Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 16, No. 3 pp. 2064-2072, 2015 http://dx.doi.org/10.5762/kais.2015.16.3.2064 ISSN 1975-4701 / eissn 2288-4688 유병규 1, 김은혜 2* 1 신구대학교물리치료과, 2 고려대학교보건과학대학보건과학연구소 The effects of the correction exercise program combined with stretching and elastic band exercise on femoral intercondylar distance, Q-angle, plantar pressure in undergraduate with genu varum Byong-Kyu Yu 1, Eun-Hye Kim 2* 1 Department of Physical Therapy, Shingu College 2 Health Sciences Research Institute, College of Health Sciences, Korea University 요약본연구는탄성밴드운동과스트레칭을이용한내반슬교정운동프로그램이내반슬대학생의무릎간간격, Q-각, 족압에미치는영향에대해알아보는데그목적이있다. 총 30명의내반슬대학생을대상으로실험군과대조군을각각 15명씩무작위선정하여실험군은 6주동안스트레칭과탄성밴드를이용한교정운동프로그램을실시하였고, 대조군은일상생활을유지하게하였다. 중재전 후무릎사이간격과 Q-각의변화를알아보기위해서 computed radiography X-ray 를, 족압분포변화를확인하기위해 RSscan 을사용하여족압분포를측정하였다. 6주간의교정운동프로그램실시한결과, 중재전보다중재후무릎간간격이유의하게감소하였고, Q-각은유의하게증가하였다. 족압분포는중재후에 2-5 지골과 1, 2, 3 중족골족압이증가하였으며, 4, 5 중족골족압은유의하게감소하였다 (p<.05). 이러한결과를바탕으로본연구에서실시한내반슬교정운동프로그램이신체의정렬과족압분포도의배열을맞추는데효과가있으며, 이를통해내반슬변형자에게긍정적인효과가있음을확인하였다. Abstract The aim of this study is to identify the effects of the correction exercise program on femoral intercondylar distance, Q-angle and plantar pressure in undergraduate with genu varum. A experimental study with a randomized controlled trial design was used. Thirty subjects with genu varum were allocated in two groups: the experimental group (n=15) or the control group (n=15). The experimental group conducted correction exercise program for 30 minutes a day, 5 times a week, for 6 weeks, while the control group did not perform any exercise. The correction exercise program group showed a significant decreased femoral intercondylar distance, plantar pressure of M 4, M 5 (Metatarsal 4, 5). Also the correction exercise program group significantly increased Q-angle, plantar pressure of Toe 2-5 and M 1, M 2, M 3 (Metatarsal 1, 2, 3) (Rt, Lt) (p<.05). Thus, we suggested that the correction exercise program may be suitable intervention to improve normal alignment in undergraduate with genu varum. Key Words : Exercise program, Femoral intercondylar distance, Genu varum, Plantar pressure Q-angle 1. 서론 현대인들에게외적인아름다움의추구는이미지상승 이상의의미를지닌다 [1]. 바른자세는외적아름다움뿐만아니라, 신체성장, 운동능력등에영향을미쳐건강상으로도중요한가치를지닌다. 특히인간의자세는척추 본논문은 2014년신구대학교교육역량강화사업연구지원을받아수행하였음. * Corresponding Author : Eun-Hye Kim (Korea Univ.) Tel: +82-2-940-2830 email: ehsky@koreauniv.ac.kr Received November 17, 2014 Revised (1st December 16, 2014, 2nd December 29, 2014) Accepted March 12, 2015 Published March 31, 2015 2064
