The Journal of Korean Society of Physical Therapy
■
이진아, 김선엽
1■
충남대학교병원 물리치료실,
1대전대학교 자연과학대학 물리치료학과
Reliability of Ultrasonography for The Longus Colli in Asymptomatic Subjects
Jin‐Ah Lee, PT; Suhn‐Yeop Kim, PT. PhD
1Department of Physical Therapy, Chungnam National University Hospital;
1Department of Physical Therapy, College of Natural Science, Daejeon University
Purpose: The objective of this study was to evaluate the inter‐ and intra‐examiner reliability of ultrasonography (US) for measuring the thicknesses and cross‐sectional area of the longus colli muscle (LCM) in healthy subjects.
Methods: Twenty‐five healthy adults participated in this study as subjects and two examiners attended to the study.
LCM size was measured at the level of the thyroid cartilage. All subjects were randomly allocated to one of the three different methods. Method 1 was that the examiner A conducts the first measurement and one hour later conducts the second measurement and twenty four hours later conducts the third measurement, respectively. Method 2 was that the examiner B conducts the measurements in the same way as the examiner A. Method 3 was that the examiners A and B randomly conduct the measurements twice at an interval of one hour.
Results: The intra‐class correlation coefficient (ICC) for the intra‐examiner reliability ranged from 0.78 to 0.98 at rest and 0.57 to 0.98 during contraction for the examiner A. The ICC
3,3for the intra‐examiner reliability ranged from 0.60 to 0.96 at rest and 0.57 to 0.92 during contraction for the examiner B. The ICC
2,3for the inter‐examiner reliability ranged from 0.80 to 0.91 at rest and 0.84 to 0.93 during contraction.
Conclusion: The findings of this study indicate that US is a reliable method for measuring the LCM size.
Keywords: Asymptomatic subjects, Inter‐examiner reliability, Intra‐examiner reliability, Longus colli muscle, Ultrasonography 논문접수일: 2011년 5월 27일
수정접수일: 2011년 8월 15일 게재승인일: 2011년 8월 15일 교신저자: 김선엽, [email protected]
I. 서론
경부통은 전 인구의 약 67%가 일생에 한 번 이상 경험하며, 현대인들의 생활방식의 변화로 경부통을 호소하는 환자의 수가 점차적으로 증가하는 추세에 있다 .
1이러한 경부통은 퇴행성 질 환, 외상, 감염성 질환으로 인한 특이성 경부통증과 잘못된 자 세로 인한 비특이성 경부통으로 크게 나뉘어진다 . 이 중 비특이 성 경부통은 근육의 과사용과 저사용, 신경근 장애 및 근육의 불균형이 원인으로 작용되며 , 머리와 목을 둘러싼 근육군의 불 균형은 목의 통증과 관절가동범위의 제한을 일으키고 비정상적
인 자세를 초래할 수 있다 .
2Falla 등
3은 경부통 환자에게서 두
개경부 굴곡 (craniocervical flexion, CCF) 검사 시 감소된 수
행 수준에 대해 보고하였고 , 이는 심부 경부 굴곡근의 기능과
관련이 있다고 하였다 . 또한 심부 경부 굴곡근의 등척성 검사
수행 수준에도 결함이 있었음을 보고하였다 .
4Jull 등
5은 경추성
두통 환자에게 두개경부 굴곡 검사 시 확실하게 낮은 수행 수
준을 보인다고 하였다 . 또한 긴장성 두통 환자와 만성 경부통
환자에게 심부 경부 굴곡근 강화운동이 전방머리 자세 (head
forward posture) 개선에 도움이 되고,
6,7통증과 경부 기능장애
와 관절가동범위에 향상을 가져온다고 하였다 .
