는 치료적 운동이 대조군에 비해 효과가 있다는 임상적 결과는 없었다. 급성요통환자는 일반적인 운동보다는 계속적인 정상활동을 권장하는 것 이 효과가 있다고 하였다. 그리고 만성요통화자에게는 치료적 운동(요추굴곡, 신전, 근력강화)이 효과적이다 라 18

17 비특이성 요통에 대한 물리치료 효과의 문헌 고찰 고 하였다(Philadelphia Pannel, 2001). 5. 도수치료(manual therapy) Hsieh, Adams, & Tobis(2002)은 200명의 아급성요 통환자를 대상으로 무작위로 요통교실, 관절조정술 (mobilization), 근막치료(myofascial release), 관절 조정 술과 근막 치료 병행한 4 그룹으로 나누어 3주간 치료 를 실시하였다. 통증, 건강, 그리고 기능적인 평가는 치 료시작 전. 치료 후 3주, 6개월에 VAS와 Roland- Morris activities scale를 이용하여 평가하였다. 연구 결 과는 3주 후에 기능적인 정도와 통증 정도가 4 그룹 모 두에서 향상되었다. 그러나 6개월 후 평가에서는 그룹 간 차이가 없었다. 그러므로 비특이성 아급성요통환자에 게 있어서 관절조정술도 효과가 있지만 요통교실도 도 수치료법 만큼 효과가 있다고 할 수 있다. Assendelft, Morton, & Yu,등(2003)은 MEDLINE(1966 년. 1월 ~2001년. 1월), EMBASE(1988년. 1월 ~ 2000년. 1월), CINAHL(1982년. 1월 ~ 2000년. 1월), RCTs. Cochrane Collaboration search strategy에서 39 RCTs 선정하여 메타분석(meta-analysis)을 실시하였다. 실험 방법은 sham, conventional general practitioner care, analgesics, physical therapy, exercises, back school, ineffective or even harmful(traction, corset, bed rest, home care, topical gel, no treatment, diathermy, and minimal massage)의 7개 치료 부분으로 나누어 실시하 였다. 평가방법은 VAS, Roland Disability Questionnaire (RDQ) 이용하여 단기 통증, 장기 통증, 단기 기능회복, 장기 기능회복을 평가하였다. 실험 결과은 급성과 만성 요통환자(방사통환자 제외)에게 척추도수교정치료(spinal manipulative therapy)가 다른 치료(analgesics, exercise, physical therapy, and back school)보다 효과적이다라고 할 수 있는 증거는 없었다고 하였다. 6. 척추교정(chiropratic) 척추교정은 요통 환자의 보존적 치료 방법 중 가장 많은 논란의 대상이 되고 있다. 미국 보건정책연구성 (agency for health care policy and rehabilitation)에서 는 증상이 발현된 첫 달에는 도수 치료를 권장하고 있 으며, 신경근병이 있거나 증상이 한 달 이상 지속되는 경우에는 선택적으로 사용하며, 진단이 불충분한 신경학 적 손상이 있는 경우의 치료나 장기간 지속적인 치료는 지양해야만 한다. Flynn, Fritz, & Whitman등(2002)은 방사통이 없는 71명의 요통환자를 대상으로 한 단면 연구을 실시하였 다. 연구 방법은 8명의 카이로프락터가 같은 치료 프로 그램에 따라 치료를 실시하였다. 평가방법은 통증은 11 척도을 이용하여 평가하였고, 기능적인 상태는 Modified Oswestry Disability Questionnaire을 이용하 였고, 두려움은 Fear-Avoidance Beliefs Qestionnaire를 이용하여 평가하였다. 연구 결과는 카이로프락틱의 치료 에 반응이 좋은 예측인자는 증상의 발병시기(더 급성 일수록 치료의 성공률이 좋음), 발병기간은 16일 미만, FABQ은 19점 미만, 고관절 내회전 35도 이상, 요추의 저운동성, 다리로 내려가는 방사통이 없을 때 카이로프 락틱치료에 효과의 반응이 더 잘 나타났다고 하였다. Hurwitz, Morgenstern, & Harber등(2002)은 681명의 요통환자를 대상으로 무작위로 카이로프락틱만 치료한 그룹(169명), 카이로프락틱과 물리치료 도구를 이용하여 치료한 그룹(172명), 의학적 관리만 한 그룹(170명), 의 학적 관리와 물리치료를 이용하여 치료한 그룹(170명) 6 그룹으로 나누어 6개월간 추적조사를 실시하였다. 평가 방법은 통증은 VAS을 이용하여 평가하였고, 요통과 장 애정도는 24개의 항목으로 구성된 Roland-Morris Disability을 이용하여 평가하였다. 그리고 심리적인 고 통은 Medical Outcome Study 36 items Short-Form Health Survey을 이용하여 평가하였다. 실험 결과는 6 개월 추적조사에서 물리치료나 물리치료 도구 없이 의 학적관리와 카이로프락틱을 사용한 그룹과 물리치료나 물리치료 도구를 같이 사용한 그룹과 비슷하게 장애정 도가 회복되었다. 물리치료는 의학적 관리만 사용한 그 룹보다 평균적으로 장애의 정도가 감소했으나 통계학적 으로 유의하지 않았다고 하였다. 7. 치료적 마사지(therapeutic massage) Furlan, Brosseau, & Lmamura등(2002)은 MEDLINE, EMBASE, HealthSTAR, CINAHL 등에서 비특이성 요통 환자에게 마사지를 적용한 무작위통제실험, 19