와하지를중심으로발달하며구성되는데, 하지의정렬은체중의지지와보행에결정적인역할을한다 [2]. 정상적인자세에서길항근육군의균형은중요한요소이며, 근육사이의근력과길이의기능적조화는관절의안정화에영향을준다. 그러나고관절, 슬관절, 족관절과연결된연부조직의약화와단축으로인한근육간균형의부족은신체역학적 (Biomechanical) 변화를일으켜골격의자세를손상시키고, 관절에과부하나근육의기계적효율에영향을미치게되어관절안정화에혼란을주며, 이는급, 만성하지손상의위험요소로작용할수있다 [3-5]. 내반슬은바로섰을때무릎간이정상간격보다더크며, 무릎이서로붙지않고휘어진다리를말한다 [6]. 내반슬의단계는발목의내과골을서로밀착시킨후양측무릎간의거리를측정했을때 2.5 cm 이하는 grade I, 2.5-5 cm 는 grade II, 5 cm - 7.5 cm 는 grade III, 7.5 cm 이상은 grade IV 로규정하고있다 [7]. 내반슬교정과관련하여내반슬이심할수록교정의어려움이많은것으로알려져있으며, 양측무릎간의거리가 5 cm 이하의경우는스트레칭으로교정가능성이있으나. 5 cm 이상인경우는수술적치료의대상이라고알려져있다 [8.9]. 그러나내반슬의수술적접근은많은합병증의위험이따른다고보고되고있다. King Martinez 등은내반슬환자를대상으로한수술적치료환자중 53 % 에서합병증이발생함을보고하였으며 [10], Shtarke 또한교정수술후발생하는많은합병증에대해보고한바있다 [11]. 이러한의미에서내반슬의비수술적접근은매우중요한부분이라할수있다. 내반슬일경우슬개골이내측편위됨으로대퇴골의내측회전이일어나고 [12], 긴장력이증가되어있는내회전근과비교하여외회전근은상대적으로운동량이적게되어근력이약화됨으로인해대퇴골이내편향된다 [5, 13, 14]. 이를보상하기위해경골의외회전변형과내반족이유발되며, 이에따라대퇴골과경골이이루는각이커져다리사이의간격이더벌어지게된다 [13]. 이렇듯신체정렬중어느하나의어긋남은인체의골격과균형에영향을미치게된다 [14]. 그러므로구조적문제가아닌근육불균형으로발생된내반슬을교정하기위한운동프로그램은슬관절뿐만아니라고관절, 족관절각관절과기능에영향을주는동적안정화에기여하는근육을강화시켜야한다. 탄성밴드운동은밴드의탄성을이용하여관절의가동 범위내에서적절한저항을적용할수있는운동방법으로서임상에서널리이용되고있다 [15]. 탄성밴드운동은근력증강뿐만아니라근육의고유수용감각을자극하여관절의위치와움직임의정보를대뇌에전달함으로서올바른자세유지와신체균형에긍정적영향을준다고하였다 [16]. 또한스트레칭은근육의전관절가동범위에걸쳐움직일수있는능력인유연성을증가시킬뿐아니라근육의긴장을풀어주고이완을향상시켜관절의균형과협응을증가시킨다 [17]. 이를바탕으로탄성밴드운동과스트레칭은내반슬의원인이될수있는근육의불균형을완화시켜자세교정과기능적움직임에효과적인운동방법이될수있다고생각된다. 여러가지원인으로인한뼈자체의변형으로내반슬이발생한경우대부분수술이시행되어왔으나, 최근뼈의변형이아닌하지관절근육의불균형으로인해생긴내반슬의경우비수술적운동을통한내반슬치료술이제시되고있다 [7,18,19]. 그러나내반슬변형자에게탄성밴드운동과스트레칭을결합한교정운동프로그램을적용하였을때무릎간간격, Q-각과족압의분포변화의관계를밝힌연구는미비한수준이다. 이에본연구에서는탄성밴드를이용한근력강화운동과스트레칭을결합한교정운동프로그램적용이내반슬대학생들의무릎간간격, Q-각, 족압의변화에미치는효과를검증, 확인함으로서내반슬에대한효과적교정운동방법을제시하고내반슬의예방과치료를위한기초자료를제공하고자한다. 2. 연구방법 2.1 연구설계본연구는교정운동프로그램적용이내반슬대학생의무릎간간격, Q-각, 족압의변화에미치는효과를파악하고자시도된무작위대조군전후실험연구이다. 2.2 연구대상이연구는 S 대학교생명윤리심의위원회심의 (IRB-2014-023) 를통과하였다. 연구대상은경기도에소재한 S 대학에재학중인학생중방사선검사에서내측대퇴골상과간격이 5-7.5 cm 인 30명을대상으로하였다. 본연구의표본크기는 G*power program 3 을이용하여효과크기 0.8, 유의수준.05, 검정력.8 로계산한결 2065
한국산학기술학회논문지제 16 권제 3 호, 2015 과표본수는그룹별로 15명총 30명으로산출되었으며, Random allocation software 2.0 를사용하여실험군과대조군으로무작위배치하였다. 모집된연구대상은실험군 17명대조군 18명이었으나실험군에서 2명, 대조군에서 3명이개인적사정으로교정운동프로그램중중도탈락하였다. 보행에영향을주는외과적수술병력이나신경학적병력이있는경우와내반슬로인하여보조기등특별한치료를받은경험이있는자는실험군에서제외시켰다. 2.3 연구절차 실험전연구목적과절차를설명하고모든대상자에게연구참여동의서에서명을받은후실험군과대조군에게일반적특성수집을위한설문을실시하였다. 내반슬교정운동프로그램은임상에서내반슬교정에대한교육을담당하고있는 2명의숙련된물리치료사의진행하에일 30분씩주 5회, 총 6주간실시하였으며, 운동강도는주관적운동강도인 RPE (Rating of perceived exertion) 를사용 힘들다 (15) 수준으로실시하였다. 내반슬교정운동프로그램의자세한내용은 [Table 1] 에기술하였다. 중재전 후로무릎간간격과 Q-각, 보행시족압의최대압력을측정하였으며측정오차를줄이기위해전 후동일한검사자, 동일한장소에서실시하였고모두맹검된상태에서시행하였다. 