8경추부는 근육들의 복잡한 배열에 의해 둘러싸여 있고 , 근 육간에 서로 협력하여 머리와 목의 움직임을 조절한다 . Falla 등
9은 이러한 움직임 조절 체계에 있어 경부 심부 근육인 경장 근 (longus colli)과 두장근(longus capitis)이 가장 중요한 역할 을 하는 근육이라고 설명하였다 . 경부 심부 굴곡근들은 경추부 의 전만 각도를 유지시키고 경추부 관절의 안정성 (stability)을 제공하는데 중요한 역할을 하고 , 낮은 부하의 두개경부 굴곡 검 사를 통해 경장근의 수축 상태를 간접적으로 측정할 수 있다 .
10경장근은 같은 수준의 경추부에 다열근에서 보다 근방추의 분 포 밀도가 유의하게 더 높은 것으로 알려져 있다 .
11이러한 특 성은 경추 분절에 조절자로서의 역할을 경추부 다열근보다 경 장근이 경추부 전만각의 균형을 잡는데 더 민감하게 작용한다 는 것을 간접적으로 제시하는 것이다.
12경장근과 두장근과 같은 심부 경부 굴곡근은 심부에 위치하 기 때문에 근작용에 대한 측정을 하기가 어렵다. Falla 등
13은 새로운 근전도 측정방법을 통하여 심부 경부 굴곡근을 직접적 으로 평가하였으나 비중격을 통해 비인두 전극을 구인두벽 후 방에 직접적으로 부착하기 때문에 침습적이고 적용하기 불편한 방법이다 . 최근에는 초음파영상법(ultrasonography)이 비침습적 인 방법으로 임상에서 연구와 치료 효과를 평가하는데 점차 일 반화되어져 가는 추세에 있다 .
14-16또한 근육의 형태를 크기, 면적 등의 양적 특성의 시각적 평가를 위해 자기공명영상 장치 나 컴퓨터단층촬영법에 비해 적용하기 쉽고 가장 비용 효과적 이고 편리한 방법이다 . Rezasoltani 등
17은 초음파영상법에 대 해 재활과정에서 특히 약화된 근육의 재교육 시에 중요한 역할 을 할 수 있다고 제안하였다 . 또한 초음파영상법으로 근력강화 운동프로그램의 결과를 확인하는데 가치가 있다고 하였다.
신뢰도 연구는 일반적으로 여러 명의 검사자가 한 표본을 측 정하거나 , 한 검사자가 연구 표본을 반복 측정할 때의 일치도를 알아보는 것이다 .
18초음파영상법의 신뢰도 연구로는 급성 요통 환자와 건강한 성인을 대상으로 복부 근육에 대한 연구와 상경 추부 신전근의 두께 측정에 대한 연구 등이 시행되어져 왔
다.
14,19이외에도 건강한 성인과 경부통 환자를 대상으로 초음파
영상법을 이용한 경부 다열근의 측정과 신뢰도 연구가 이루어져
왔고 ,
15,16Lin 등
20은 건강한 성인을 대상으로 상부 경추 신전근
의 두께 측정 신뢰도 연구를 시행하였다 . 최근에는 Cagnie 등
21은 건강한 성인을 대상으로 경장근의 초음파영상법과 자기공명 영상법과 비교를 통해 타당도와 검사자내 신뢰도 , 검사자간 신 뢰도를 연구하였다 . Javanshir 등
22에 의해 건강한 성인과 만성 경부통 환자를 대상으로 검사자내 신뢰도 연구가 시행되었다 .
그러나 국내에서는 초음파영상법을 이용하여 근육의 외형적 변화를 평가하는 연구들이 이루어져 왔으나
23,24초음파영상법의 신뢰도 연구는 미흡한 실정이다 . 특히 아직까지 초음파영상법
을 이용한 경추부 심부 굴곡근의 평가의 신뢰도 연구는 이루어 진 바가 없다 . 선행연구에서는 주로 서양인을 대상으로 연구하 였고 , 나라별로 대상자의 특성이 다르기 때문에 국내 성인을 대 상으로 한 연구의 필요성이 인식되어 이 연구를 시행하였다 . 이 에 따라 초음파영상법을 이용하여 건강한 성인의 경장근에 두 께 및 단면적을 측정하고 , 그 결과를 통해 초음파영상법에 대한 검사자간 신뢰도와 검사자내 신뢰도를 분석함으로서 초음파영 상법의 신뢰도를 알아보고자 하였다 .
