NEUROTHERAPY 2 0 1 3 대한신경치료학회지이대희제17, 권노효련제1호 한발서기자세에서손의사용이성인의균형능력향상에미치는영향 이대희 1, 노효련 2 영동대학교보건산업대학물리치료학과 1, 강원대학교보건과학대학작업치료학과 2 The Effects of Increase in Balance Ability to One Leg Support Exercises for Adults Using Empty bottle Dae-Hee LEE 1, Hyo-Lyun Ro 2 Department of Physical Therapy, College of Health Science, YoungDong University 1 Department of Occupational Therapy, Kangwon University 2 Background and Purpose The purpose of this study was to investigated the effects of increase in balance ability to one leg support static exercise for adults in 20s using empty plastic bottle in a short period of time. Subjects: A total of 38 students received one leg support static exercise during 1 minute and 30 seconds for 6 times, for 2 weeks. Methods: To measure balance function in experimental group and control group, we used ground, biodex balance system. Overall stability index, anteroposterior stability index, mediolateral stability index were also measured. Results: For each measurement, there was no significant difference between groups. However, there was a significant difference within the pre- and post test assessments of each measurement. Conclusion: The results suggest that the adaptation of unstable one leg posture in the single limb support static exercise could be effective for the college students. Key words Balance ability, One leg support exercises 책임저자노효련 (withtry@kangwon.ac.kr) 논문접수일 2013 년 9 월 10 일수정접수일 2013 년 9 월 30 일게재승인일 2013 년 10 월 15 일 I. 서론균형이란자세안정성을지속적으로유지해가는과정으로인간이일상생활을영위해나가거나목적있는활동을수행하는데필수요소이다 (Cohen et al, 1993). 균형은정적균형과동적균형으로나누어지는데, 정적균형은신체가흔들리지않고자신의기저면내에신체중심이위치하도록자세를유지하는능력이고, 동적균형은신체가움직이는동안기저면내에중력중심을두어외부로부터자극이있을때혹은원하는자세를유지하고자할때나타나는균형을말한다 (Berger et al, 2008). 균형조절요인은근골격계요인과신경학적요인으로구분할수있다 ( 이한숙, 최홍식, 1996). 근골격계요인은운동반응이이루어지는동안기계적구조를제공하는것으로자세정렬, 근골격계의유연성등을포함한다 (Horak, 1987). 신경학적요인은반응에대한신경생리학적기초인감각처리및운동출력기전을포함하는것으로감각처리과정에는시각, 전정, 고유수용계가포함된다. 운동출력기전에는운동계획, 운동프로그램, 운동출력, 근력과지구력이포함된다. 근골격계요인과신경학적요소들이효과적으로작용할때자세반응은좋은균형 조절을만들어내지만, 한요인의손상은균형조절의손실을가져온다 (Shumway-Cook et al, 1986). 균형제어능력을평가하기위해서는양발지지보다불안정한자세인한발서기자세에서균형감각을평가하고있다. 전세계적으로널리사용되고있는버그균형척도 (Berg balance scale) 에서도한발서기를이용한항목이포함되어있다. 