모든실험절차가끝난후대조군에게도교정운동프로그램개설시간을공지하고교정운동프로그램을제공하여, 윤리적공정성을고려하였으며, 대상자모두에게내반슬운동프로그램에대한상담과세라밴드, 키네시오테이프를제공하였다. [Table 1] Correction exercise program combined with stretching and elastic band exercise Item Stretching Elastic Band Exercise Content Hamstring Tibialis anterior Gastrocnemius Hip adductor Anterior capsular ligament Tensor fascia latae Hip external rotator Gluteus maximus Quadriceps Rectus femoris Sartorius Lunge Time (min) Sec/Rep/ Set 15 10/10/3 15 10/10/3 2.4 측정도구 2.4.1 무릎간간격중재전 후의내반슬변형자의무릎간간격을측정하기위하여대상자로정면을향하도록한위치에서양측발목의경골내과를닿게하였고, 하지전체에대한전면기립방사선검사 (Standing orthoroentgenogram) 를시행한후, π view program의 caliper를통해과간거리를측정하였다. 2.4.2 Q-각내반슬변형자의 Q-각을측정하기위하여방사선촬영시다리는고관절넓이로벌린상태에서슬개골이전면을향하게하여촬영한후, 전상장골극 (ASIS) 에서슬개골중앙을연결하는선과경골조면에서슬개골중앙을연결하는선에의해이루어지는각을측정하였다. 2.4.3 족압측정내반슬변형자의중재전 후족저최대압력 (Max pressure) 분포차이를측정하기위하여, 평소걷는패턴으로 2 m 를걸어보행시입각기동안가해지는족저최대압력을 RS-scan (RS-scan system, RS scan LTD., German) 을이용하여측정하였다. 족저최대압력은보행시지면에접촉되는 10개의족저영역의 1cmX1 cm의단위면적당미치는힘으로, 측정단위는 N/ cm2이며, 10개의족저영역은각각 Toe 1 (Toe 1), Toe 2-5 (Toe 2-5), M 1 (Metatarsal 1), M 2 (Metatarsal 2), M 3 (Metatarsal 3), M 4 (Metatarsal 4), M 5 (Metatarsal 5), MF (Midfoot), HM (Heel medial), HL (Heel lateral) 로나누어져있다. 보행시압력분포의산출은 RS-scan system 내의프로그램인 footscan 7 gait 2 nd generation 을이용하였다. 측정은왼쪽발측정후, 오른쪽발순으로진행하였다. 2.5 자료분석및통계방법본연구의모든통계분석은 SPSS ver.15.0을이용하였다. 두군간의동질성을비교하기위해 T-test 를실시하였으며, 두그룹이소표본이므로데이터의정규성검증을위해 Shapiro-Wilks test을사용하였다. 정규성검정을실시한결과모두정규분포를따르고있지않아중재전 후그룹간내반슬변형자의무릎간간격, Q-각과보행시족저압력분포에미치는효과를검증하기위 2066
해비모수검정인 Mann-Whitney U test를실시하였고, 그룹내운동전 후의효과를검증하기위해 Wilconxon s signed-rank test를실시하였다. 또한무릎간간격변화와 Q-각변화값의상관관계를알아보기위해 pearson correlation analysis 를실시하였다. 본연구자료의모든통계학적유의수준 (α) 은 0.05 이하로하였다. 3. 연구결과 3.1 연구대상의특성본연구에참여한연구대상자의일반적인특징은 [Table 2] 와같다. 내반슬교정운동프로그램참여그룹의대상자는 15명으로연령은평균 22.7±1.7세, 신장은평균 170.2±7.0 cm, 체중은평균 60.13±8.5 kg이었다. 대조군은 15명으로연령은평균 23.26±1.8세, 신장은평균 170.9±7.7 cm, 체중은평균 61.53±9.1 kg이었다. 실험군과대조군의중재전그룹간연령, 신장, 체중에서유의한차이는없었다 (p>.05) [Table 2]. [Table 2] General characteristics of the participants Exercise group Control group p (n=15) (n=15) value Age 22.7 ± 1.7 23.26 ± 1.8.61 (years) Height 170.2 ± 7.0 170.9 ±7.7.62 (cm) Weight 60.13 ± 8.5 61.53±9.1.76 (kg) 3.2 무릎간간격변화내반슬교정운동프로그램군과대조군의중재전무릎간간격은두그룹간유의한차이가없었으나, 중재후내반슬교정운동프로그램군과대조군간에무릎간간격은프로그램시행전 5.6±0.4 cm에서프로그램시행 6주후 4.3±0.9 cm로 23 % 감소하며, 유의한차이를나타낸반면 (p<.05), 대조군은시행전 5.5±0.3 cm에서시행 6주후 5.4±0.5 cm로 1.09 % 감소하였으나, 유의한차이는없었다 (p>.05) [Table 3]. [Table 3] Changes in femoral intercondylar distance Exercise group Control group p value Pre 5.6 ± 0.4 5.5 ± 0.3 0.512 Post 4.3 ± 0.9 *, # 5.4 ± 0.5 0.000 Changes (%) 1.29 ± 0.7 (-23.0 %) 0.06 ± 0.3 (-1.09 %) p value 0.001 0.672 Values are expressed as the Mean ± standard deviation. * means a significant difference compared to the pre-value within a group. # means a significant difference compared to the control group. 