18 양회송 김성중 이형수 quasirandomized trial, controlled clinical trials 포함한 논문을 체계적인 고찰(Systematic Review)을 통해 연구 를 하였다. 마사지치료 유형으로는 Shiatusu, folfing(soft tissue manipulation), Swedish massage, reflexology, MFR, and craniosacral therapy이 포함되었다. 평가항목 은 통증, 작업장 복귀, 증상의 주관적인 변화, 기능적인 상태(RMDQ, MPQ, SF-36, ODI )로 하였다. 연구 결과 는 마사지와 위약효과 비교한 논문에서 마사지가 위약 효과 보다 장, 단기 기능, 단기 통증에서 유의하게 효과 가 있는 것으로 나타났다. 마사지와 spinal manipulation를 비교한 논문에서 초기에는 spinal manipulation이 통증감소나 기능적인활동이 향상되었다. 그러나 퇴원 3주 후에 또는 치료가 끝난 후에는 마사지 와 spinal manipulation 효과가 같게 나타났다. 마사지 와 전기 치료를 비교한 논문에서 TENS가 치료 중에 통 증감소와 관절가동범위 증가를 위해 더 효과적이었다. 치료가 종료된 후에는 마사지와 faradic current의 효과 같았다. 마사지와 콜셋을 비교한 논문에서 기능적인 면 에서는 콜셋이 더 효과적이다. 그러나 통증, 관절 가동 범위, 근 피로도는 차이가 없었다. 마사지와 운동치료를 비교한 논문에서 마사지가 단기 기능적인 면에서 만 더 효과적이었고 그 밖의 다른 면에서는 운동치료가 더 효 과적이었다. 그러나 통증의 정도 통증의 질적인 면에서 는 장, 단기 비슷하게 나타났다. 마사지와 이완치료를 비교한 논문에서 통증에서 비슷한 효과가 있었다. 마사 지와 침(acupuncture)을 비교한 논문에서 마사지가 침 보다 기능적인 면에는 더 효과적이나 증상(통증, 저린느 낌)에는 별 차이가 없었다(10주 후). 마사지가 증상과 기 능적 호전에 더 효과적이다(52주 후). 마사지와 자기 관 리 교육을 비교한 논문에서 단기적으로 마사지가 통증 과 기능적인 면에 더 효과적이다(10주). 그러나 장기적 으로는 두 그룹 간 차이가 없었다(52주). 다른 치료와 병행한 마사지을 비교한 논문에서 마사지, 운동, 그리고 교육을 병행했을 때가 운동만 했을 때와 마시지만 했을 때 보다 더 효과 적이었다. 8. 예방교육프로그램(prevention education program) 요통학교는 1969년에 Sweden의 Marianne Zachrisson- Forsell에 의해 처음 시도되었으며, 그 후 전 세계적으로 일반화되었다. 요통학교의 기본적인 목적은 척추의 생체 역학적인 움직임의 기전을 교육하여 환자 스스로 요통 의 관리능력을 갖게 함으로써 통증과 기능장해를 경감 시키는 것이다. 요통은 역학적인 요통이고 그 원인이 평 소의 피로한 상태에서 바르지 못한 반복적인 일상생활 자세에서 비롯되므로 무엇보다도 척추 주위근육의 강화 훈련을 생활화하는 것이 치료 및 재활 방지에 중요하다. Cardon, De Clercq, & De Bourdeaudhuij(2002)은 초 등학교 학생 696명을 대상으로 요통교실의 효과를 연구 하였다. 연구방법은 실험군(347명), 대조군(349명)으로 나누어 1년 동안 추적조사를 실시하였다. 평가방법은 실 용적인 검사, 설문지, 카메라를 이용하여 하였다. 연구 결과는 요통 교실을 마친 초등학생은 1년 동안 요통과 경부통증의 유병률을 감소시키는데 효과가 있었다고 보 고하였다. 9. 운동조절(motor control) Newcomer, Jacobson, & Gabriel등(2002)은 20명 만성 요통환자와 20명의 정상인(나이와 성별 일치)을 대상으로 전향적 그리고 통제된 비교 연구(prospective and controlled comparative study)을 하였다. 연구 방법은 3 방향에서 각 셋트당 16가지 동요(perturbation)로 이루어 진 5 세트 발판 동요(foot-plate perturbation)을 이용하여 척추기립근, 복직근, 전경골근, 비복근의 잠복기, 빈도수, 비대칭성을 표면근전도(surface EMG)를 이용해 측정하였 다. 연구 결과는 만성요통환자는 toes-up 움직임에서 복 직근의 활동이 감소하였다. 이것은 통증 억제 기전으로 인해 efferent system이 바뀌었기 때문이다라고 설명하였 다. 중간 전방전위(medium-anterior translation)일 때 복 직근과 척추기립근의 비대칭적 수축을 보였다. 이것은 속도에 대한 역치가 증가하였다는 것을 의미한다고 하 였다. 만성요통환자가 대조군에 비해 유의하게 몸통 근 육들의 활동(firing)이 없었다. 이것은 고유수용성 감각 과 신경근 loop의 비정상을 의미한다고 하였다. O'sullivan, Twomey, & Allison등(1997)은 12명 만성 요통환자와 10명의 정상인을 대상으로 연구를 하였다. 연구 방법은 복부의 drawing in 기법시행 시 복근의 동 원(recuitment)양상을 표면근전도를 이용하여 조사하였 20

