족부아치형태가 동적균형능력검사 시 하지 근활성 및 운동단위 방전특성에 미치는 영향

Abstract

본 연구는 건강한 성인을 대상으로 족부 아치의 형태적 특성에 따른 modified star excursion balance test (mSEBT) 시 동적균형능력, 하지 근활성 및 운동단 위 방전 특성 차이를 분석하는 것을 목적으로 하였다. 77명의 건강한 성인에게 발배뼈 하강 검사(navicular drop test)를 실시하여 편평족(low arch (LA) group), 정상족(normal arch (NA) group), 요족(high arch (HA) group) 각 14명 씩 세 그룹으로 분류하였다. mSEBT 시 하지 근활성 및 운동단위 방전특성을 확인하기 위하여 안쪽 장딴지근(gastrocnemius medialis, GM), 가쪽 장딴지근 (gastrocnemius lateralis, GL), 가자미근(soleus, SOL), 안쪽 넓은근(vastus medialis, VM), 넙다리곧은근(rectus femoris, RF), 가쪽 넓은근(vastus lateralis, VL), 넙다리두갈래근 장두(long head of biceps femoris, BF)에 surface EMG 센 서를 부착하였고, 앞정강근(tibialis anterior, TA)과 긴종아리근(peroneus longus, PL)에 decompose EMG 센서를 부착하였다. mSEBT 시 앞쪽, 뒤안쪽, 뒤가쪽 세 방향의 표준화된 도달거리, 7개 근육의 근활성도(% maximum voluntary isometric contraction), 2개 근육의 운동단위 방전특성(운동단위 동원개수, 방전 율, 활동전위 사이 간격의 변동성)을 분석에 사용하였으며, 세 그룹간 차이를 확 인하기 위하여 일원배치분산분석을 실시하였다. mSEBT의 앞쪽 방향에서 HA group의 VL의 활성도가 NA group과 LA group보다 높게 나타났으며, LA group의 TA의 활동전위사이 간격의 변동성이 NA group보다 높게 나타났다 (p<0.05). 동일한 방향에서, HA group의 VM의 활성도가 LA group보다 높은 경 향을 보였다. mSEBT의 뒤가쪽 방향에서 NA group의 TA의 방전율이 LA group과 HA group보다 높게 나타났다(p<0.05). 동일한 방향에서 LA group의 PL의 방전율이 HA group보다 낮은 경향을 보였다. mSEBT의 표준화된 도달거 리에는 세 그룹간 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 족부 아치 형태에 따라 동적균형능력에는 차이가 나타나지 않았으나 하지 근 활성도 및 아치 형성에 관여하는 TA와 PL의 운동단위 방전특성과 움직임을 조 절하는 메커니즘의 차이가 존재하는 것으로 나타났다.|The purpose of this study was to determine the differences in the lower extremity muscles activities and motor unit firing behaviors in response to foot arch height during the modified star excursion balance test (mSEBT). A total of 42 healthy young adults who volunteered to participate were divided into three groups (14 normal arch (NA) group, 14 low arch (LA) group, 14 high arch (HA) group) by the navicular drop test. Muscle activation data (% maximum voluntary isometric contraction) from the gastrocnemius medialis (GM), gastrocnemius lateralis (GL), soleus (SOL), vastus medialis (VM), rectus femoris (RF), vastus lateralis (VL), and long head of biceps femoris (BF) were measured during mSEBT. In addition, motor unit firing behaviors (number of motor unit recruitments, mean firing rates, and coefficient of variance of inter-pulse interval) from the tibialis anterior (TA) and peroneus longus (PL) during mSEBT. Normalized reach distances were measured in each reached direction of mSEBT. One-way ANOVA was performed to determine the differences in the measured values among the three arch groups during mSEBT. During mSEBT in an anterior direction, the HA group had a higher VL muscle activity than the NA and LA groups. The LA group had a higher coefficient of variance of inter-pulse interval of TA than the NA group (p<0.05). Compared to the LA group, the HA group had a higher tendency for VM muscle activity during mSEBT in an anterior direction. During mSEBT in a posterolateral direction, the NA group had higher mean firing rates of TA than the LA and HA groups (p<0.05). Also, compared to the HA group, the LA group had a lower tendency for mean firing rates of PL in a posterolateral direction. However, there were no significant differences in the dynamic balance ability among the three arch groups. The findings of this study suggest that muscle activation of the VM and VL and motor unit firing behaviors of the TA and PL during mSEBT may provide a compensation mechanism in response to foot arch height.