한발서기는직립자세중가장불안정한조건으로시각까지차단하게될경우불안정성은더욱증폭될수있다. 불안정성을극대화한조건에서인체는전정기관과지지한다리의체성감각기관으로만균형을유지하여야하여서한발서기조건에서균형제어능력이더욱발휘된다 ( 박정흥등, 2011). 한발서기는일상생활에서걷기, 달리기, 방향전환, 계단이용과같은많은운동과업에필수적인요소로서 (Jonsson et al, 2004), 다양한균형장애를가진사람들의균형평가를위한임상적기구로사용되며 (Berg et al, 1989), 그평가는주로정적한발서기를유지하는시간측정으로이루어져왔다 (Karlsson et al, 2000). 균형조절의손실을예방하기위해관절가동범위운동, 공을이용한운동, 근력강화운동, 편측체중이동및체중지지운동, 일정높이의발판에비마비측발을올리는방법, 시각 한발서기자세에서손의사용이성인의균형능력향상에미치는영향 1
NEUROTHERAPY 2013;17(1):1-5 및청각피드백훈련을통한운동학습, 태극권, 가상현실치료등이사용되어왔다 ( 최유임, 이상헌, 2010). 손의사용은운동조절과안정성에도관여한다고보고되어졌는데손에서일정정도의강한압력을지속하게되면연합반응 (association reaction) 에의하여체간의동시수축도유발되어안정성이제공되어진다. 원활한손운동은안정성 (stability) 과운동조절 (coordination) 의두조건이적절하게조화를이루어져야한다. 손의기능에있어서중요한조건은손을원활하게움직일수있게하는능력인운동조절력으로중추신경계에서담당하고있고, 안정성은손의사용에있어지지기능을의미하며손을움직일때길항근육들이동시에작용하여원활하게움직이게한다 ( 김종임등, 2002). 따라서, 손에서의안정성이제공되어지고한발서기와같은고도의균형조절기전이작용하는자세에서는균형능력의향상에도움이될것으로보여진다. 이에본연구에서는한발서기정적운동에서의손의사용이균형에있어어떠한영향을주는지알아보고자한다. II. 연구방법 1. 연구대상및연구기간본연구는 2013년 3월 25일부터 4월 5일까지 2주동안실시하였다. 연구대상자들은충청북도 Y대학교에재학중인남자 20명, 여자 18명을대상으로하였다. 대상자의연령범위는만 20세에서만 27세로하였으며, 연구에참가하기전대상자에게연구목적과실험방법에대하여충분한설명을한후자발적동의를얻었다. 연구대상에부합되는학생을무작위로평지에서한발서기정적운동을 500 ml의빈플라스틱병을든채균형훈련 ( 실험군 19명 ), 한발서기정적운동손에아무것도들지않은채균형훈련 ( 대조군 19명 ) 으로나누어빈병을잡은손이안정성에미치는효과를보기위해실시하였다. 연구대상자는최근 6개월간정형외과적, 신경학적손상을경험하지않았으며균형유지를위해시각, 청각및평형감각에결손이없는자로선정하였다. 연구대상자는중추신경계와말초신경계에문제가없으며하지에정형외과적문제가없는건강한자들로선정하였다. 시각장애가있거나약물을투여한자, 전정기관장애나신경학적장애로진단받은자, 근골격계장애가있는자, 정신적인장애가있는자, 뇌질환이있는자, 최근 1개월내낙상경험이있는자는제외하였다. 2. 실험방법 1) 측정실험전, 대상자의성별, 연령, 신장및체중에관한기본적정보를얻었다 ( 표 1). Biodex Balance System에서각각눈을감고, 운동전과후로나누어측정하였다. 각측정환경에서피험자들은신발을벗고안대를쓰고시각정보를차단한상태에서팔은약간벌린자연스러운자세를유지하면서한발서기자세상태를유지하고오른쪽과왼쪽을번갈아측정하였다. 각측정시기록에대한한발서기의시간은염창홍등 (2007), 조경희 (2011), 박현민등 (2001), 조용혁 (2010) 의선행연구를참고하여 90초로설정하였다. 정확한측정을위해세명의검사자가 Biodex Balance System을이용하여연구를진행하였고, 측정장소는소음이없고실험자의심리에영향주지않는장소로하였다 ( 그림 1). 2) 한발서기정적운동균형능력향상을위한한발서기정적운동은실험군과대조군으로나누어 2주동안진행하였다. 실험군은 500 ml 빈플라스틱병을양손에들고딱딱하고, 평평한지면위에서기능운동을하였고, 대조군은맨손상태에서실험군과동일하게균형운동을실시하였다. 두그룹모두팔의움직임을제한하기위해서위팔을상체에붙이고, 아래팔은자연스럽게벌림하여, 떨어뜨렸다. 지지하지않는다리는엉덩관절을 90 굽힘하고, 아래다리는중력에의해무릎관절이자연스럽게굽힘되도록하였다 ( 이진희, 1996). 매일 3분을한세트로하여시작과함께오른발 1분 30초, 왼발 1분 30초로하고, 각세트간휴식시간을 1분으로동작마다의균형을유지하게하여두동작을한세트로총 3세트를실시하였다 ( 그림 2). 그림 1. Biodex 이용한균형측정그림 2. 빈병을이용한정적균형훈련 2 The Effects of Increase in Balance Ability to One Leg Support Exercises for Adults Using Empty bottle