19 비특이성 요통에 대한 물리치료 효과의 문헌 고찰 다. 연구 결과는 대조군은 복부의 drawing in 기법시행 시 복직근의 최소 수축한 상태에서 내복사근의 우세한 수축을 보이는 반면 만성요통환자는 이것이 불가능 하 다. 이것은 이들 근육의 신경근 기능장애를 의미한다고 하였다. Leinonen, KanKaanpaa, & Airraksinen등( 2000)은 19 명 여자 요통환자와 19명 여자 정상인을 대상으로 단면 연구와 전향적인 추적조사(cross-sectional study and prospective follow-up study)를 실시하였다. 연구 방법 은 양 발을 10cm벌리고 무릎을 편 상태에서 5번 요추 굴곡과 신전을 검사하였다. 표면 근전도는 요추 1-2번 사이의 양 측 척추기립근과 대둔근, 대퇴이두근에 부착 하였다. 치료는 5주 동안 병원에서 능동적인 재활 프로 그램과 5주 동안 홈 재활 프로그램(근력강화운동, 스트 레칭운동, 협응운동, 이완운동)을 시행하였다. 표면 근전 도 검사는 재활 프로그램 전과 후에 시행하였다. 연구 결과는 초기 굴곡 때 대조군는 요추기립근과 대퇴이두 근이 동시에 활성화되고 특히 대퇴이두근이 대둔근 보 다 상당히 먼저 활성화되었다. 요통환자는 요추기립근이 대둔근 보다 상당히 먼저 활성화되었다. 마지막 굴곡 때 대조군는 요추기립근이 대둔근과 대퇴이두근보다 먼저 이완되었다. 요통환자는 요추기립근과 대둔근이 대퇴이 두근 보다 동시에 먼저 이완되었다. 초기 신전 떄 대조 군는 대퇴이두근이 요추기립근과 대둔근보다 먼저 활성 화되었다. 요통환자는 대둔근이 요추기립근 보다 먼저 활성화 되었다. 마지막 신전 때 대조군는 대퇴이두근이 요추기립근과 대둔근 보다 먼저 이완되었다. 요통환자는 대둔근과 대퇴이두근이 요추기립근 보다 먼저 이완되었 다. 요추를 굴곡과 신전을 할 떄 요추기립과 대퇴이두근 은 요통환자와 대조군 모두에서 비슷한 순서로 활성화 되었다. 요통환자는 요추를 굴곡할 때 대둔근의 활성화 기간은 대조군에 비해 짧게 나타났다. 또한 신전할 떄도 대둔근이 조기에 활동을 멈췄다. 능동적인 재활기간에는 요추기립근과 대퇴이두근의 근 활성도에는 변화가 없었 지만 재활 후 검사에서는 대둔근이 굴곡에서는 더 늦게 그리고 신전 시에는 더 빠르게 활성화 되었다. 10. 생체되먹임조절(biofeedback control) 근전도를 이용한 생체되먹이기로 심리적으로 또한 신체적으로 이완하는 방법을 배우게 해주거나 근력을 향상시키기 위해서 이용된다. Van Tulder 등(000)에 의 하면 만성 요통환자를 대상으로 한 5개의 전향 연구에 서 단 하나만이 양성결과를 보였다고 하였다. 그러나 만 성 우울증, 분노 감정을 갖고 있어 치료에 방해가 되는 경우에 생체되먹임 치료는 동통 - 긴장 - 불안의 상호관 계를 이해하여 긴장을 푸는 법을 배우게 하여 치료에 도움이 될 수 있다. Nielson, & Weir(2000)은 21개의 무작위통제연구 논 문을 체계적 고찰(systematic reviews)을 실시하였다. 연 구 대상 논문은 총 21 건으로 12 건은 만성요통, 3 건은 fibromyalgia, 6 건은 다른 근골격계 질환을 대상으로 한 연구였다. 치료방법은 근전도 피드백, 체면실(단일 접근모델), 행위(behavior), 인지-행위치료, 요통 교실(다 면적 접근모델)을 비교하였다. 연구 결과는 다면적 접근 모델이 만성 요통환자에게 효과가 있고, 다른 근골격계 질환은 12개월 효과, 근전도 피드백이 만성요통환자에게 3개월 정도 효과가 있다고 하는 증거는 부족하였다. 10. 그 밖의 요통 관련 논문 Sullivan, Shoaf, & Riddle(2000)은- 81명 환자 (soondylolysis, spondylolisthesis, infectious arthritis, spinal tumor, ankylosing spondylitis, idiopathic scoliosis 제외)을 대상으로 치료 전 - 치료 후 관찰 연 구(pretreatment - posttreatment observational study)를 15명의 물리치료사가 참여하여 실시하였다. 평가방법은 Roland-Morris Back Pain Questionnaire, Lumbar flexion-dual-inclinometer를 이용하여 치료 전과 치료 후에 실시하였다. 연구 결과는 요추 굴곡의 능동적 관절 범위와 요통환자의 장애의 정도 상관성이 낮게 나타났 다. 그러므로 요추의 굴곡의 능동적 관절범위가 장애의 정도를 평가하는 대용(constitution)으로 사용될 수 없다 고 하였다. 따라서 굴곡의 능동적 관절범위가 치료의 목 적으로 이용 될 수 없다 고 제안하였다. Arokoski, Valta, & Airaksinen등(2001),은 24명의 건 강한 21-39세(14명 여자, 10명 남자)을 대상으로 단면연 구(cross-sectional study)을 실시하였다. 연구 방법은 요 통환자의 치료에 이용되는 16가지의 자세를 수행하게 하여 표면 근전도를 이용하여 척추근육(T9, L5), 복부근 21