II. 연구방법
1. 연구대상자와 검사자
본 연구는 현재 상지와 경부에 어떠한 통증도 경험하지 않고 있으며 본 연구에서 실시하는 검사 자세와 동작에 대한 이해와 수행이 가능한 건강한 성인 남자 12명과 여자 13명으로 총 25 명을 대상으로 실시하였다 . 연구대상자의 제외조건은 지난 6개 월 동안에 경부통증이나 머리와 경부에 어떤 외상 또는 손상의 병력이 있는 자로 하였다 . 또한 본 연구의 목적과 과정에 대한 설명을 충분히 들은 후 , 참여 동의서에 서명을 한 자를 대상으 로 실시하였다 . 이 연구에는 2명의 물리치료사가 검사자로 참 여하였다 . 각 검사자의 임상 경력은 각각 1년과 21년이었다.
2. 실험방법
1) 초음파 영상 측정 도구
경장근의 단면적 측정을 위한 초음파영상 수집은 Digital Ultra- sonic Diagnostic Imaging System (DP-6600, Mindary Med- ical International Co, 중국)을 이용하였다. 이 측정장비의 주 파수 변조 범위는 6~8.5 MHz이고, 게인(gain)은 고정된 값으 로 모든 영상에서 동일하게 적용하였다 . 초음파 영상 측정은 B-mode에서 7.5 MHz, 3 mm 직선형 도자로 측정하였다. 이 후 얻어진 영상들은 Image J 영상 분석 프로그램을 이용하여 경장근의 두께와 단면적을 각각 측정하였다 .
2) 경장근 두께 및 단면적 측정 방법
경장근의 두께와 단면적을 측정하기 위해 대상자의 갑상연골 2 cm 아래에 펜으로 표식을 한 후 초음파 영상을 측정하였다 (Figure 1).
초음파영상은 각각 우측과 좌측에서 각각 측정하였다 . 측정한 영상
자료는 이후에 Image J 프로그램(National Institutes of Health,
미국 )을 이용하여 경장근의 두께와 단면적을 측정하였다. Image
J 프로그램에서 영점조정(calibration)을 통해 영상과 실제 깊이를
동일하게 조정한 후 측정하였다 . 경장근의 두께는 척추체의 하내측
과 경동맥의 외측 , 인두 뒤쪽 공간의 위쪽 지점을 표시하여 측정하
Figure 1. Position of transducer for imaging of longus colli muscle.
Figure 2. Ultrasonogram of the longus colli muscle.
*SCM: sternoclidomastoid
†CA: carotid artery
‡RPA: retropharyingeal space
§LC: longus colli
∥VB: vertebral body
¶CSA: cross sectional area
**APD: anterior posterior dimension
††LD: lateral dimension
였다 . 경장근의 전후방 거리(anterior posterior dimension, APD) 는 수직 방향으로 가장 긴 길이로 정하였고, 외측 거리(lateral dimension, LD)는 수평 방향으로 가장 긴 길이로 정하였다(Figure 2). 경장근의 단면적(cross sectional area, CSA)은 경장근의 둘레 를 표시하여 측정하였다. 각 거리와 면적은 총 3회 반복 측정하여 그 평균값으로 결정하였다 . 검사자는 본 실험에 들어가기 전에 예 비 실험 대상자를 선정하여 충분한 반복 훈련 후에 본 실험을 시행 하였다.
