대한물리의학회지제7권제2 호, 2012년 5월 Vol.7, No.2, May 2012. p.191~197 1) 15 분간의저측굴곡근정적스트레칭이기립균형에미치는단기효과 육군창 영남대학교의료원물리치료실 The Acute Effects of 15 Minutes Plantarflexor Static Stretch in Quite Stance Goon-chang Yuk, PT, PhD, COMT Department of Physical Therapy, Yeungnam University Hospital <Abstract> Purpose The purpose of this study was to examine immediate effects of 15 minutes plantarflexor static stretching in quite stance. Methods Twenty-nine subjects were measured static balance during 1 minute in quite stance with eye closed condition before and after 15 minutes plantarflexor static stretching. Static stretching range was limited from 15 to 20 dorsiflexion within comfortable range. Results The result of this study showed that postural sway significantly increased during 1 minute quiet stance after 15 minutes static stretching(p<.05). Before stretching, postural sway significantly decreased during 41-60 seconds compared to 0-20, 21-40 seconds(p<.05). After stretching, postural sway was decreased significantly over time 0-20, 21-40, and 41-60 seconds(p<.05). Conclusion The prolong plantarflexor static stretching may require biomechanical, neurological adaptations prior to walking or sport activities for safety. Key Words:Static stretch, Postural sway, Plantarflexor Ⅰ. 서론인간의두발서기는상대적으로좁은기저면상에서높게위치한신체중심때문에본질적으로불 안정할수밖에없으며또한인간이수행하는대 부분의기능적활동은선자세에서이루어지기때 문에오래전부터선자세에서의균형유지에대한 관심은높았었다. 인간은기립동안신체를안정시키 교신저자 : 육군창, E-mail: goonchang@gmail.com 논문접수일 : 2012년 01월 03 일 / 수정접수일 : 2012년 01월 18 일 / 게재승인일 : 2012년 02월 23일 - 191 -
대한물리의학회지제7권제2호 기위해족관절전략(ankle strategy) 과고관절전략 (hip strategy) 을필요로하며, 균형에대한연구들에 서특히족관절이많은기여를하고있는것으로 알려져있다(Lee 등, 2010; Vedula 등, 2010). 적절한족관절전략을위해서는근조직의장력, 인대나건같은관절주변조직의뻣뻣함 (stiffness) 을 통한수동적토크그리고외부적인동요나영향에 따른자발적인신체움직임과근육을수축및조절 하는중추신경계의역할을통한능동적토크가요 구된다 (Morasso 와 Schieppati, 1999; Winter 등, 2001). 정적인기립동안에도신체에서는작은움직임이일 어나며족관절에서는비복근과가자미근, 전경골근 과같은근육들의수축으로발생된지면반발력을 이용해서균형을조절하는것으로알려져있다 (Lewis 등, 2009). 