이대희, 노효련 3. 측정도구 1) Biodex Balance System 본연구의실험을위해미국 BIODEX 사 ( 社 ) 의 Balance System SD로균형능력을측정하였다. 측정장비는불안정한전 후내 외측으로움직일수있는센서 (Sensor) 가부착된 60cm 지름의둥근발판 (Foot Plate), 눈으로보며목표물을인지하여확인할수있는피드백용화면응시장치 (Display Console) 모니터, 움직임을측정하는센서자료분석을위한컴퓨터, 그리고분석된자료를출력하기위한프린터등으로구성되어있다. Biodex Balance System은정적, 동적평형성훈련및평가를위해개발된장치로평가시피험자의전반적인평형능력에대한정량화된데이터를획득할수있다. 본연구에서사용된정적, 동적평형성평가도구는 ( 그림 3) 과같다. 테스트는 1분 30초동안진행되며, 본연구에서는정적균형향상을목적으로했기때문에움직임과위험요소가가장적은레벨인 static레벨에서테스트를실시하였다. 피험자가눈을뜬상태로지지판위에올라선후측정기검사자의지시에따라발의위치를입력후시각적피드백을차단하기위해안대를착용하고, 측정을실시하였으며전체, 전 후, 내 외측방향으로의균형점수 (Balance Index) 에따라균형능력을평가하였다. 균형능력이좋을수록균형점수는낮게나타난다 ( 그림 3). III. 연구결과본연구는한발서기정적운동에서의손의사용이균형에어떠한영향을주는지알아보고자실시하였다. 1. 대상자의일반적특성본연구에참여한피험자들의신체조건은다음과같다 ( 표 1). 표 1. 피험자들의일반적인특성 연령 (yr) 신장 (cm) 체중 (kg) 실험군 20.73±1.66 169.05±7.91 63.26±16.50 대조군 20.42±0.60 171.36±8.73 62.89±11.73 Values are mean±s.d 2. 한발서기정적운동전 후의균형능력변화 Biodex Balance System에서의균형능력변화를알아보기위한한발서기정적운동능력평가의결과를보면실험군과대조군의한발서기정적운동전 후의전체균형점수에대한유의한차이가나타났다 (p<0.05). 따라서두집단모두훈련후에균형능력이증가하였다 ( 표 2). 실험군과대조군사이에서는균형능력의모든항목에서 d의한차이가나타나지않았다 (p>0.05). 따라서한발서기훈련을한경우와병을들고한발서기한경우의균형능력향상정도는차이가없는것으로나타났다 ( 표 2). IV. 고찰 그림 3. Biodex Balance System 4. 자료분석본연구의자료분석을위해 SPSS ver. 12.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 을이용하였다. 집단내비교를위해대응표본 t-test를실시하였으며집단간비교를위하여서는독립표본 t-test를실시하였다. 통계학적유의성을검증하기위해유의수준 α는 0.05로하였다. 본연구는한발서기정적운동에서의손의사용이균형에어떠한영향을주는지알아보고자실시하였다. 정적균형능력을향상시키기위하여운동학습이론에기초를둔방법으로한발서기정적운동을실시하였다. 그결과두집단모두에서균형훈련후균형능력의향상이나타났으나두집단간에는차이가나타나지않아서한발서기동안손을사용하여도균형능력의차이는나타나지않는다고할수있다. 기구를사용한균형수행능력측정방법으로는포스츄로그라피 (Posturograpy) 를이용하는방법, 불안정한발판을이용하는방법, 발란스마스터 (Balance master) 를이용한방법, 바이오덱스발란스시스템 (Biodex balance system) 등이있는데바이오덱스발란스시스템의경우균형의구성요소뿐만아니라그것을통합하여객관적인수치로나타내는장점을가지고있다 ( 이진희, 1996). 본연구에서는정적균형능력에따른전체적 (Over Stability), 전-후 (Anterior-Posterior), 안-가쪽 (Medial-Lateral) 균형능력을평가할수있는미국 Biodex 한발서기자세에서손의사용이성인의균형능력향상에미치는영향 3