3. 연구절차
모든 대상자는 연구에서 시행한 3가지 측정방법 중 하나를 정 하기 위해 제비뽑기 방법으로 무작위 배정하였다. 방법 1은 검 사자 A가 첫 번째 측정을 실시하고 다시 1시간 후에 그리고 24시간 후에 재측정하는 방법이다. 방법 2는 검사자 B가 첫 번
째 측정을 실시하고 다시 1시간 후에 그리고 24시간 후에 재측 정하는 방법이다 . 방법 3은 검사자 A와 검사자 B가 순서를 무 작위로 하여 1시간 간격으로 각각 측정하는 방법이다.
검사자내 신뢰도를 평가하기 위해 방법 1과 방법 2를 선택 한 대상자의 자료를 이용하였고 , 검사자간 신뢰도를 평가하기 위해서는 방법 3을 선택한 대상자의 자료를 이용하였다.
측정 자세는 대상자를 고관절과 슬관절을 굴곡시키고 바로 누운 자세를 취하게 하였다 . 그리고 머리와 경부는 중립자세를 취하고 양 팔은 몸통 옆에 편안하게 놓도록 하였다 . 검사자는 세 겹의 타올을 대상자 머리 밑에 놓아 머리가 검사대보다 3~4 cm 높게 하였다. 대상자들이 경장근을 잘 수축시킬 수 있도록 실험 전에 먼저 경장근의 수축 방법을 5분간 훈련한 후 에 초음파영상 측정을 시행하였다 . 경장근의 수축 방법은 머리 가 바닥에서 들리지 않고 흉쇄유돌근이 이완된 상태를 유지하 면서 부드럽게 두개경부 굴곡을 시행하였다 . 환자는 바로 누운 자세에서 머리를 중립위치로 유지한 다음 머리는 천장과 수평 이 되게 하고 압력 바이오 피드백 기구 (pressure biofeedback unit; PBU, Chattanooga Group Inc., Hixson, 미국)를 경추 부 아래의 후두하 공간에 위치하고 압력이 20 mmHg가 되도 록 부풀렸다 . 그 후에 환자에게 가볍게 머리를 굴곡하도록 하여 압력 수준이 6~10 mmHg 정도 더 증가되도록 스스로 압력 바이오 피드백 기구의 수치를 보면서 조절하게 하였다 . 이 자세 에서 10초 동안 유지하게 하는 과정을 10회 반복 훈련하였다.
훈련 시행 후에 5분간 휴식 후에 다시 경장근을 수축하게 하고 경장근의 초음파영상을 측정하였고 , 수축 시에 경장근의 초음 파영상은 대상자가 호흡의 호기 끝에서 숨을 멈춘 상태에서 측 정하였다 .
21측정의 순서는 먼저 휴식 상태에서 실시한 후 수축 시에 초음파영상을 측정하였다 .
4. 통계 분석
측정된 자료를 분석하여 경장근의 두께와 면적을 자료화한 후
분석을 위해 SPSS ver. 12.0 통계 프로그램을 이용하였다. 초
음파영상을 이용한 경장근의 두께 및 단면적 측정의 검사자내
신뢰도와 검사자간 신뢰도를 평가하기 위해 급간내상관계수
(intraclass correlation coefficients: ICC)와 95% 신뢰구간을
분석하였다 . 급간내상관계수 기준은 일반적으로 0.75 이상인
경우 높은 (high) 수준으로, 0.5~0.75 수준은 보통(moderate)
으로 , 0.5 이하인 경우는 낮은(low) 수준의 신뢰도로 해석한
다 .
23안정 시와 수축 시의 경장근 단면적을 비교하기 위해 대
응표본 t-검정을 이용하였다. 통계적 유의수준은 =0.05로 정
하였다 .