그러나여러가지족부및중추 신경계의질환으로인해발생된족관절의만성적 가동범위제한은족관절주변조직들의조직학적변 화를동반하며이러한변화는관절수용기나근수 용기로부터제공되는체성감각정보를수정하거나 부적절한족관절전략이반영된운동반응을유발시 킴으로써균형조절을손상시킬수있다(Lee 등, 2010; McHugh와 Cosgrave, 2010). 족관절관절가동범위증가와체성감각자극을위 해저측굴곡근에대한스트레칭을임상적으로많이 사용하고있다. 스트레칭이신체에미치는생역학 적, 신경학적효과에대해서는연구자들의견해가 각기다른편이지만정적스트레칭 (static stretching) 은 가정에서쉽게할수있는가장일반화된스트레칭 기법인반면탄도성스트레칭 (ballistic stretching) 은 조직손상의위험이있으며신경생리적스트레칭 (neurophysiologic stretching) 은안전하게효율적으로 근육을늘릴수는있지만다른사람의도움을필요 로한다는단점이있는것으로알려져있다 (Bradley 등, 2007; Kay와 Blazevich, 2012; Perrier 등, 2011). 스트레칭의효과는적용시간및적용방법에따라 다양하게나타날수있지만근이완및관절가동 범위증가를위해서는적어도 15초이상의스트레 칭이필요하며만성적이고신경학적인손상으로인 한족관절가동범위제한이있을경우좀더장시 간의지속적인정적족관절스트레칭을필요로한 다(Kay와 Blazevich, 2012). 지속적인족관절스트레 칭은족관절근길이와관절주변조직들의뻣뻣함 을변화시켜관절가동범위증가에도움이될수도 되지만 (Avela 등, 2004; McHugh 와 Cosgrave, 2010) 이로인한장력과체성감각의일시적변화는순간 적인균형장애를유발할수있다(Avela 등, 1999; Babault 등, 2010; Behm 등, 2004; Bressel 과 McNair, 2002; Nagano 등, 2006). 스트레칭시간이근력에 미치는영향에대한연구들에서스트레칭은근육의 길이/ 장력관계에도영향을주며(Avela 등, 2004) 특히 15분미만의지속적저측굴곡근스트레칭은 근육의역학적특성변화와구심성생체되먹임의 감소로인한근력및수행력감소시킨다고했지만 (Babault 등, 2010; Fowles 등, 2000) 반면에 30초 또는 60초정도의짧은시간슬괵근스트레칭은슬 괵근근력감소에영항을주지않는다는보고도있 었다(Ogura 등, 2007). 중추신경계손상이나관절질환으로인해족관절 유연성또는가동범위가제한된환자들에게저측 굴곡근정적기립스트레칭을많이사용하고있지 만장시간의스트레칭후생역학적, 신경생리적변 화로인해환자들은일시적인자세불안정을보이며 즉각적인보행에어려움을느낀다. 스트레칭후보 행을위해서는신체조직의적응과회복에어느정 도시간이필요하지만스트레칭직후보행시작을 위한회복시간에대한연구는미비한상태이다. 따 라서본연구에서는먼저정상인을대상으로임상 적으로많이사용되고있는 15분간의지속적인저 측굴곡근정적스트레칭이초기기립균형에미치는 영향과스트레칭이후시간경과에따른균형능력 회복에대해서알아보았다. 1. 연구대상 Ⅱ. 연구방법 본연구는 20~30대건강한성인 29명을대상으 로실시되었으며, 연구대상자의선정은지난 12개월 동안발목이나무릎질환의병력이없는정상인으 로근골격계나신경계적손상, 그리고자세조절에 - 192 -
15 분간의저측굴곡근정적스트레칭이기립균형에미치는단기효과 Table 1. General characteristics of subjects (n=29) 영향을미칠수있는전정계손상이없는이들을 대상으로하였다. 모든대상자들은실험에참가전 연구목적과방법에대한설명을충분히듣고이에 자발적동의를한후에연구에참여하였다. 본연구 에참여한대상자는남자는 14 명, 여자는 15명총 29 명이었으며, 일반적인특징은다음과같다 (Table 1). 2. 측정장비 1,600 개의센서가내장된발판과소프트웨어로 구성된 BioRescue (RM INGENIERIE, 프랑스 ) 는균 형능력을정적및동적으로측정하고다양한균형 능력훈련프로그램을통해서치료할수있는장비 이며, 신체중심의이동길이 (0.1cm 단위) 와평균속도 (cm/s), 압력, (Fig 1). Variable Mean ± SD Age(year) 26.39±3.82 Height(cm) 167±6.65 Weight(kg) 60.21±9.26 접촉면적의변화를분석할수있다 앞서대상자들에게 지않도록하였다. 