20 양회송 김성중 이형수 (복직근, 외복사근)의 근활성도를 비교하였다. 개인 간 근활성도를 비교하기 위해 최대수의적수축(MVC)으로 표준화(normalized)하였다. 연구 결과는 L5 수준에서 다 열근의 근활성도는 남자 보다도 여자에서 유의하게 높 게 나타났다. 반면에 T9 수준에서 유의한 차이가 보이 지 않았다. 복직근과 외복사근의 근활성도는 남자보다도 여자에서 유의하게 높게 나타났다. 손에 무게를 증가하 거나 또는 불안정한 몸통 그리고 사지의 움직임은 높은 척추근과 복부근의 근활성도 나타냈다. 그러므로 간단한 치료적 운동은 복부근과 척추근을 활성화하는데 효과적 이다 라고 하였다. Lehman, & McGill(2001)은 11명 스포츠 선수를 대 상으로 임상적 연구를 실시하였다. 연구 방법은 5가지 운동(윗몸일으키기, 복직근 들기, 다리들기, 등척성 다리 들기, 등척성 윗몸일으키기)을 할 때 표면 근전도를 이 용하여 상부복근과 하부복근 그리고 외복사근에 근활성 도 평가하였다. 연구 결과는 운동 간, 운동 내에 상부복 근과 하부복근의 근활성도에 차이는 없었다. 그러나 외 복사근은 운동간 차이가 있었다. 그러므로 윗몸일으키기 에서는 외복사근의 활동이 작지만 복직근 들기와 다리 들기에서는 높게 나타났다. Richardson, Snijders, & Hides등(2002)은 13명의 건 강한 성인을 대상으로 임상실험을 하였다. 연구 방법은 Drawing in, bracing 기법을 이용하여 요통환자의 transverse abdominis muscle이 수축하는지를 확인하기 위해 엎드린 자세에서 이 기법을 수행 할 때 천장관절 의 이완(laxity) 검사를 실시하였다. 천장관절의 이완성 을 검사하기 위해 도플러 이미지를 사용하였다. 척추근 과 외복사근에 표면근전도 부착하여 근활성도를 확인하 였다. 연구 결과는 두 가지 기법에서 천장관절의 이완성 수치가 유의하게 낮게 나타났다. 즉 천장관절의 안정성 이 증가되었다. 그러므로 일반적인 복부운동보다 이 기 법을 사용했을 때가 독립적으로 transverse abdominis muscle을 수축시킬 수 있다고 하였다. Philadelphia panel(2001)등은 6곳의 전문기관에 324 명의 임상가에 feedback survey questionnaire을 이용하 여 메타분석을 실시하였다, 회수률은 51%였다. 연구 결 과는 치료적 운동이 만성, 아급성, 그리고 수술 후 요통 환자에게 유용하였다. 급성요통환자에게는 지속적인 정 상적인 활동들이 유일한 치료방법이다 라고 하였다. 열 료, 치료적 초음파, 마시지, 전기치료, 견인 등은 효과에 관한 증거가 부족했다. 그러므로 치료적 운동이 급성, 아급성, 만성 비특이성 요통환자에게 효과가 입증된 치 료방법이다. Ⅳ. 결 론 비특이성 요통환자의 다양한 치료방법 중에 급성요 통환자는 침상안정보다는 정상적인 활동을 계속 유지하 는 것이 권장된다. 아급성이나 만성요통환자는 치료적 운동이 유용한 치료방법으로 권장된다. 도구를 이용한 치료방법의 효과에 대한 근거는 부족 하다. 그러므로 차후 물리치료에 이용되고 있는 치료방 법들에 대해서 엄격한 실험방법을 통해 입증해 나가는 것이 중요하다고 생각한다. 참고문헌 대한정형외과학회(1998). 정형외과학. 서울:최신의학사. 박정율(2001). 만성 요통의 진단과 치료. 가정의학회지, 22(9), 이강우(1999). 요통의 재활적 접근. 대한내과학회지, 5(4), Agency for Health Care Policy and Research.(1995). Clinical practical guidelines for acute low back pain. Arokoski JP, Valta T, AiraksinenO, et al(2001). Back and abdominal muscle function during stabilization exercise. Arch Phys Med Rehabil, 82, Atchison JW, Gonzalex EG, Materson RS(1997). The nonsurgical management of acute low back pain: cutting through the AHCPR guideline, 1st ed, New York: Demos Vermande, Assendelft WJ, Morton SC, Yu EI, et al(2003). Spinal manipulative therapy for low back pain: a meta-analysis of effectiveness relative to 22