3.3 Q- 각의변화 내반슬교정운동프로그램군과대조군의중재적용전오른쪽왼쪽 Q-각모두유의한차이가없었으나, 중재후내반슬교정운동프로그램군의오른쪽 Q-각값이 10.7±1.5 에서 12.4±1.0, 왼쪽 Q-각값은 10.9±0.7 에서 12.4±1.1 로각각 15.4 %, 12.8 % 증가하여, 유의한차이를보였으며 (p<.05) 대조군은오른쪽 Q-각값이 10.8±0.8 에서 11.1±0.8 로, 왼쪽 Q-각값은 10.9±0.5 에서 11.1±1.0 로각각 2.9 %, 1.8 % 증가하였으나, 유의한차이는보이지않았다 (p>.05). 또한내반슬교정운동프로그램군의경우중재전과비교하여오른쪽, 왼쪽 Q-각이통계적으로유의하게증가한것에반해 (p<.05), 대조군은중재전과비교하여오른쪽, 왼쪽 Q-각모두에서통계적으로유의한차이는보이지않았다 (p>.05) [Table 4]. [Table 4] Changes in Q-angle Rt ( ) Lt ( ) Exercise group Control group p value Pre 10.7 ± 1.5 10.8 ± 0.8 0.624 Post 12.4 ± 1.0 *, # 11.1 ± 0.8 0.000 Changes (%) 1.65 ± 1.5 (15.4 %) 0.31 ± 1.0 (2.9 %) p value.004.208 Pre 10.9 ± 0.7 10.9 ± 0.5 1.000 Post 12.4 ± 1.1 *, # 11.1 ± 1.0 0.002 Changes 1.40 ± 1.5 (12.8 %) 0.2 ± 1.1 (1.8 %) (%) p value.008.889 Values are expressed as the Mean ± standard deviation. * means a significant difference compared to the pre-value within a group. # means a significant difference compared to the control group. 2067
한국산학기술학회논문지제 16 권제 3 호, 2015 3.4 무릎간간격변화와 Q-각의변화의상관관계 6주간의중재후, 무릎간간격변화와오른쪽, 왼쪽 Q- 각의변화는통계적으로유의한상관관계를보였으며, 상관계수 (r) 는각각 0.942와 0.842로상관관계가매우높게나타났다 (p<.05) [Table 5]. [Table 5] Pearson correlation coefficients between change of Q-angle and change of the femoral intercondylar distance Change of Rt Q-angle VS Change of the femoral intercondylar distance Change of Lt Q-angle VS Change of the femoral intercondylar distance 3.5 발의구간별족저최대압력변화 r p 0.942.000 0.848.000 내반슬교정운동프로그램군과대조군의중재적용전구간별족저최대압력값은오른쪽왼쪽모두유의한차이가없었으나, 중재후에는내반슬교정운동프로그램군과대조군간에오른쪽, 왼쪽 Toe 2-5, M 1, M 2, M 3, M 4, M 5의족저최대압력값에서유의한차이를보였으며 (p<.05), 내반슬교정운동프로그램군내전 후비교에도 Toe 2-5, M 1, M 2, M 3, M 4, M 5의족저최대압력값에서유의한차이를보였다 (p<.05). 중재전오른쪽 Toe 2-5, M 1, M 2, M 3의족저최대압력값은 2.6±0.1, 4.3 ±0.5, 9.3 ±0.8, 13.8±1.4 N/ cm2에서중재후 3.4±0.8, 5.6±0.8, 11.9±1.5, 17.7±1.6 N/ cm2로각각 26.9, 30.2, 27.9, 27.5 % 증가하였고중재전왼쪽 Toe 2-5, M 1, M 2, M 3의족저최대압력값은 2.3±0.1, 4.8 ±1.4, 8.7±0.7, 13.8±2.3 N/ cm2에서중재후 3.2±0.5, 6.3±1.2, 11.6±1.1, 17.1±2.1 N/ cm2로각각 34.7, 29.1, 33.3, 23.9 % 증가하며, 유의한차이를보였다. 오른쪽 M 4, M 5의족저최대압력값은 16.9±1.2, 10.4±1.1 N/ cm2에서 13.2±2.1, 6.5±1.4 N/ cm2로각각 21.8 %, 37.5 % 감소하였고, 왼쪽은 16.7±2.1, 8.8±1.9 N/ cm2에서 13.4±2.7, 6.3±1.4 N/ cm2로각각 19.7 %, 28.4 % 감소하며, 유의한차이를보였다 (p<.05). MF, HM, HL의족저최대압력값은내반슬교정운동프로그램시행후그룹간유의한차이를보이지않았으며, 그룹내전 후비교에도유의한차이를보이지않았다. 