48시간전부터격한활동을하 대상자에게 Biorescue 측정판위에다리를 30도 벌린상태로선후전방의눈높이를주시하도록하 였다. 그리고측정동안시각적인정보가제공되는 것을막기위해눈을감은상태로 1분간정적기립 을유지하도록하였으며 0~20 초, 21~40 초, 41~60초 세구간으로나누어신체중심이동거리를측정하였 다. 측정이후대상자에게다양한각도로조정이가 능한나무로제작된경사발판위에서도록한후 15 분간지속적인스트레칭을실시하였다 (Fig 2). 가 급적벽에기대지않고기립스트레칭을유지하도 록했으며장시간기립으로피로를느끼면스트레 칭을유지하며잠시동안벽에기대도록하였으며 15 분이라는시간이주는지루함을막기위해대화 또는전화사용은허용하였다. 스트레칭에사용된경 사발판은나무로제작되었으며발미끄러짐을막기 위해접촉면에는미끄럼방지판을부착하였다. 스트 레칭을마친직후 Biorescue 측정판위에정적기립 을유지하도록한후눈을감은상태로 1분간다시 세구간으로나누어신체중심이동거리를측정하였 Fig 1. BioRescue 3. 실험절차 본실험에서는 15분간저측굴곡근스트레칭적용 전후로 1분간의기립유지동안신체중심이동을측 정을위해선자세의정적안정성을검사하기위한 균형측정장비인 Biorescue 를사용하였으며측정에 Fig 2. The participants stood on wedge board - 193 -
대한물리의학회지제7권제2호 Table 2. Difference of sway length in quite standing during 1 minute before and after 15minutes plantarflexor static stretch Pre-stretch Post-stretch t p Postural Sway Length(cm) 20.69±3.62 29.95±8.53-6.23.00 Values are means±sd * Statistically significant at the level of p<.05 Table 3. Comparison of sway length in quite standing according to time before and after 15minutes plantarflexor static stretch Condition 0-20sec 21-40sec 41-60sec F p Pre-stretch 7.58±1.99 6.93±1.36 6.52±1.09 7.49.01 b,c Post-stretch 12.30±3.69 9.35±2.63 8.54±2.27 50.26.00 a,b,c Values are means±sd * Statistically significant at the level of p<.05 a = 0-20sec * 21-40sec, b = 21-40sec * 41-60sec, c = 0-20sec * 41-60sec 다. 경사발판의각도는 15~25도범위내에서대상자 가통증이나불편함을느끼지않는각도로정하였 으며, 조직손상을피하기위해스트레칭중대상자 가불편함을호소하면각도를조정하였다. 4. 통계처리 본연구의자료분석을위해 SPSS 17.0 for Window 를이용하였다. 스트레칭전후에따른 1분 간의신체중심이동을비교하기위해대응표본 t-검 정을실시하였다. 그리고스트레칭전과스트레칭 후각 1분내에서일어난시간대별신체중심이동차 이를알아보기위해서반복측정분산분석을실시하 였다. 통계학적유의수준은.05 로하였다. Ⅲ. 연구결과 스트레칭전시각적정보를차단한 1분간의기립 동안신체중심이동거리는 20.69±3.62cm 였지만, 15분 간의지속적스트레칭직후 1분간의기립동안신체 중심이동거리는 29.95±8.53 로통계학적으로유의 한증가를보였다 (p<0.5)(table 2, Fig 3). 스트레칭전시간경과에따른시간대별신체중심 이동거리비교에서 0~20초와 21~40초구간간에는 통계학적인유의하지는않았지만 0.65cm의감소를 보였으며 (p>0.5) 21~40초와 41~60초구간간에는 통계학적으로유의한 0.41cm의감소를보였으며 (p<0.5), 0~20초구간과 41~60초구간간에는통계적 으로유의한 Fig 3B). 