Variables Male (n=12) Female (n=13)
Age (year) 27.3±4.6* 26.5±3.9
Weight (kg) 70.6±5.3 52.9±3.1
Height (cm) 174.8±3.2 164.8±5.3
BMI 23.0±1.4 19.5±0.6
*Mean±standard deviation BMI=body mass index (kg/m2)
Table 1. General characteristics of subjects
Variables
Male (n=12) Female (n=13)
Left Right Left Right
Rest Contraction Rest Contraction Rest Contraction Rest Contraction
CSA (cm
2) 0.95±0.21* 0.98±0.18 1.02±0.21 1.17±0.22 0.66±0.09 0.68±0.18 0.64±0.12 0.69±0.17 APD (mm) 10.16±1.20 9.90±1.27 9.88±1.48 10.34±1.43 8.03±0.90 8.08±1.16 7.69±1.15 8.23±1.46 LD (mm) 13.29±2.14 13.43±2.17 14.12±2.12 14.71±2.25 11.21±0.94 11.13±0.78 11.29±1.99 11.54±1.87
*Mean±standard deviation CSA: cross sectional area APD: anterior posterior dimension LD: lateral dimension
Table 2. The mean and standard deviation of CSA, APD, LD measurements of longus colli muscle III. 결과
1. 연구대상자의 일반적 특성
본 연구에 참가한 대상자는 건강한 성인 25명이었다. 연구대상 자의 특성은 다음과 같다 (Table 1). 평균나이는 남자가 27.3세 였고 여자는 26.5세이었으며, 신체질량지수는 남자가 23.6, 여 자는 19.4이었다.
2. 경장근의 단면적과 두께
초음파영상 분석을 통해 측정한 연구대상자의 성별에 따른 우 측과 좌측의 경장근 단면적과 전후방 거리, 외측 거리는 Table 2와 같다.
3. 초음파영상 측정법의 신뢰도
1) 안정 시와 수축 시 경장근의 단면적과 두께 측정에 대한 검사자내 신뢰도
초음파영상 분석에서 안정 시와 수축 시경장근의 단면적 측정 에 대한 검사자 A와 검사자 B간의 검사자내 신뢰도는 Table 3 과 같다 . 모든 대상자는 3가지 측정방법 중 하나를 정하기 위 해 제비뽑기 방법으로 무작위 배정하였다 . 방법 1을 뽑은 대상 자는 7명, 방법 2를 뽑은 대상자는 6명이었고, 방법 3을 뽑은 대상자는 12명이었다. 안정 시 경장근의 단면적과 두께 측정에 대한 신뢰도는 검사자 A가 ICC
3,3=0.70~0.98로 보통 수준에
서 높은 수준의 신뢰도를 보였고 , 검사자 B도 ICC
3,3=0.60~
0.96으로 보통 수준에서 높은 수준의 신뢰도를 보였다. 수축 시 경장근의 단면적과 두께 측정에 대한 신뢰도는 검사자 A가 ICC
3,3=0.57~0.98로 보통 수준에서 높은 수준의 신뢰도를 보 였고 , 검사자 B도 ICC
3,3=0.57~0.92로 보통 수준에서 높은 수준의 신뢰도를 보였다 .
2) 안정 시와 수축 시 경장근의 단면적과 두께 측정에 대한 검사자간 신뢰도
경장근의 단면적과 두께 측정에 대한 초음파영상 측정법의 검 사자간 신뢰도는 안정 시에 ICC
2,3=0.80~0.91로 높은 수준이 었고 , 수축 시에도 ICC
2,3=0.84~0.93으로 높은 수준의 신뢰도 를 보였다 (Table 4).
4. 안정 시와 수축 시에 경장근 단면적, 두께의 비교
남자의 우측 경장근의 단면적 크기는 안정 시 (1.02 cm
2)에 비 해 수축 시 (1.17 cm
2)가 12.82% 유의하게 증가하였다(p=0.04, t=-0.15). 좌측 경장근은 안정 시 보다 수축 시에 3.06% 증가 하였으나 유의성은 없었다 . 전후방 거리는 안정 시보다 수축 시 에 우측은 4.45%, 좌측은 -2.63% 변하였으나, 유의성은 없었
다 . 외측 거리도 안정 시보다 수축 시에 우측과 좌측이 각각 4.01%와 1.04%가 증가하였으나, 유의성은 없었다.
