전동식 운동기기의 부하방식에 따른 근력증진 효과
Effect on Improvement of Muscle Strength for Loading Pattern using Electric Exercise Instrument
강승록1, 김경2, 정구영3, 서영범4, 정장식4, 김정자5, 권대규5,
Seung Rok Kang1, Kyung Kim2, Gu Young Jeong3, Young Bum Seo4, Jang Sik Jeong4, Jung Ja Kim5 and Tae Kyu Kwon5,
1 전북대학교 헬스케어공학과 (Department of Healthcare Engineering, Jeonbuk National Univ.) 2 국립재활원 (National Rehabilitation Center.) 3 전북대학교 헬스케어기술개발사업단 (Center for Healthcare Technology Development, Jeonbuk National Univ.) 4 주식회사 휴모닉 (Humonic Co.) 5 전북대학교 바이오메디컬공학부 (Division of Biomedical Engineering, Jeonbuk National Univ.)
Corresponding author: [email protected]. Tel: 063-270-4066 Manuscript received: 2011.2.10 / Accepted: 2011.10.11
This study is to compare muscle strength between isotonic exercise and isotonic & isokinetic exercise. Participants are 12-man and 10-woman whom they are healthy without medical history in shoulder, elbow and lumbar joint. We performed experiment total 4-weeks that exercise 3-days a week each exercise pattern. We measured shoulder, elbow and lumbar joint torque with BIODEX and circumference of muscle in upper arms once a week. The result showed that isotonic & isokinetic exercise pattern significantly more improved joint torque in shoulder, elbow, lumbar than isotonic exercise pattern. Because that isotonic & isokinetic exercise pattern supplied muscle strengthen and caused muscle contraction. This exercise pattern can be used new exercise training method for major athlete and normal people. Also this pattern can be used rehabilitation treatment.
Key Words: Isotonic Exercise (등장성 운동), Isokinetic Exercise (등속성 운동), Pattern of Exercise Load (운동부하 방식), Exercise Effect (운동효과), Muscle Strength (근력)
1. 서론
일반적으로 근력 운동이나 근지구력 운동은 근 적성 운동이라고 알려져 있다. 근적성 운동은 웨 이트 훈련(weight training)의 원리를 이용하며, 아령, 바벨, 모래주머니, 벤치프레스 등, 스프링이나 중 량에 대한 저항 부하를 이용하는 훈련이다. 대부 분의 일상적인 활동은 근력 또는 근지구력이 필요 하며, 근적성 운동을 함으로써 건강하게 일상 생 활을 즐길 수 있다. 또한 운동부족에 따른 비만,
성인병 및 허리통증이나 근골격계의 손상을 예방 할 수 있다.
근적성 운동은 웨이트 훈련을 통하여 강화되며, 특이성의 원리(specificity principle), 과부하의 원리 (overload principle)와 점진 부하 원리(progressive resistance principle)가 적용된다. 특이성의 원리는 근육군의 수축과 이완의 형태 및 훈련강도를 변화 시키는 것으로서, 근력(muscular strength)을 증가시 키기 위하여 높은 강도의 정적훈련(static training)과 높은 강도와 낮은 반복회수의 동적훈련(dynamic
training)이 필요하며, 근지구력(muscular endurance) 을 증진시키기 위하여 낮은 강도와 높은 반복 횟 수의 운동이 필요하다. 과부하의 원리는 근육군을 보다 큰 운동부하에 대항하여 훈련시킴으로써, 근 력 및 근지구력을 증진시키는 것이다. 이 원리에 따르면 근력운동의 초기 운동부하 강도는 최대저 항(1-RM: one resistance maximum) 대비 60 %이며, 최 적 운동강도는 1-RM 의 60∼80 % 이다. 또한 근지 구력 증진을 위한 운동강도는 1-RM 의 30 % ~ 50%
정도의 낮은 수준이다. 여기서 1-RM 은 1 회 실시 하여 들 수 있는 최대 중량을 의미한다. 점진부하 의 원리는 지속적인 과부하를 제공하여 운동부하 를 점진적으로 증가시키는 방법이다.