1.06cm 감소를보였다 (p<0.5)(table 3, 스트레칭후시간경과에따른시간대별신체중심 이동거리비교에서 0~20초와 21~40초구간에서통 계학적으로유의한 2.95cm 의감소를보였으며 (p<0.5), 21~40초와 41~60초구간에서도통계학적으로유의 한 0.81cm 의감소를보였으며 (p<0.5), 0~20초와 41~ 60초구간에서도통계학적으로유의한 3.76cm의감 소를보였다 (p<0.5)(table 3, Fig 3B). Ⅳ. 고 찰 균형유지를위해서는시각적, 체성감각적, 전정 계적감각정보가필수적이며 15분간의족관절스 트레칭이후족관절의조직장력과점탄성변화가 족관절의정적안정성을저하시킬수있으며스트 레칭후자세유지나활동을시작하기위해서는어 느정도신체의적응시간이필요하다. 본연구에서 는스트레칭이후체성감각정보의변화에따른자 세반응을알아보기위해시각적정보를차단한상 태에서 1분간정적기립을유지하도록했으며 15분 간의지속적저측굴곡근스트레칭이후신체중심의 흔들림이크게증가함을볼수있었다. 그리고시간 경과에따른신체중심흔들림변화에서는스트레칭 - 194 -
15 분간의저측굴곡근정적스트레칭이기립균형에미치는단기효과 A 초이상의시간이경과되었을때신체중심흔들림 의유의한감소를보였다. 이는시간이경과함에따 라나타난체성감각계보상과기립과제에대한집 중력이신체중심의흔들림감소에기여했기때문으 로생각된다. 그리고본연구에서실시한 15분간의 정적저측굴곡근스트레칭이후족관절의역학적, 신경학적변화로인해신체중심흔들림이증가하였 지만시간경과에따라이흔들림은점차적으로 0~20, 21~40, 41~60 초모든시간대에서유의하게 * Statistically significant at the level of p<.05 B Fig 3. (A) Comparison of sway length during 1 minute quite standing with eye closed before and after 15 minutes plantarflexor stretch. (B) sway length changes over time 0-20, 21-40, 41-60 seconds before and after stretch. 전과후모두에서시간대별신체중심의흔들림감 소를확인할수있었다. 본연구에서 15분간의정적스트레칭실시후 1 분간의정적기립에서신체중심흔들림은 44.78% 증가하였으며, Nagano 등(2006) 이실시한시각적정 보와 3분간의저측굴곡근스트레칭이정적기립균 형에미치는영향에대한연구에서도스트레칭후 눈을감은 들림은 22.8% 30초간의기립상태에서전후방자세흔 증가되었으며이러한결과들은지속 적인정적스트레칭이일시적으로정적기립안정 성을저하시킴을반영한다. 본연구에서별다른중재없이스트레칭전에실 시한정적기립에서는갑작스런시각적정보차단 으로인해감각계혼란이발생되어일시적으로기 립초기동안신체중심의흔들림이증가되었지만 40 감소됨을확인할수있었다. 스트레칭후저측굴곡근근-건부점탄성회복에 대한연구에서 Ryan 등(2008) 은 2분스트레칭이후 에는 10분정도의회복시간이필요하며 4분과 8분 스트레칭이후에는 20분정도의회복시간이필요함 을보고했다. 따라서본연구에서실시된 15분의스 트레칭으로인한조직점탄성이나관절주변조직들 의뻣뻣함변화로부터회복하기위해서는 20분이 상의상당한시간이필요했을것이다. 지속적스트 레칭이근육과근건접합부의근수용기에미치는 활성변화에대한연구들에서 Fowles 등(2000) 은스 트레칭후신경학적활성은스트레칭전상태로빠 르게회복되지만역학적변화는상대적으로느리기 회복된다고했으며, Avela 등(1999) 도 1시간의저측 굴곡근스트레칭후근전도상의변화가 15분내에 - 195 -
대한물리의학회지제7권제2호 회복된다고했으며특히 Hoffman 반사는 4분내에 거의회복됨을보고했다. 따라서본연구에서볼수 있었던족관절저측굴곡근정적스트레칭이후 1분 이내의짧은시간동안이루어진안정은주로신경 학적인활성의회복에의한것으로생각된다. 스트레칭과관련된또다른연구들에서 Bressel과 McNair(2002) 는뇌졸중환자들을대상으로족관절 배측굴곡최대 80% 범위에서 30분간의정적스트레 칭과반복적스트레칭을실시했을때관절뻣뻣함 은각각 35%, 30% 감소되었고, 토크이완은정적 스트레칭에서반복스트레칭보다 53% 증가했다 고하였으며, Kay와 Blazevich(2012) 는 45초미만의 정적스트레칭은근력과속도- 의존적인과제수행에 부정적영향을미치지않았지만 60초이상의스트 레칭은어느정도수행력에영향을미친다고했다. 