NEUROTHERAPY 2013;17(1):1-5 표 2. Biodex balance system에서의균형능력변화측정부위그룹운동전운동후 p 실험군 3.57±0.78 2.71±0.79 0.00* 오른쪽대조군 3.43±1.14 2.43±0.65 0.00* OV p 0.65 0.24 실험군 3.95±1.35 2.47±0.66 0.00* 왼쪽대조군 3.75±1.12 2.36±0.78 0.00* OV p 0.62 0.64 실험군 2.68±0.84 1.96±0.66 0.00* 오른쪽대조군 2.67±1.14 1.85±1.02 0.03* AP p 0.98 0.70 실험군 3.03±1.26 1.75±0.60 0.00* 왼쪽대조군 2.80±1.02 1.79±0.71 0.00* AP p 0.53 0.86 실험군 1.83±0.46 1.48±0.49 0.01* 오른쪽대조군 1.57±0.43 1.50±0.66 0.66 ML p 0.09 0.91 실험군 2.01±0.79 1.34±0.37 0.00* 왼쪽대조군 2.00±0.77 1.21±0.36 0.00* ML p 0.95 0.28 *p<0.05, OV : Overall Stability, AP : Anterior Posterior, ML : Medial Lateral 社의 Balance system SD로측정하였다. 균형능력을회복시키기위한방법으로관절가동범위운동, 공을이용한운동, 근력강화운동, 편측체중이동및체중지지운동, 일정높이의발판에비마비측발을올리는방법, 시각및청각피드백훈련을통한운동학습, 태극권, 가상현실치료등의다양한방법들이제시되고있다 ( 최유임, 이상헌, 2010). 본프로그램에서의운동시간은홍소영 (2010) 의선행연구에서는균형운동을적게는 30초에서크게는 80초까지진행하였다는근거와, 롬버그검사 (Romberg test) 가장소와실험장비에영향을받지않고균형능력검사와균형훈련을할수있는장점을갖고있으며, 심지어김연수 (2004) 등은하루운동에서 1 세트만실시하여단지 6주간진행하여효과를얻었다는것을검증하여, 이에맞추어변형을통해각연구들에맞게적용시켰다. 이에따른근거로본연구에서도선행연구에서변형시킨것과마찬가지로 90초를최고측정기준치로하여실험에임하였다. 또한운동전의실험군, 대조군모두오른쪽다리에서균형능력이높게나타났는데이는양측으로존재하는신체기관은우세함을보이는어느한쪽이있고인간의양측 (side-toside) 으로존재하는신체기관에서는대체적으로우세함을보이는어느한쪽이있고, 이현상은 손과발그리고눈에서뚜렷하게나타난다. 라는 Chang(2012) 의연구와같다고할수있다. 본연구의제한점은빈플라스틱병을든실험군과맨손대조군의비교에서모두전 후차이에서는유의한차이를보였지만두그룹간은유의한차이를보이지않았다. 이는정상인을대상으로실험에임했기때문에균형능력수치가다소낮게나왔다고생각되며, 또한실험기간및실험시간이너무짧아두집단간의유의한차이가나타나지않았다고생각된다. 이에따라앞으로더체계적이고, 장시간의실험을갖는연구들이필요할것으로사료된다. V. 결론본연구는플라스틱병을잡은손의효과를이용한한발서기정적운동이정적균형능력에어떠한영향을미치는지보기위해, 한그룹은맨손, 다른그룹은빈플라스틱병을들고, 균형운동을실시하였고, Biodex balance system을이용 OV, AP, ML의세가지항목을통해균형능력을평가하여다음과같은결과를얻었다. 빈플라스틱병을이용한실험군에서는운동전보다운동후에실험군에서는 OV, AP, ML점수가감소하여균형능력이향상됨을알수있었고, 대조군에서는오른쪽 ML 점수를제외 4 The Effects of Increase in Balance Ability to One Leg Support Exercises for Adults Using Empty bottle
이대희, 노효련 한나머지에서균형능력이향상됨을알수있었다. 이에따라, 본연구는도구를이용한짧은시간의균형운동 이도구를이용하지않은균형운동과비교했을때, 균형능력향 상에미치는효과가없다는결론과짧은시간의균형운동이균 형능력향상에영향을미친다는결론을얻을수있었다. 참고문헌 1. 김연수, 박상연, 강현주등. (2004). 원판트레이닝과복합트레이닝이발목의기능적안정성에미치는영향. 13(1), 113-125. 2. 김종임, 김현리, 김선애 (2002). 손과손가락근관절운동이노년기여성의악력과잡기력에미치는영향, 류마티스건강학회지, 9(1), 18-27. 3. 박정흥, 김광훈, 염창홍등. (2011). 외발서기시시각정보차단에따른인체균형특성변화분석. 4. 박현민, 김윤환, 박근환등. (2001). 변형된 Romberg 검사를이용한전정척수반사의평가. 44(4), 366-369. 5. 