편평족 대상자의 계단 내려가기 시 다리의 근활성도의 변화
김태호・임진용
ǂ대구대학교 물리치료학과
The Changes of Muscle Activities of Leg during Stair down in Subjects with Flatfoot
Kim Taeho, PT, Ph.D・Lim Jinyong, PT, MSc
ǂDept. of Physical Therapy, Daegu University
Abstract
Purpose : The purpose of this study was to identify the muscle activity of leg during stair down in the subjects with flatfoot and normal foot.
Methods : The fourteen subjects with the flatfoot group and the fifteen subjects with the normal foot group volunteered for this study. All subjects descended the stairs that the height was 20㎝ and consisted 25 stairs. The target muscles for recording muscle activity were posterior fiber of gluteus medius, vastus medialis and vastus lateralis oblique, semitendinosus and biceps femoris, tibialis anterior, and medial and lateral fiber of gastrocnemius muscles. The muscle activity was recorded using the wireless EMG system.
Results : The flatfoot group had significantly lower the muscle activity of posterior fiber of gluteus medius than the normal foot group in stance phase during stair down(p<.05). The flatfoot group had significantly higher the muscle activity of biceps femoris and tibialis anterior than the normal foot group in swing phase during stair down(p<.05).
Conclusions : This study proposed that the subject with flatfoot should train the strengthening exercise for posterior fiber of gluteus medius.
Key Words : flat foot, gluteus medius, muscle activity, pronated foot, stair down
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교신저자 :
임진용 [email protected], 010-8562-4768
논문접수일 : 2014년 9월 13일 | 수정일 : 2014년 9월 22일 | 게재승인일 : 2014년 9월 25일
Ⅰ . 서 론
인간은 살아가면서 걷는 동안 수많은 발의 접촉을 하게 되어 있으며 , 이때의 충격을 흡수하기 위한 여러 가지 구 조를 갖고 있다 . 특히 내측 종아치(medial longitudinal arch)과 횡아치(transverse arch)는 발의 충격흡수와 안정 감을 제공하는 중요한 신체의 구조이다 (Neumann, 2010).
내측 종아치는 종골, 주상골, 설상골, 내측 중족골 등으로 오목한 발등을 만들면서 신체활동 시 일어나는 체중부하 에 의한 충격을 흡수하는 역할을 한다(Tome 등, 2006).
발의 충격을 줄여주는 다른 구조로 발의 지방패드, 표층 족저근막(plantar fascia), 첫째 발가락 기저부의 종자골 등 이 있다.
편평족((flatfoot or pes planus)은 내측 종아치가 만성적 이거나 또는 비정상적으로 낮아진 상태를 말한다(Kitaoka 등, 1998). 편평족에서는 거골하관절의 과도한 회내에 의 해서 족저근막이 과신장되게 되고, 이로 인해 하족부의 외번(eversion)이 나타난다. 전족부는 일반적으로 외전되 어 있고, 거골과 주상골은 압박을 받는다. 편평족을 강직 성 또는 선천성 편평족과 유연성 또는 후천성 편평족으로 구분할 수 있다 (Flemister 등, 2007; Magee, 2013). 후족 외반(valgus)과 전족 내번(inversion)의 운동성에 따라 경 도, 중등도, 중도로 분류하기도 한다(Magee, 2013). 강직 성 또는 선천성 편평족은 뼈나 관절의 형성이상으로 나타 나는 경우가 대부분으로 수술 등의 교정을 필요로 한다.
반면 유연성 또는 후천성 편평족은 일반적으로 아치가 내 려간 상태로, 체중부하가 없을 때는 정상적인 아치의 높 이를 보이지만, 체중부하가 되면 아치가 무너져 내린다.
Flemister 등(2007)은 유연성 편평족의 원인으로 발의 내 재근이 과신장되거나 후경골근(tibialis posterior)이 제 기 능을 못하거나 족저근막의 과신장 , 발의 과도한 회내, 과 체중 등을 제시하였다.