대조군은중재전과비교하여오른쪽, 왼쪽모든구간의족저최대압력모두에서통계적으로유의한차이는보이지않았다 (p>.05) [Table 6]. [Table 6] Distribution of plantar pressures (N/ cm2 ) for different foot segments Rt LT Exercise group Control group p value Exercise group Control group p value Toe 1 Pre 4.7±0.2 4.6±0.9 0.392 5.8±0.97 5.7±1.0 0.708 Post 4.3±1.2 4.4±0.5 0.739 5.2±1.4 5.9±1.0 0.14 Changes 0.4±1.3 (8.5%) 0.2±1.1 (-4.3%) 0.6±1.8 (-10.3%) 0.1±1.3 (1.7%) p value 0.233 0.289 0.280 0.416 Toe 2-5 Pre 2.6±0.1 2.9±0.4 0.068 2.3±0.1 2.4±0.1 0.653 Post *,# 3.4±0.8 2.6±0.3 0.006 3.2±0.5 *,# 2.5±0.2 0.000 Changes 0.7±0.8 (26.9%) 0.2±0.5 (-6.8 %) 0.8±0.5 (34.7%) 0.1±0.6 (4.1%) p value 0.008 0.109 0.001 0.092 M1 Pre 4.3±0.5 4.5±0.6 0.348 4.8±1.4 4.9±1.5 0.884 Post 5.6±0.8 *,# 4.3±0.5 0.000 6.3±1.2 *,# 5.0±1.5 0.021 Changes 1.3±1.1 (30.2%) 0.2±0.6 (-4.4%) 1.4±2.1 (29.1%) 0.06±0.7 (0.01%) p value 0.003 0.176 0.021 0.893 M2 Pre 9.3±0.8 9.9±1.6 0.169 8.7±0.7 9.1±0.8 0.156 Post 11.9±1.5 *,# 9.5±0.6 0.000 11.6±1.1 *,# 9.1±1.2 0.000 Changes 2.6±1.5 (27.9%) 0.3±1.3 (-3.0 %) 2.9±1.7 (33.3%) 0.2±1.3 (2.1%) p value 0.001 0.249 0.001 0.959 M3 Pre 13.8±1.4 14.2±1.5 0.519 13.8±2.3 13.7±2.3 0.803 Post 17.7±1.6 *,# 14.5±1.5 0.000 17.1±2.1 *,# 13.5±1.8 0.000 Changes 3.8±1.6 (27.5%) 0.4±1.8 (2.81%) 3.3±2.9 (23.9 %) 0.1±2.7 (0.7%) p value 0.001 0.530 0.002 0.475 M4 Pre 16.9±1.2 17.0±1.1 0.950 16.7±2.1 17.2±1.8 0.533 Post 13.2±2.1 *,# 17.2±1.4 0.000 13.4±2.7 *,# 17.3±1.4 0.000 Changes 3.7±1.7 (-21.8%) 0.4±0.9 (2.3%) 3.3±2.6 (-19.7%) 0.3±1.3 (1.7%) p value 0.001 0.314 0.001 0.888 2068
M5 Pre 10.4±1.1 10.2±1.2 0.465 8.8±1.9 9.5±0.7 0.491 Post 6.5±1.4 *,# 10.9±1.4 0.000 6.3±1.4 *,# 9.6±0.8 0.000 Changes 3.9±1.5 (-37.5%) 0.7±1.7 (6.8%) 2.5±2.3 (-28.4%) 0.1±1.4 (1.0%) p value 0.001 0.168 0.005 0.345 MF Pre 3.3±0.5 3.6±0.6 0.145 3.5±0.6 4.0±0.7 0.076 Post 3.7±0.8 3.5±0.7 0.453 3.8±0.7 4.1±1.0 0.454 Changes 0.3±0.9 (9%) 0.1±0.9 (-2.7%) 0.2±0.6 (5.7%) 0.3±2.2 (0.75%) p value 0.102 0.722 0.168 0.553 HM Pre 10.5±1.3 11.0±2.3 0.835 10.8±1.7 11.1±1.0 0.280 Post 10.3±2.7 11.4±1.5 0.506 11.1±1.3 11.0±1.6 0.692 Changes 0.2±2.6 (-1.9%) 0.6±2.8 (5.4%) 0.3±2.1 (-2.7%) 0.5±2.4 (-4.5%) p value 0.451 0.328 0.629 0.955 HL Pre 11.4±1.1 11.9±2.1 0.648 10.9±0.8 11.5±1.6 0.950 Post 10.4±1.8 11.6±1.3 0.058 11.0±1.0 11.2±0.9 0.325 Changes 0.9±2.3 (7.8%) 0.1±2.1 (-0.8%) 0.1±1.2 (0.9%) 0.3±1.8 (-2.6%) p value 0.263 0.594 0.726 0.570 Values are expressed as the Mean ± standard deviation. * means a significant difference compared to the pre-value within a group. # means a significant difference compared to the control group. 4. 