실시간 근전도와 초음파영상 시각적 피드백이 발가락 두드림, 발가락 벌리기, 단축 발 운동 시 편평발의 엄지벌림근 활성도와 근 두께에 미치는 영향 = The Effects of Real-time Electromyography and Ultrasonography Visual Feedback on Thickness and Activity of the Abductor Hallucis Muscle of Flat Foot During Toe Tap, Toe Spread and Short Foot Exercise

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The aim of this study was to investigate the effects of real-time surface electromyography (sEMG) and ultrasonography visual feedback on the abductor hallucis(AbdH) muscle in flat-footed adults during toe tap (TT), toe spread (TS) and short foot (SF) exercise and evaluate effective visual biofeedback methods on the AbdH muscle activity.
Nineteen young subjects (12 females and 7 males) with flat feet were recruited for this study. All participants were randomly divided into real-time sEMG biofeedback, real-time ultrasonography biofeedback, and non-biofeedback groups and performed the AbdH exercises (TT, TS and SF exercise). The order of visual biofeedback and AbdH exercises were randomly given and each exercise had 15 to 30 minutes of familiarization period. To minimize the carryover effect and studying effect, each exercise was followed by a five-minute rest.
Wireless sEMG was used to measure the AbdH muscle activity and ultrasound diagnostic equipment was used to collect the AbdH muscle thickness. All data were analyzed using an analysis of covariance and a repeated measure analysis of variance and paired T-test with Bonferroni correction for ex-post analysis.
There was no important difference between groups in the area of activity and thickness of the AbdH muscle. The increase in the activity and thickness of the AbdH muscle was significantly greater during the TT exercise than during the TS and SF exercise. The activity of the AbdH muscle significantly increased during the exercises used in conjunction with real-time sEMG biofeedback. The thickness of the AbdH muscle significantly increased during the exercises used in conjunction with real-time ultrasonography visual biofeedback. The intra-rater reliability results demonstrated for the AbdH muscle thickness was high with an ICC of 0.93~0.99.
This result demonstrated the differences between the AbdH exercises (TT, TS and SF exercise). The TT exercise is more effective in facilitating the activity and thickness of the AbdH muscle than SF and TS exercise. Also, visual biofeedback using real-time sEMG and ultrasonography can be efficiently applied to the AbdH muscle strengthening during rehabilitation training.

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 실시간 근전도와 초음파 영상 시각적 피드백이 발가락 두드림, 발가락 벌리기, 단축 발 운동 시 엄지벌림근 활성도와 근 두께에 미치는 효과에 대해서 알아보고자 실시하였다.
본 연구의 대상자들은 편평발이 있는 젊은 성인 19명(여성12명, 남성7명)을 대상으로 선정하였다. 엄지벌림근 운동들(발가락 두드림, 발가락 벌리기, 단축 발 운동)시 실시간 표면 근전도 바이오피드백 전▪적용 시 그룹, 실시간 초음파 바이오피드백 전·적용 시를 적용한 그룹으로 나누어 실시하였다. 바이오피드백 전·적용 시 순서 및 엄지벌림근 운동들 무작위 순서로 배치 하였으며, 각 엄지벌림근 운동들은 15~30분간의 익숙화 훈련을 실시하였다. 각 조건의 이월효과 및 학습효과를 최소화하기 위하여 각 운동 마다 5분의 휴식을 제공하였다.
엄지벌림근의 근 활성도는 무선 표면 근 전도를 이용하여 측정하였고, 엄지벌림근의 두께는 초음파 진단 장비를 이용하여 측정하였다. 자료 분석은 공분산 분석과 반복측정 분산분석, 대응표본 T검정을 사용하였으며, 사후분석에서는 본페로니 수정 방법을 사용하였다.