여자의 우측 경장근의 단면적 크기는 안정 시 (0.64 cm
2)에
비해 수축 시 (0.69 cm
2)가 7.25% 증가하였으나 유의성은 없었
다 . 좌측 경장근도 안정 시 보다 수축 시에 2.94% 증가하였으
나 유의성은 없었다 . 전후방 거리는 안정 시보다 수축 시에 우
측은 6.56%, 좌측은 0.62% 변하였으나, 유의성은 없었다. 외측
거리도 안정 시보다 수축 시에 우측과 좌측이 각각 2.17%,
-0.72% 변화되었으나, 유의성은 없었다.
Variables
Examiner A Examiner B
Left Right Left Right
Rest Contraction Rest Contraction Rest Contraction Rest Contraction
CSA (cm
2)
within day
0.98 (0.86~0.99)*
0.66 (-1.01~0.94)
0.78 (-0.27~0.96)
0.89 (0.33~0.98)
0.79 (-0.53~0.97)
0.78 (-0.55~0.97)
0.74 (-0.89~0.96)
0.85 (-0.06~0.98) between
days
0.89 (-0.06~0.97)
0.91 (0.50~0.99)
0.78 (-0.29~0.96)
0.85 (0.14~0.98)
0.86 (-0.02~0.98)
0.89 (0.22~0.99)
0.84 (-0.11~0.98)
0.65 (-1.52~0.95)
APD (mm)
within day
0.87 (0.44~0.98)
0.98 (0.89~0.99)
0.86 (0.17~0.98)
0.93 (0.59~0.99)
0.74 (-0.84~0.96)
0.91 (0.34~0.99)
0.72 (-0.99~0.96)
0.76 (-0.70~0.97) between
days
0.91 (0.58~0.98)
0.65 (-1.02~0.94)
0.82 (-0.06~0.97)
0.64 (-1.11~0.94)
0.96 (0.68~0.99)
0.62 (-1.69~0.95)
0.90 (0.29~0.99)
0.66 (-1.45~0.95)
LD (mm)
within day
0.95 (0.76~0.99)
0.62 (-1.21~0.94)
0.77 (-0.34~0.96)
0.67 (-0.95~0.94)
0.65 (-0.43~0.95)
0.92 (0.45~0.99)
0.77 (-0.62~0.97)
0.57 (-2.09~0.94) between
days
0.81 (0.24~0.96)
0.57 (-1.50~0.93)
0.70 (-0.75~0.95)
0.60 (-1.32~0.93)
0.60 (0.48~0.89)
0.86 (0.02~0.98)
0.95 (0.64~0.99)
0.88 (0.12~0.98)
*intraclass correlation coefficients (95% CI) CSA : cross sectional area
APD : anterior posterior dimension LD : lateral dimension
Table 3. Intraexaminer reliability of examiner 1 and 2 of the longus colli at rest and during contraction using ultrasonograpy (Method 1, n=7; Method 2, n=6)
Variables Rest Contraction
Left Right Left Right
CSA (cm
2) 0.80(0.34~0.94)* 0.91(0.70~0.98) 0.90(0.65~0.97) 0.89(0.64~0.97)
APD (mm) 0.82(0.39~0.95) 0.83(0.40~0.95) 0.93(0.76~0.98) 0.85(0.51~0.96)
LD (mm) 0.84(0.45~0.95) 0.87(0.53~0.96) 0.93(0.71~0.98) 0.84(0.37~0.96)
*intraclass correlation coefficients (95% CI) CSA: cross sectional area
APD: anterior posterior dimension LD: lateral dimension