논의본연구에서는내반슬 30명을대상으로 6주간탄성밴드운동과스트레칭이결합된교정운동프로그램을적용한교정운동프로그램군과운동프로그램을적용하지않은대조군을비교검증하였다. 교정효과를확인하기위하여무릎간간격, Q-각, 족압의분포변화를측정하였다. 교정운동프로그램실험군의무릎간간격은교정운동프로그램적용전에비해 5.6 ± 0.4 cm에서 4.3 ± 0.9 cm으로간격이좁아져 23 % 감소하면서유의한차이가있음을알수있었다. Han의연구에서는내반슬하지변형자에게스트레칭, 탄성밴드를 12주간실시한결과무릎간간격이감소함을확인하였고 [7], Kwon 의연구에서는 8 주간의탄성밴드운동이내반슬성인여성의무릎간간격을감소시킴을확인하였다 [19]. 본연구에서교정운동프로그램를 6주참여한경우무릎간간격이유의하게감소하였으며, 이는 Han과 Kwon의연구결과와일치한다. 본연구는이전연구들의비해더짧은운동프로그램을시행에했음에도유사한결과를도출할수있었다. 이는이전연구들이주 3회운동프로그램을시행한것과달리본연구에서시행한운동프로그램은주 5회시행함으로더빠른경과를보였을가능성이있다. 교정운동프로그램군에서 Q-각값은오른쪽 10.7 ± 1.5 에서 12.4 ± 1.0 로왼쪽 10.9 ± 0.7 에서 12.4 ± 1.1 로교정운동프로그램적용전에비해각각 15.4 %, 12.8 % 증가하며유의한차이를보였다. Q-각은전상장골극 (ASIS) 과슬개골의중앙을이은선과슬개골의중앙과경 골조면을이은선사이의각도를말하며, Q-각은무릎에대한대퇴사두근의상대적외측당김을측정할수있는임상지표이다 [20,21]. 또한여러연구에서는 Q-각으로골반의위치, 고관절의회전, 경골의염전, 슬개골의위치, 발의위치를복합적으로측정할수있다고제안하고있다 [22,23]. 이각도가정상범위일때하중이동일하게무릎간의외측과내측으로나뉘게된다. Q-각에대한정상범위는학자들마다의견의차이를보이고있지만 Aglietti의보고에의하면정상성인의경우남성이 14, 여성이 17 라고언급하고있다 [24]. 내반슬이있는경우 Q-각값은감소하게되며, 이로인해관절에작용하는불안정한하중과힘의분배로무릎간의안쪽의마모또는소모가일어나게된다 [25]. 본연구에서 Q-각은교정운동프로그램실시전에는정상범위보다감소되어있었으며, 교정운동프로그램을실시한결과 Q-각값이증가한양상을보였다. 이는교정운동프로그램실시후오른쪽, 왼쪽 Q-각이각각, 18.85 에서 17.65, 19.12 에서 18.11 로오히려감소한 Han의연구와상반된결과이지만 [7], 선행연구와본연구모두비정상범위의 Q-각에서정상범위로가까워진경향은보인결과를미루어볼때, 교정운동프로그램이하지정렬에있어긍정적인영향을주었다고사료된다. 그러나무릎정렬의지표로서의타당성을확립하기위해 Q-각에대한지속적인연구가필요하다고생각된다. 또한본연구에서는 Q-각의변화와무릎간간격변화의상관성을검증한결과, Q-각이정상범위로증가할수록무릎간간격이작아짐을확인하였다. 본교정운동프 2069
한국산학기술학회논문지제 16 권제 3 호, 2015 로그램에포함되어있는대퇴사두근은무릎간신전시슬개골의힘의변환축으로활동하는근육으로서, 대퇴골로전달되는힘의크기와각도는대퇴사두근의작용력에의해좌우되게된다. 대퇴사두근의약화는축의변화를가져오고이로인해하지정렬에문제를가져올수있다 [4,26,27]. R marks 는내반슬유무에따른대퇴사두근의활성화를비교분석하였고내반슬인경우무릎정렬이정상인피험자에비해대퇴사두근의활성화가감소됨을확인하였다 [28]. 그러므로대퇴사두근의근력강화는변환축을회복하고하지정렬을정상화시키는데주역할을했으리라추측할수있다. 최대압력은보행시지면에서발로전해지는부하력 (Loading response) 을나타낸다. 발의구간은 Toe 1, M 1, M 2, M 3의경우전족부의내측을, M 4, M 5은전족부의외측을, MF는중족부를의미하며, HM과 HL은각각후족부의내측과외측을의미한다. 본연구에서교정운동프로그램을적용한결과, 적용전에비해발바닥전족부의내측인 M 1, M 2와 M 3는족압이증가한반면발바닥전족부의외측인 M 4, M 5의족압은유의하게감소하였다. Braz는 Q-각이정상각보다작을경우발바닥의외측의족압이증가함을보고한바있다. 특히발바닥을전족부, 중족부, 후족부로나누었을때, 중족부와후족부의족압에서족압의증가는보이지않았으며, 전족부에서의외측족압만이증가하였다 [29]. 이는 Q-각값이정상범위보다작을경우발의내반을유발해보행시발의외측, 그중에서전족부에족압이증가할수있다는것을시사한다. 본연구에서도교정운동프로그램적용후중족부 (MF) 와후족부 (MF, LF) 는유의한차이를보이지않았지만, 전족부의족압에서는내측의족압은유의하게증가하였고, 외측의족압은유의하게감소하였다. D' Amicro 의연구에따르면족관절의움직임은대퇴사두근각에영향을준다고하였으며 [30], Solberg 는족관절의이상이내반슬을유발할수있다고보았다 [5]. 본연구에서적용한교정운동프로그램에서족관절과관련한근육은비복근과전경골근이다. 비복근은족저굴곡과무릎간굴곡보조를하는근으로단축시요족을유발시킬수있다. 요족일경우내반, 전족부의내전을유발시킨다 [31]. 전경골근은족관절의배측굴곡과내반에관여하는근육으로서이근육의단축은발의내반을유발시키고, 이로인해발의외측으로비정상적인하중이가게된다 [32]. 결과적으로비복근과전경골근의단축은발에비정 상적압력분포를일으키게되고이들의보상작용으로무릎관절과고관절영향을미치게되는것이다. 본운동프로그램에서진행한비복근과전경골근의스트레칭은이두근육의단축을완화시킴으로발의내반의정도를감소시켰고, 전족부외측의압력편중을완화시켰으리라추측된다. 