근력과 근지구력을 강화시키는 운동 유형은 일 반적으로 등장성(isotonics), 등속성(isokinetics) 및 등척성(isoemetrics) 운동으로 분류된다. 등장성 운 동이란 근육의 길이변화가 동반되는 운동으로 헬 스클럽이나 집에서 하는 운동의 대부분이 이에 속 한다. 등속성 운동은 정적 운동 중 관절운동에 나 타나는 저항부하의 결격요인을 보완하여 근육의 모든 각도에서 장력의 최대 효율이 나타나도록 등 속성 근수축에 의한 등저항 방법이다. 마지막으로 등척성 운동은 근육의 길이 변화 없이 정적인 근 육의 수축을 이용한 근력트레이닝 방법으로 관절 의 가동범위 중 한 점 또는 몇 점을 대상으로 하 여 정적인 상태에서 근육을 긴장시키기 때문에 관 절의 가동범위 전체가 아닌 특정 관절 각도에서만 근력이 향상되는 제한적인 특성을 갖는 방식이다.
최근 건강에 대한 관심이 증가하면서 근적성 강화 운동에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다.
특히, 근적성 운동의 인체영향 평가에 관한 연구 가 국내외에서 활발하게 진행되고 있다. 권영섭 1 의 연구에 따르면, 근골격계에 대한 최대부하를 이용하는 기존의 1-RM 측정법은 노약자에게 적합 하지 않음을 보고하였으며, 낮은 중량을 사용하여 1 회 반복횟수를 예측하는 모델을 개발하였다. 김 지현 2은 인체역학 모델을 사용하여 몸통 근육의 부하를 예측하였다. Wincherster3는 재활 운동이 보 행속도의 회복에 미치는 영향을 예측하는 모델을 개발하였다. Ebben4은 사두근 내성 훈련 운동의 효 과를 예측하는 모델을 개발하였으며 Mayhew5 은 남성을 대상으로 한 bench press 운동 효과의 예측 모델을 검증하고, 이 모델의 대상을 여성으로 확 대하는 등 근육 부하에 대한 예측을 수행하였다.
Robertson5은 14 세 어린이의 대퇴사두근과 슬관절
신전 운동의 효과를 예측하는 모델을 개발하였으 며, 운동강도의 정도를 주관적으로 평가하는 지표 인 운동자각도(rating of perceived exertion)를 예측 변수로 사용하여 근력을 예측하는 연구도 수행하 였다.
등장성, 등속성 및 등척성 운동방식에 관한 선 행연구로서, Linden6은 근력을 예측하는 연구를 수 행하여 근력과 근육의 길이를 예측하는 모델을 개 발하였다. Harman7은 인체측정학 자료를 사용하여 군인의 물리적 수행도 예측 모델을 개발하였다.
Babault8은 슬관절의 신전운동 시 발생되는 구심성 토크에 대한 근육활성도와 자발수축 활성을 비교 하여 상관관계를 보고하였다. Mullany9은 근전도를 측정하여 슬관절 신전운동 시 발생되는 주동근과 길항근의 피로도 분석을 수행하였으며, 운동과 피 로도간의 상관관계를 규명하였다. Rothstein10은 등 속성 운동 시 근육활성도, 관절 피크 토크와 파워 에 대한 상관관계를 규명하였다. Anthony Remaud11 는 등장성 운동방식과 등속성 운동방식을 비교하 여 운동방식별 근력향상 정도를 비교 분석하였으 며, 등속성 운동방식보다 등장성 운동방식이 근력 향상에 효과적이라고 보고하였다. 그러나 근력과 근지구력 강화에 대한 대부분의 연구들이 하나의 운동방식에 의한 근력강화에 초점이 맞추어져 있 어서, 직접적으로 운동 자체의 인체영향을 평가하 기보다는 특수한 상황에서 운동에 대한 인체영향 을 예측하는 수준에 머물러 있다.