능동적인 근육의 힘과 결합조직의 탄성력과 장력이 결 합되어 관절에 제공되는 수동적인 힘에 의해서 내측 종아 치가 지지된다. 서 있을 때의 체중부하는 거골을 아래로 압박하여 내측 종아치를 하강하게 한다. 이는 종골과 중 족골두 사이의 거리를 증가시키고, 이때 두 뼈사이를 지 나는 족저근막과 같은 결합조직의 탄성에 의해 추가적인
하강을 방지한다 . 내측 종아치가 하강하면 거골하관절이 회내 (pronation) 된다. 편평족의 경우 거골하관절의 과도 한 회내가 관찰이 된다 . Sharmann(2011)은 과도하게 회내 된 발은 발바닥이나 발바닥근막 , 후경골근, 전경골근 (tibialis anterior), 비복근(gastrocnemius)에 통증이 발생하 고 , 정경신경에 통증, 저림, 무감각이 발생함으로써 발이 쉽게 피로해지고, 보행 시나 운동 시에 발에 통증이 빈번 히 나타난다고 하였다.
유연성 편평족에 대한 치료는 수술적 치료보다는 신발, 보조기, 운동, 테이핑 등이 적용되고 있다(Franettovich 등, 2008). 보조기나 족궁 지지의 효과를 확인하거나(김경훈, 2011), 테이핑을 통해 내측 종아치를 지지하거나 (Franettovich 등, 2008; Wall 등, 2005), 트레드밀 보행 시 다리의 근활성도를 확인하였다(박정주, 2012). 편평족의 과도한 회내는 보행 시 영향을 많이 받으며 , 특히 입각기 초기 자연스럽게 일어나는 거골하관절의 회내는 평균 2~3 도 정도로 매우 작게 일어나는 반면 , 편평족에서는 하지 의 과도한 운동이나 제한된 운동을 보상하기 위해 과도한 거골하관절의 회내를 유발시킨다. 평지 보행이나 트레드 밀 보행에서도 편평족의 보행분석이 중요하지만 , 계단과 같이 체중부하와 다리의 힘이 보다 많이 요구되는 일상생 활동작에서의 편평족에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구의 목적은 편평족을 가진 대상자들과 일반인을 계단 을 내려가는 동작 시에 다리의 근활성도를 확인함으로써 , 운동을 통한 편평족의 보행문제를 해결하기 위한 기초를 제시하고자 한다 .
Ⅱ . 연구 방법
1. 연구 대상
본 연구는 대구의 D대학의 학생 29명을 대상으로 실시
하였다 . 연구대상자들에게 실험의 목적과 방법에 대한 충
분한 설명을 하였으며 , 실험에 자발적 참여의사를 위한
서면동의서를 받았다 . 평편족군은 자신이 편평발이라고
생각하는 학생 40명을 지원 받아서 주상골 하강검사
(navicular drop test)를 통해 15 mm 이상이 되는 14명을
선정하였다 (Vicenzino 등, 1997). 주상골 하강검사는 두 발 모두 하였으며, 두 발 중에서 더 큰 값을 가진 발을 실 험 시 측정하였다. 정상군(normal foot) 대상자는 신경학 적인 병력이 없고 보행에 문제가 없으며 , 주상골 하강검 사에서 10 mm 미만인 일반 성인 15명으로 하였다. 평편 족군은 남자 6명, 여자 8명이였으며, 정상군은 남자 9명, 여자 6명이였다. 두 군 간의 동질성을 확인하기 위해 T- 검정을 실시하였으며, 대상자의 일반적 특징은 Table 1과 같다.
Characteristics Pronated foot Group (n=14)
Normal foot Group (n=15) p Age(years) 21.11±2.28 22.86±1.31 .02*
Height(cm) 166.03±7.47 170.03±7.71 .17 Body weight(kg) 59.89±7.97 63.67±13.63 .25 Foot length(mm) 244.27±14.52 247.27±16.53 .39
Navicular drop
test(mm) 17.36±2.59 6.70±1.62 .00*
*
p<.05
Table 1. General characteristics of the subjects (Mean±SD) (N=29)
2. 측정도구 및 방법
1) 근전도
계단 내려갈 때의 다리의 근육의 근활성도를 측정하기 위해서 무선 표면근전도기기 (TeleMyo DTS, Noraxon Inc, AZ, USA)를 사용하였다. 전극은 은-염화 이중전극(272, Noraxon Inc, AZ, USA)을 사용하였으며, 신호 추출율은 1500 ㎐로 하였으며, 근전도 원신호를 20~450 ㎐ 대역필 터와 60 ㎐ 노치(notch)필터를 통해 노이즈를 제거하였다.
각 근육별 근전도 신호를 RMS(root mean square)로 처리 하였다. 근전도 자료는 Myoresearch Master 1.07 XP 프로 그램 (Noraxon Inc, AZ, USA)을 사용하여 분석하였다.
3. 실험과정