본 연구의 결과, 근 활성도 및 근 두께의 군간 유의한 차이는 없었다. 발가락 두드림 운동이 발가락 벌리기 운동과 단축 발 운동에 비해 근 활성도 및 근 두께가 유의하게 증가하였다. 엄지벌림근 운동 시에 근 활성도는 실시간 표면 근전도 시각적 바이오피드백을 적용하였을 시 유의하게 증가하였다. 엄지벌림근 운동 시에 근 두께는 실시간 초음파 시각적 바이오피드백을 적용하였을 시 유의하게 증가하였다. 엄지벌림근 두께 측정에 대해 측정자내 신뢰도는 급내상관계수 값의 범위에 대해 0.95~0.97로 높은 신뢰도를 나타내었다.
결과적으로 엄지벌림근 운동들(발가락 두드림, 발가락 벌리기, 단축 발 운동) 사이의 차이점을 설명하였다. 발가락 두드림 운동은 단축 발 운동 및 발가락 벌리기 운동에 비해 엄지벌림근 활성화 및 근 두께에 효과적이라고 생각된다. 또한, 실시간 표면 근전도와 실시간 초음파 영상을 이용한 시각적 바이오피드백이 임상에서 재활운동 시 엄지벌림근 근력강화 훈련에 효율적으로 적용될 수 있을 것이라 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구의 목적 5
• 3. 연구의 가설 6
• Ⅱ. 연구방법 7
• 1. 연구대상 7
• 2. 실험도구 9
• 1) 무선표면근전도 기기 9
• 2) 초음파 영상 진단기 10
• 3) 발길이 측정 장비 11
• 4) 발배뼈 하강 검사 12
• 3. 실험절차 및 방법 13
• 1) 실험절차 13
• 2) 시각적 바이오피드백 18
• 4. 측정방법 20
• 1) 엄지벌림근 활성도 측정 20
• 2) 엄지벌림근 두께 측정 23
• 5. 자료분석 26
• Ⅲ. 연구결과 27
• 1. 대상자의 일반적 특성 27
• 2. 바이오피드백 전·적용 시 근 활성도 비교 28
• 1) 표면근전도의 비교 28
• 2) 초음파 영상의 비교 30
• 3. 엄지벌림근 운동들 시 표면근전도 바이오피드백 전·적용 시 비교 32
• 1) 엄지벌림근 운동들 시 표면근전도 바이오피드백 전 비교 32
• 2) 엄지벌림근 운동들 시 표면근전도 바이오피드백 적용 시 비교 34
• 4. 엄지벌림근 운동들 시 실시간 초음파 영상 바이오피드백 전·적용 시 비교 36
• 1) 엄지벌림근 운동들 시 실시간 초음파 영상 바이오피드백 전 비교 36
• 2) 엄지벌림근 운동들 시 실시간 초음파 영상 바이오피드백 적용 시 비교 38
• 5. 각각의 엄지벌림근 운동에 따른 표면근전도 바이오피드백 전·적용 시 비교 40
• 1) 단축 발 운동 시 표면근전도 바이오피드백 전·적용 시 비교 40
• 2) 발가락 벌리기 운동 시 표면근전도 바이오피드백 전·적용 시 비교 42
• 3) 발가락 두드림 운동 시 표면근전도 바이오피드백 전·적용 시 비교 44
• 6. 각각의 엄지벌림근 운동에 따른 초음파 영상 바이오피드백 전·적용 시 비교 46
• 1) 단축 발 운동 시 실시간 초음파 영상 바이오피드백 전·적용 시 비교 46
• 2) 발가락 벌리기 운동 시 실시간 초음파 영상 바이오피드백 전·적용 시 비교 48
• 3) 발가락 두드림 운동 시 실시간 초음파 영상 바이오피드백 전·적용 시 비교 50
• 7. 엄지벌림근 두께 측정에 대한 측정자 신뢰도 52
• Ⅳ. 고찰 53
• Ⅴ. 결론 57
• 참고문헌 58
• 영문초록 64