본 연구에서는 기존의 운동부하 방식인 등장성 과 등속성 운동부하를 상호 보완하여 전동식 운동 기기에서 제공되는 새로운 운동부하 방식인 등장∙
등속성 운동부하 방식을 제시하였고, 그에 따른 운동효율 및 근력증진효과를 검증하였다.
2. 실험장치 및 방법 2.1 피험자
본 연구에서는 근골격계 병력이 없고 근력운동 경험이 없는 신체 건강한 성인 남녀 22 명을 대상 으로 하여 실험을 진행하였다. 피험자들은 기존 운동부하 방식인 등장성 운동을 제공받는 대조군 (control group, CG; age: 20±1.4 years, height: 170±7.3 cm, weight: 60±5.4 kg)과 새로운 운동부하 방식인 등장∙등속성 운동을 제공받는 훈련군(training group, TG; age: 20±0.9 years, height: 170±8.1 cm, weight:
60±4.9 kg)으로 각각 남자 6 명, 여자 6 명으로 구성
되었다. 또한 모든 피험자들에게 실험 전 본 실험 에 대한 설명을 충분히 하였으며 근력변화 분석의 정확도를 높이기 위하여 피험자간의 체중에 의한 편차를 최소화 하였다(Table 1).
Table 1 Subject information in control and training group Control group Training group Age 20±1.4 yr 20±0.9 yr Height 170±7.3 cm 170±8.1 cm Weight 60±5.4 kg 60±4.9 kg
2.2 실험절차 및 방법
본 연구에서 피험자들은 전동식 상지 근력강화 운동기기를 이용하여 운동부하 방식 별 상지 관절 의 신전과 굴곡운동에 따른 관절 토크 변화를 통 해 근력변화를 고찰하였다. Fig. 1 은 서보모터를 이 용하여 개발된 전동식 상지 근력강화 운동기기 Dr.
Gym. Humonic Co., Korea)를 보여주고 있다. 피험자 들은 전동식 상지 근력강화 운동기기를 이용하여 운동부하 방식 별 운동 전 후 상지 관절 토크 변 화 및 상완근 근육 둘레 변화를 측정하였다. 관절 토크 측정을 위하여 BIODEX system 3 (Biodex Medical System, Inc.)를 사용하였다.
Fig. 1 Push up and pull down muscle strength instrument using electric loading pattern (Dr. Gym, Humonic Co., Korea)
Fig. 2 는 운동부하 방식 별 근력 증진 효과에 대한 실험 수행과정을 나타내고 있다. 피험자들은 기존 근력운동기기가 제공하는 등장성 운동부하 방식을 제공받는 대조군 그룹과 새로운 운동방식 인 등장∙등속성 운동부하 방식을 제공받는 훈련군 그룹으로 나누어 실험을 진행하였다. 각 그룹의 피험자들은 전동식 상지 근력강화 운동기기를 사
용하여 push up 과 pull down 운동을 1 일 세트 당 20 회씩 하여 총 3 세트를 수행하였으며 세트 사 이마다 근력 회복을 위해 정적 회복을 5 분간 실 시하였다. 훈련은 매주 3 일 실시하여 총 8 주간 진행되었으며 측정은 매주 1 회 실시하였다. 운동 효과에 영향을 미칠 수 있는 요인들에 대한 오류 를 줄이기 위해 전동식 근력운동기기를 이용하여 push up, pull down 운동 시 운동자세를 교정해 주었 다. 또한 피험자들이 운동 시 온도나 습도에 따른 체력저하 발생을 방지하기 위해 항상 일정한 온도 와 습도를 유지 시켰다. 각 피험자의 자세에 의한 실험 결과의 오차를 줄이기 위해 운동을 하는 동 안 같은 운동자세를 유지할 수 있도록 지시하였다.
Fig. 2 Block diagram of experimental perform step in loading pattern types using electric exercise instrument
Fig. 3 은 전동식 상지 근력강화 운동기기를 이 용하여 운동부하 방식에 따른 근력증진 효과를 비 교분석을 위한 실험과정을 나타내고 있다. 실험은 크게 운동, 측정, 분석으로 구성되어 진행 된다.