21 비특이성 요통에 대한 물리치료 효과의 문헌 고찰 other therapies. Ann Intern Med, 138, Beurskens AJ, de Vet HC, Koke AJ, Regtop W, van der Heijden GJMJ, Liderman E, Knipachild PG.(1997). Efficacy of traction for nonspecific low back pain:12-week and 6-month results of a randomized clinical trial. Spine, 22, Brosseau L, Milne S, Robinson V, et al(2002). Efficacy of the transcutaneous electrical nerve stimulation for the treatment of chronic Low back pain. Spine; 27, Cardon GM, De Clercq DR, & De Bourdeaudhuij IMM(2002). Back education efficacy in elementary schoolchidren: A 1-year followup study. Spine, 27(3), Flynn T, Fritz J, Whitman J, et al(2002). A clinical prediction rule for classifying patients with low back pain who demonstrate short-term improvement with spinal manipulation. Spine, 27, Furlan AD, Brosseau L, Lmamura M, et al(2002). Massage for low back pain: A systematic review within the framework of the Cochrane collaboration back review group. Spine, 27, Gracey JH, McDonough SM, Baxter GD, et al(2002). Pysiotherapy management of low back pain: A survey of current practice in Northern Ireland. Spine, 27, Graff-Radford SB, Reeves JL, et al.(1989). Effects of transcutaneous electrical nerve stimulation on myofacial pain and trigger point hypersensitivity. Pain, 37,1-5. Graves J, Pollock, & Carpenter, D(1993). Quantitative assessment of full range-of-motion isometric lumbar extention strength. Spine, 15, Guieu R, Tardy-Gervet MF, Roll Jp(1991). Analygesic effects of vibration and transcutaneous electrical nerve stimulation applied separately and simultaneously to patients with chronic pain. Can J Neurol Sci, 18, Hartley A. (1993). Therapeutic Ultrasound. 2nd ed. Etobicoke, Ontario, Canada: Anne Hartley Agency. Harte AA, Baxter GD, & Gracey JH.(2003). The efficacy of traction for back pain: A systmatic review of randomized controlled trials. Arch Phys Med Rehabil. 84, Hsieh RL, & Lee WC.(2002). One-Shot percutaneous electrical nerve stimulation vs tracscutaneous electrical nerve stimulation for low back pain: Comparison of therapeutic effects. Am J Phys Med Rehabil, 81(11), Hsieh CJ, Adams AH, Tobis J, et al(2002). Effectiveness of four conservative treatment for subacute low back pain. Spine, 27, Hurwitz EL, Morgenstern H, Harber P, et al(2002). A randomized trial of medical care with and without physical therapy and chiropractic care with and without physical modalities for patients with low back pain: 6-month follow-up outcomes from the UCLA low back pain. Spine; 27, Larsson U, Choler U, Lidstrom A, Lind G, Nachemson, Nilsson B, Roslund J.