스트레칭과힘감소에대한연구들에서는 Babault 등(2010) 은 15분간의정적스트레칭과수축- 이완 (hold-relax) 스트레칭둘다일시적인 7% 정도의 근력감소를일으킨다고했으며, Avela 등(1999) 은 1시간의스트레칭후 13.8% 의근력변화를보고하 였지만 Yamaguchi 와 Ishii(2005) 는 30초의스트레칭 이근력에영향을주지않는다고했다. 본연구에서 근력을평가하지는않았지만이전의연구결과들을 토대로 15분간의지속적스트레칭이일시적인근력 저하를동반했을것으로생각된다. 본연구의제한점으로는스트레칭이기립에미치 는급성효과를보고자했기때문에신체중심이동 거리의측정시간이 1 분에불과하였고, 또한스트레 칭전후시간대별로자세균형에기여하는근육들 의활성을알아보지못하였다. 향후연구에서는다 양한시간대의스트레칭효과에대한비교가필요 할것이며, 근골격계손상뿐만아니라뇌졸중이나 뇌성마비와같은중추신경계손상환자들을대상으 로정적스트레칭이균형에미치는효과에대한연 구도필요할것으로사료된다. Ⅴ. 결 론 스포츠활동에앞서준비운동, 유연성증가, 손상 예방적측면에서스트레칭을많이사용되고있으며 건강한사람들에게는지속적인정적스트레칭이후 발생된일시적인신체중심흔들림증가가심각한 문제를야기하지는않는다. 그러나근골격계나전정 계, 뇌졸중또는뇌성마비와같은중추신경계손상 환자들에있어서는족관절가동범위와유연성증진 을목적으로시행된지속적인정적스트레칭이일 시적으로자세불균형과낙상위험을높일수있기 때문에지속적인정적스트레칭직후에는생역학적 신경학적적응을위해최소한 1분이상의안정을취 한후보행이나스포츠활동을시작하는것을추천 한다. 참고문헌 Avela J, Kyröläinen H, Komi PV. Altered reflex sensitivity after repeated and prolonged passive muscle stretching. J Appl Physiol. 1999;86(4): 1283-91. Avela J, Finni T, Liikavainio T et al. Neural and mechanical responses of the triceps surae muscle group after 1 h of repeated fast passive stretches. J Appl Physiol. 2004;96(6):2325-32. Babault N, Kouassi BY, Desbrosses K. Acute effects of 15min static or contract-relax stretching modalities on plantar flexors neuromuscular properties. J Sci Med Sport. 2010;13(2):247-52. Behm DG, Bambury A, Cahill F et al. Effect of acute static stretching on force, balance, reaction time, and movement time. Med Sci Sports Exerc. 2004;36(8):1397-402. Bradley PS, Olsen PD, Portas MD. The effect of static, ballistic, and proprioceptive neuromuscular facilitation stretching on vertical jump performance. J Strength Cond Res. 2007;21(1):223-6 Bressel E, McNair PJ. The effect of prolonged static and cyclic stretching on ankle joint stiffness, torque relaxation, and gait in people with stroke. Phys Ther. 2002;82(9):880-7. Fowles JR., Sale DG, Macdougall JD. Reduced strength after passive stretch of the human - 196 -
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