운동영역에서는 피험자들에게 기존 운동기기가 제 공하는 등장성 운동과 새로운 운동방식인 등장∙등 속성 운동을 제공한다. 각각의 그룹은 하루 45 분
push up과 pull down 을 20 회씩 4 세트를 실시하여 주 3 회 운동을 수행하였으며 총 4 주간 운동이 진 행되었다. 또한 본 실험에 들어가기 전 과부하의 원리를 적용하기 위하여 피험자들의 최대저항(1- RM)을 측정하였다. 또한 피험자들에게 측정된 1- RM 의 50% 부하를 초기 운동부하로 제공하였다.
점진부하의 원리를 적용하여 지속적인 과부하를 제공하기 위하여 운동부하는 매주 5kg 씩 증가시 켰다.
Fig. 4 는 전동식 상지 근력강화 운동기기가 제 공하는 두가지 형태의 운동부하 방식인 등장성 운 동부하와 본 연구에서 새롭게 제시되는 등장∙등속 성 운동부하의 특징을 보여주고 있다. 등장∙등속 성 운동부하는 일정한 운동부하를 제공하는 등장 성 운동과 일정한 운동속도를 제공하는 등속성 운 동을 방식을 합한 것이다.
Fig. 5는 운동부하 방식 별 근력증진 효과를 확 인하기 위하여 측정한 관절을 나타낸다. 피험자들 의 근력 변화를 관찰하기 위하여 매주 1 회 등속 성 측정 장비인 BIODEX system3 를 이용하였으며 운동방식 별 운동 전 후 상지 관절 토크 변화를 측정하였다. 관절토크 측정 시 대조그룹과 훈련그 룹 모두 동일한 측정 프로토콜을 적용하였다. 프 로토콜은 상지 관절의 어깨관절, 팔꿈치관절과 요 추관절의 신전과 굴곡을 적용하였고 각각의 관절 측정마다 각속도는 60°/sec 를 부여하였다. 또한 측정범위(range of motion, ROM)는 60°씩 제공하였 다. 측정 간의 오차를 줄이기 위하여 본 연구에서 는 상지 관절토크 측정 시 피험자마다 3 회씩 실시 하여 나온 평균값을 이용하였다. 또한 근력증진 효과 분석 시 상지 팔의 길이에 따른 오차를 줄이 기 위하여 피험자들간의 상지 팔 길이 차이를 측 정하였으며 Table 2 와 같이 거의 미미한 수준으로 나타났다. 또한 위와 같이 상지 관절에서 측정한 데이터 중 4 가지를 선택하여 분석하였다. 분석된 파라미터는 피크토크(peak torque), 총일량(total work), 평균파워(average power)와 가속시간 (acceleration time)이다. 첫 번째로 피크토크란 해당 관절이 신전/굴곡운동 시 관절이 내는 최대의 회 전력을 말한다. 즉, 관절의 신전과 굴곡 시 관련된 근육들의 힘의 합을 나타낸다. 두 번째로 총 일량 이란 BIODEX system3 가 제공하는 프로토콜 (protocol)에 의해 관절이 신전/굴곡운동 총 5 회 측 정을 실시하는 동안 관절이 한 일에 대한 일량을 더한 수치를 의미한다. 즉, 관절의 신전과 굴곡 시
Fig. 3 Experimental procedures of effect efficiency in loading pattern types using electric exercise instrument
Fig. 4 Explanation of exercise pattern in isotonic and isotonic and isokinetic exercise
Fig. 5 Measurement of Joint torque in shoulder, elbow and lumbar for comparing efficiency of muscle strength using BIODEX System3
Should Elbow Lumba
관여하는 근육들의 총 일량을 나타낸다. 세 번째 로 평균파워란 총 일량을 해당관절의 관련된 근육 들의 실제 수축시간으로 나눈 값을 의미한다. 즉, 일에 대한 정확한 측정에 정의되는 비율을 제공하 는데 사용되며 근육의 힘을 빨리 생산 할 수 있는 지 판단하는데 사용된다. 네 번째 근 가속시간이 란 해당관절의 총 5 회의 신전/굴곡운동에 대한 각 도들의 합과 관절의 토크 시작점에서 속도 역치점 (velocity threshold)까지 소요되는 시간으로 정의된다 (Figure 6). 속도 역치점은 식 (1)과 같이 정의된다.