(1980). Auto-traction for treatment of lumbago sciatica. A multicenter controlled investigation. Acta Orthop Scand, 52, Lehman GL, & McGill ST(2001). 벼무tification of the differences in electromyographic activity magnitude between the upper and lower portions of the rectus abdominis muscle during selected trunk exercise. Phys Ther, 82(5), Leinonen V, KanKaanpaa M, Airraksinen O et al(2000). Back and hip extensor activites 23

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23 비특이성 요통에 대한 물리치료 효과의 문헌 고찰 ABSTRACT Effects of the Physical Treatment For Nonspecific Low Back Pain A Literature Review Hoe-Song, Yang(Suncheon Cheongam Colleage) Sung-Joong, Kim(Woosong University) Hyoung-Soo, Kim(Suncheon Cheongam Colleage) The purpose of this study was to investigate the effect of various therapeutic interventions for nonspecific low back pain. Today evidence-based practice is considered to be highly important among both health professions and patients. The physiotherapy profession must reflect this climate by basing its treatment practices on sount scientific principles which are validated by rigorous research. To ascertain the effectiveness of exercise in nonspecific low back pain, We searched to identify published studies concerning the effectiveness of any form of intervention for nonspecific low back pain by.computerised databases of MEDLINE, EMBASE, CINAHL, and the Cochrane Library. Any type of study relevant to the topic published in English during time period from 1980 to 2004 was included. Meta-analysis/systematic review of experimental studies, literature reviews, randomised controlled trials, controlled clinical trials, other experimental trials study designs included in the review. The results of this study was as follow; There is evidence to support and recommend the use of continuation of normal activities(such as walking) is more effective than bed rest for the management of nonspecific acute low back pain and therapeutic exercises for subacute. chronic low back pain. There is a lack of evidence at present regarding whether to include or exclude the use of thermotherapy, therapeutic massage, EMG biofeedback, mechanical traction, therapeutic ultrasound, TENS, electrical stimulation. Key words : Nonspecific Low back pain, physical therapy, Treatment Effect, Evidenced-Based Practice. 논문투고일: 2005년 1월 4일 심 사 일: 2005년 1월 28일 심사완료일: 2005년 2월 18일 25