그러나진행기간중연구대상자들의신체, 사회, 환경적요인이제3의변수로개입되는것을완전하게통제하지못하였다. 따라서본연구는내반슬대학생을대상으로하여본연구와동일한중재를시행한후에도같은효과가나타날것이라고확언하기에는무리가있으리라생각되며, 본연구결과를모든내반슬변형자에게적용하기는제한이따르리라사료된다. 5. 결론및제언본연구는교정운동프로그램이내반슬대학생의무릎간간격, Q-각, 족압의변화에미치는영향을규명하고자하고자시도된무작위대조군연구이다. 내반슬교정운동프로그램중재전 후차이를비교한결과무릎간간격과전족부외측 (M 4, M 5) 족저최대압력은감소하였고, Q-각과 2-5 지골 (Toe 2-5) 및전족부내측 (M 1, M 2, M 3) 족저최대압력은증가하였다. 위의연구결과들을종합해볼때본연구는탄성밴드운동이약화된근육들을강화시키고스트레칭을통해단축된근육을완화시켜줌으로써내반슬변형자의무릎및족압분포교정에효과적인운동방법으로적용할수있을것으로생각된다. 따라서내반슬변형자들의바른신체적정렬자세와움직임을만들어주기위해서외과적수술외에도임상적추론및결정에의한교정중재운동과같은근거중심치료가능성을제시한점에서본연구의의미가크다고하겠다. 또한본연구결과를바탕으로쉽고간단하게적용할수있는교정운동프로그램을임상과일상생활에적용함으로써내반슬을효과적으로관리하고올바른신체정렬을지키기위한예방적중재로활용할수있으리라사료된다. 추후연구에서는교정프로그램의효과를입증하기위해서충분한표본수를확보하고일상생활사건등과같은결과지표에영향을줄수있는요인들을통제한반복연구가필요하며, 본연구에서제시한내반슬교정프로그램외에내반슬교정프로그램으로검증된다른프로그램 2070
과비교분석하여더욱효과적인방법이무엇인지규명 하는연구가필요하다. References [1] H. Dittmar, B. Lloyd, S. Dugan, E. Halliwell, N. Jacobs, H. Cramer, "The Body Beautiful : English adolescents' images of ideal bodies", Sex Roles, Vol. 42, No. 9-10, pp. 887-915, 2000 DOI: http://dx.doi.org/10.1023/a:1007050517432 [2] R.W. HSU, S. HIMENO, M.B. COVENTRY, E.Y. CHAO, "Normal axial alignment of the lower ext remity and load-bearing distribution at the knee", Clinical Orthopaedics and Related Research, Vol. 255, pp. 215-227, 1990 [3] T. Hortobágyi, L. Westerkamp, S. Beam, J. Moody, J. Garry, D. Holbert, P. DeVita, "Altered ham string-quadriceps muscle balance in patients with knee osteoarthritis", Clinical Biomechanics, Vol. 20, No. 1, pp. 97-104, 2005 [4] L. Sharma, "The role of varus and valgus alignment in knee osteoarthritis", Arthritis & Rheumatism, Vol. 56, No. 4, pp. 1044-1047, 2007 DOI: http://dx.doi.org/10.1002/art.22514 [5] G. Solberg, "Postural Disorders and Musculoske letal Dysfunction", Editorial Churchill Livingstone, 2008 [6] L.A. Greenberg, A.A. Swartz, "Genu varum and genu valgum: another look", American Journal of Diseases of Children, Vol. 121, No. 3, pp. 219-221, 1971 [7] S. M. Han, K. K. Lee, S. Ha, J. H. Sohn, "The Effects of Correction Exercise on Hip joint angle, Q-angle, and the Distance between Knees of Genu Varum Patients", The official journal of the korean association of certified exercise professionals, Vol. 13, No. 1, pp. 83-90, 2011 [8] E.D. Delgado, P.L. Schoenecker, M.M. Rich, A.M. Capelli, "Treatment of severe torsional malalignment syndrome", Journal of Pediatric Orthopaedics, Vol. 16, No. 4, pp. 484-488, 1996 [9] T.F. Kling Jr, R.N. Hensinger, "Angular and torsional deformities of the lower limbs in children", Clinical Orthopaedics and Related Research, Vol. 