100 / ) (
d thth
V IW
V = ×
(1)여기서
V
th는 속도 역치값이며,V
d는 다이나모미터 속도(dynamometer speed)로써 실험에서 제공한 각속도인 초 60°/sec 이며,
IW
th는 등속성 윈도우 역치값(isokinetic window threshold)으로서 기본적으 로 70%로 설정을 하였다. 여기서 속도 역치값는 초 42°/sec 이다. 즉, 관절 운동을 총 5 회 실시할 때마다 누적된 각도를 기준으로 0 도에서 42 도까 지 신전하는데 소요되는 시간을 말한다. 가속시간T
a 는 최대토크를 내기 위하여 관절의 힘을 가속 시키는데 소요되는 시간을 나타나며 관절의 신전/굴곡 운동 시 관여하는 근육의 반응속도를 의미한 다. 전동식 근력강화 운동기기를 이용한 운동부하 방식 별 근력증진 효율성을 비교하기 위하여 다음 과 같이 데이터를 분석 및 검증하였다. 부하방식 에 따라 운동 전 후 상지 관절 토크와 상지 근력 에 미치는 효과를 검증하기 위하여 SPSS 13.0 을 사용하였으며 운동방식에 따른 운동 전 후 관절토 크의 피크토크, 총일량, 평균파워, 가속시간 등에 대한 평균과 표준편차를 계산하였다. 그룹 간 반 복 측정 시 발생되는 측정 오차 사이의 통계적 유 의성을 검증하였고 운동부하 방식에 따른 근력과 근반응성 증진에 대한 유의수준은 *p<0.05,
**p<0.01 이다.
3. 결과 및 고찰
3.1 운동방식에 따른 피크 토크 변화
실험 결과, 등장성 운동훈련과 등장∙등속성 운 동을 받은 그룹 모두에게서 어깨관절, 팔꿈치 관 절, 요추관절에서의 관절토크 수치가 증가하는 경
향이 나타났다. 이는 운동방식과 상관없이 순수근 력운동에 의한 운동효과로 말할 수 있다. 등장성 운동과 등장∙등속성 운동을 비교 시 운동 전 후 관절토크 변화에서 등장성과 등속성 운동훈련을 받은 그룹에서 최대토크 수치가 어깨관절(20.7%), 팔꿈치 관절(18.4%), 요추관절(33.1%)씩 더 크게 증가하는 경향이 나타났다. 이는 등장∙등속성 운 동이 상지의 근육들을 더 효율적으로 활성화시켰 다고 판단된다.
Fig. 7 은 전동식 상지 근력강화 운동기기를 이 용하여 운동부하 방식에 따라 운동 전 후 상지 관 절의 최대 토크의 변화량을 나타내고 있다. 등장∙
등속성 운동부하가 운동 시 관절의 각도변화에 따 른 부하손실을 최소화하여 일정한 운동부하에 대 한 근수축 자극을 유도하였다. 또한 일정한 운동 속도를 제공하여 근긴장성을 지속적으로 유지하여 상지 운동과 관련된 근육인 등세모근, 대흉근, 삼 각근, 상완이두근의 더 큰 근육활성도를 발생시켰 다. 이는 곧 더 큰 근력증진을 야기하였다고 판단 된다. 또한 피험자들이 운동방식 별 훈련을 받은 1 주 후에는 토크 변화량 및 운동방식별 어떤 뚜 렷한 경향을 나타내지 않았지만 2 주 후부터 등장
∙등속성 운동부하를 제공 받은 그룹에서 더 크게 증가하여 4 주 후 약 21.9% 더 큰 관절토크 수치 변화가 발생하는 경향이 나타났다.