이주현 (2010).PNF 하지패턴운동이슬관절전치환술환자의통증과균형에미치는영향, 대구대학교재활과학대학원, 석사학위논문. 6. 이진희. (1996). 정상화와편마비뇌성마비아의삼차원보행분석. 대구대학교재활과학대학원. 석사학위논문. 7. 이한숙, 최홍식.(1996). 균형조절요인에관한고찰. 한국전문물리치료학회지. 3(3), 82-91. 8. 염창흥, 김태현. (2012). 발목관절근육의유도된피로가외발서기자세제어능력과회복에미치는영향. 대한스포츠의학회지. 22(2), 219-228. 9. 조경희. (2011). 가상현실에기초한균형훈련이정상노인의균형과하지근활성도에미치는영향. 대구대학교대학원. 석사학위논문. 10. 조용혁. (2010). 등장성운동프로그램과코어운동프로그램이만성요통유소년축구선수의등속성근력유연성균형능력주관적통증강도에미치는효과. 경희대학교체육대학원스포츠의과학. 석사학위논문. 11. 최유임, 이상헌. (2010). 복합운동프로그램이뇌졸중환자의 상지기능및균형능력에미치는영향. 12. 홍소영. (2010). 가상현실게임을이용한노인의균형훈련효과. 대한작업치료학회지. 18(1), 55-64. 13. Berg, K., Wood-Dauphinnee, S., Williams, J. L., & Gayton, D.(1989). Measuring balance in the elderly: Preliminary development of an instrument. Physiother Can, 41, 304-311. 14. Berger L, klein C, Commandeur M.(2008). Evaluation of the immediate and midterm effects of mobilization in hot spa water on static and dynamic balance in elderly subjects. Annreadapt Med Phys. 51(2): 84-95. 15. Chang, Ying. (2012). A comparison of bone age between dominant hand and non-dominant hand of boys in childhood by means of Tanner-Whitehouse 3 (TW3) method. 경북대학교대학원. 석사학위논문. 16. Cohen, H., Blatchly, C.A., Gombash, L.L.(1993).:A study of the clinicaltest of sensory interaction and balance phyer, 73(6). 17. Horak,F.B. (1987). Clinical measurment of postural control in adults. Phys ther, 67, 1881-1995. 18. Haas, G., Diener, H. C., Raap, H., & Dichgans, J.(1989). Development of feedback. and feedforward control of upright stance. Dev Med Child Neurol, 31, 481-488. 19. Jonsson,E., Seiger, A.,& Hirschfeld, H.(2004). One-leg stance in healthy young and eldrly adults: a measure of postural stediness? Clinical Biomechanics, 19, 688~694. 20. Karlsson, A., & Frykberg, G.(2000). Correlation between force plate measure for of balance. Clinical Biomechanics, 15, 365-369. 21. Mauritz, K. H., & Dietz, V.(1980). Characteristic of postural instability induced by ischemic blocking of leg afferents. Exp Brain Res, 38, 117-119. 22. Shumway-Cook, A., & Horak, F.B.(1986). Assessing the influence of sensory interaction on balance: suggestion from the field. Phys Ther, 66, 1548-1550. 한발서기자세에서손의사용이성인의균형능력향상에미치는영향 5