176, pp. 136-147, 1983 [10] A. King-Martinez, A. Cuellar-Avaroma, J. Perez-Correa, R. Torres-Gonzalez, U. Guevara-Lopez, "High tibial dome osteotomy complications in genu varum patients", Rev Med Inst Mex Seguro Soc, Vol. 45, No. 2, pp. 111-116, 2007 [11] H. Shtarker, G. Volpin, J. Stolero, A. Kaushansky, M. Samchukov, "Correction of combined angular and rotational deformities by the Ilizarov method", Clinical Orthopaedics and Related Research, Vol. 402, pp. 184-195, 2002 DOI: http://dx.doi.org/10.1097/00003086-200209000-00017 [12] M. Frotscher, W. Kahle, W. Platzer, H. Leonhar dt, Color Atlas of Human Anatomy: Vol. 1, Locomotor System, Thieme, 2008 [13] F. Kendall, E. McCreary, P. Provance, M. Rodgers, W. Romani, 2005. Muscles, Testing and Function With Posture and Pain. Williams & Wilkins, Baltimore. [14] N. Hamilton, K. Luttgens, W. Weimar, Scientific Basis of Human Motion, 2002 [15] C.J. Hughes, K. Hurd, A. Jones, S. Sprigle, "Re sistance properties of Thera-Band tubing during shoulder abduction exercise", Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, Vol. 29, No. 7, pp. 413-420, 1999 DOI: http://dx.doi.org/10.2519/jospt.1999.29.7.413 [16] P. Page, T.S. Ellenbecker, The scientific and clinical application of elastic resistance, Human Kinetics Europe Ltd, 2002 [17] C. Kisner, L.A. Colby, Therapeutic exercise: foundations and techniques, FA Davis, 2012 [18] J. Beaudreuil, S. Bendaya, M. Faucher, E. Coud eyre, P. Ribinik, M. Revel, F. Rannou, "Clinical practice guidelines for rest orthosis, knee sleeves, and unloading knee braces in knee osteoarthritis", Joint Bone Spine, Vol. 76, No. 6, pp. 629-636, 2009 [19] S. Y. Kwon, J. H Jung, J. H. Yang, "Effects of Elastic Band Exercise for 8 weeks on Interval of Knee joint, Foot Pressure and Pain for Adult Women with Genu Varum according to surface", Korean Journal of Sports Science, Vol. 22, No. 3, pp. 1109-1119, 2013 [20] M. Fredericson, K. Yoon, "Physical examination and patellofemoral pain syndrome", American journal of physical medicine & rehabilitation, Vol. 85, No. 3, pp. 234-243, 2006 DOI: http://dx.doi.org/10.1097/01.phm.0000200390.67408.f0 [21] K.J. Pantano, S.C. White, L.A. Gilchrist, J. Leddy, "Differences in peak knee valgus angles between individuals with high and low Q-angles during a single limb squat", Clinical Biomechanics, Vol. 20, No. 9, pp. 966-972, 2005 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2005.05.008 [22] L.S.R. Jonson, M.T. Gross, "Intraexaminer reliability, 2071
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