Table 2 Length in upper limbs in subject for reducing Control group Training group Shoulder to elbow 31.5±1.1cm 32.1±0.4 cm
Elbow to wrist 28.4±0.3 cm 27.5±0.9 cm
Fig. 6 Define of acceleration time in Biodex report for calculating acceleration time
Fig. 7 Variation of joint peak torque in shoulder, elbow and lumbar for comparing muscle strength into loading pattern types (means ± SE. *p < 0.05; **p
< 0.01)
3.2 운동방식에 따른 총 일량 변화
Fig. 8 은 부하방식에 따른 상지 관절의 근육활 성에 의한 총 일량을 나타내고 있다. 실험 결과, 등장성 운동과 등장∙등속성 운동을 받은 그룹 모 두에게서 어깨관절(22.7%), 팔꿈치관절(19.2%), 요 추관절(30.8%)에서의 관절토크 수치가 증가함에 따라 누적된 총 일량 또한 증가하는 경향이 나타 났다. 특히 등장∙등속성 운동 시 운동 전 후 관절 토크 변화에서 어깨관절, 팔꿈치 관절, 요추관절의 총 일량 또한 모두 더 크게 증가하는 경향이 나타 났다. 이는 등장∙등속성 운동이 근육의 수축과 이 완 시 동일한 속도를 제공하여 근육의 활성이 더 크게 발생됨에 따라 큰 근력증진이 발생하고 그로
Fig. 8 Variation of joint total work in torque in shoulder, elbow and lumbar for comparing muscular activity into loading pattern types (means ± SE. *p < 0.05;
**p < 0.01)
인해 근육의 총 일량이 전체적으로 증가하는 것으 로 판단된다.
3.3 운동방식에 따른 평균파워 변화
Fig. 9 는 부하방식에 따른 근 피로 회복과 근 반응성에 의한 상지 관절의 평균파워의 변화량을 나타내고 있다. 실험 결과, 위의 결과와 마찬가지 로 등장성 운동과 등장∙등속성 운동이 제공된 그 룹 모두에게서 어깨관절, 팔꿈치 관절, 요추관절에
Fig. 9 Variation of joint average power in shoulder, elbow and lumbar for comparing recovery of muscle fatigue into loading pattern types (means ± SE. *p
< 0.05; **p < 0.01)
서의 평균파워 수치가 증가하는 경향이 나타났다.
또한 등장∙등속성 운동 시 운동 전 후 어깨관절 (22.8%), 팔꿈치 관절(24.6%), 요추관절(14.1%)에서 의 평균파워가 모두 더 크게 증가하는 경향이 나 타났다. 이는 운동 전 후 등장성과 등속성 운동방 식이 근육의 수축과 이완 시 동일한 속도로 이루 어져 근육활성이 더 크게 유도되어 근육의 힘도 증가하는 경향이 나타났다고 판단된다. 따라서 등
장∙등속성 운동이 주동근과 길항근의 수축 이완활 동이 동일한 부하와 속도로 근육군을 자극시켜 더 효율적인 근협응 활성이 유도하고 이는 결국 근육 을 더욱 활성화 시켜줌으로써 근육이 더 빠른 힘 을 낼 수 있어 평균파워가 증가하는 것으로 판단 된다.
3.4 운동방식에 따른 가속시간 변화
Fig. 10은 부하방식에 따른 상지 관절의 근반응 성에 의한 가속시간 변화량을 나타내고 있다. 가 속시간은 관절의 토크 시작점에서 속도 역치점 까 지 소요되는 시간을 의미하며 각 관절에 관여하는 근육들의 신경반응 능력을 평가하는데 사용된다.
실험 결과, 등장성 운동과 등장∙등속성 운동을 받 는 모든 그룹의 어깨관절, 팔꿈치관절, 요추관절에 서의 근가속도 수치가 모두 감소하는 경향이 나타 났다. 즉, 운동을 받은 두 그룹 모두 어깨관절, 팔 꿈치관절, 요추관절에서의 가속속도 수치가 감소 하는 경향을 보여주고 있는 것이다. 이는 운동부 하 방식과 상관없이 운동 전 후 근반응성이 증진 에 따른 근수축에 대한 빠른 반응속도의 증진을 의미한다. 등장·등속성 운동 그룹에서의 운동 전 후 가속시간 변화는 어깨관절(77.3%), 팔꿈치 관절 (163.4%), 요추관절(31.2%) 씩 토크 더 등속성 운 동그룹에서 더 크게 감소 이유는 단순한 중력부하 에 의한 운동인 등장성 운동보다는 제공되는 운동 부하에 따른 근육의 수축과 이완 시 발생되는 관 절의 모든 각도에서 동일한 부하가 제공되어 근육 의 수축과 이완 시 근육의 최대 장력을 이끌어 낼 수 있어 근육활성도가 크게 발생되고 이에 따라 힘을 발생시키는 관절의 근가속도가 증가하는 경 향이 나타났다고 판단되며, 이로 인해 상지관절의 모든 근육군의 근 반응속도가 증가하였다고 사료 된다.
3.5 운동방식에 따른 근육둘레 변화
Fig. 11 은 운동부하 방식에 따른 근력증진에 대한 시각적 효과를 분석하기 위해 상완근의 근 육 둘레 변화량을 나타내고 있다. 실험 결과, 등 장성 운동과 등장·등속성 운동을 받은 그룹 모두 상완근의 근육둘레 길이가 증가하는 경향이 나타 났다. 이는 운동부하 방식과 상관없이 순수 근력 운동에 의한 운동효과로 사료된다. 하지만 등장·
등속성 운동을 동시에 받은 그룹에서 상완근의
근육둘레가 더 크게 증가하는 경향이 나타났으며 이는 등장·등속성 운동이 근육의 주동근과 길항 근의 생체역학적인 수축과 이완이 근육간의 협응 활성을 최적화시켜 상지 운동과 관련된 근육인 등세모근, 대흉근, 삼각근, 상완이두근의 근육활 성도를 야기시켰고 이를 통해 더 큰 근육의 둘레 변화(male; 3.5%, female: 4.8%)가 발생되었다고 사 료된다.
Fig. 10 Variation of joint acceleration time in shoulder, elbow and lumbar for comparing muscular reaction into loading pattern types (means ± SE.
*p < 0.05; **p < 0.01)
Fig. 11 Sexual difference of circumference in upper limbs during relaxation and contraction for comparing visual effect into loading pattern types (means ± SE. *p < 0.05; **p < 0.01)
4. 결론
본 논문에서는 전동식 상지 근력강화 운동기기 를 이용하여 새로운 운동부하 방식을 제시하고 관 절토크와 근둘레의 변화를 통하여 근력과 근반응 성의 증진효과를 고찰하고자 하였다. 그 결과 다 음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
기존 운동기기에서 제공되는 단순한 무게부하 에 의한 운동방식인 등장성 운동보다 등장·등속성 운동방식이 더 효율적인 근력 증진과 근반응성 증 진이 발생하는 결과가 나타났다. 등장∙등속성 운 동이 근육의 수축과 이완 시 관절의 모든 각도에 서 일정한 운동부하와 운동속도를 제공하여 근수 축 시 최대 장력을 이끌어 낼 수 있었다. 이로 인 해 힘을 발생시키는 관절의 근가속도를 증가시켜
높은 효율성의 근반응성이 나타났고, 상완근 둘레 변화에서 둘레가 커지는 경향이 나타났다.
본 연구에서 등장성 운동부하 방식보다 등장·
등속성 운동부하 방식이 건강한 성인들의 근육활 성을 높여 운동 효과를 증진시켜 주는 것을 확인 하였으며 이는 등장성 운동부하를 제공하는 기존 의 운동기기보다 등장·등속성 운동과 같은 새로운 운동부하 방식을 제공해 줄 수 있는 전동식 운동 기기의 가능성을 제시하고 있다. 또한 건강한 성 인뿐만 아니라 환자나 노약자들이 보다 효율적인 운동 또는 재활훈련에 이용될 수 있을 거라 판단 된다.
후 기
본 연구는 2011 년 문화체육관광부 스포츠산업 기술개발사업의 일환으로 수행된 연구 결과임.
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