쪼그려 앉기(Deep Squat) 동작 시 발의 유형과 발판 내림 경사대 각도에 따른 요추와 하지의 근활성도 분석

Abstract

본 연구의 목적은 쪼그려 앉기 시 발의 유형과 발판 내림경사대의 각도에 따른 요추와 하지의 근활성도를 분석하는 것이다. 이러한 자료는 발의 유형에 따른 쪼그려 앉기 훈련 방식의 차이와, 재래식 화장실에서 편안하게 사용할 수 있는 발판의 각도 결정은 물론 농어업 종사자들의 쪼그려 앉기에 필요한 엉덩이 작업 방석 개발을 위한 기초자료로 유용할 것이다. 연구대상은 서울 소재 E 대학교에 재학 중인 여대생 중 안정시 종골기립각도(RCSP)와 후족에 대한 전족각도(FRA)를 기준으로, 정상족 27명과 편평족 24명, 총 51명을 대상으로 실시하였다. 안정시 종골기립각도가 –2°이상에서 2°이하이고 후족에 대한 전족각도가 4°미만인 경우 정상족으로 구분하였고, 안정시 종골기립각도가 –4°이하이고 후족에 대한 전족각도가 4°이상인 경우 편평족으로 구분하였다. 독립변인은 발의 유형(편평족, 정상족)과 세 가지의 발판 내림경사대 각도(10°, 15°, 20°)이고, 종속변인은 요추와 하지 근육의 평균 근활성도와 최대 근활성도이다. 근전도 측정을 위해 좌우 척추기립근, 좌우 외측광근, 좌우 비복근, 좌우 전경골근에 총 8개의 표면전극을 부착하고 10°와 15° 그리고 20°의 발판 내림경사대에서 팔을 엇갈려 고정한 쪼그려 앉기 동작을 실시하였다. 메트로놈 60 beat/min 박자의 청각신호를 주며, 2초간 쪼그려 앉고, 2초간 쪼그려 앉아 있는 상태를 유지하고, 2초간 서도록 하여 쪼그려 앉기 동작의 속도를 통제하였다. 쪼그려 앉기 시 측정된 각 근육의 근활성도는 각 근육별 최대등척성수축(MVIC)으로 표준화하였다. 근전도 측정 후 필터(Filter), 정류(Rectification), 신호변환(Smoothing), 신호표준화(Amplitude Normalization)의 과정을 거쳐 신호처리를 하였다. 쪼그려 앉기 동작은 하강기 초반, 하강기 후반, 앉아있기, 상승기 초반, 상승기 후반의 다섯 구간으로 나누었다. 발의 유형(2)과 발판 내림경사대의 각도(3)에 따른 요추와 하지의 근활성도 차이와 상호작용을 알아보기 위해 다변량분산분석(MANOVA)을 실시하였고, 사후분석방법으로 Scheffé를 사용하였다. Window용 SPSS22.00 통계 프로그램을 활용하였고, 유의수준은 <.05로 설정하였다. 근활성도는 모든 구간에서 편평족이 정상족보다, 발판 내림경사대 각도는 10°일 때 유의하게 크게 나타났으나, 발의 유형과 내림경사대 각도의 상호작용은 유의한 차이가 나타나지 않았다. 편평족이 정상족에 비하여 상승기 초반을 제외한 하강기 초반, 하강기 후반, 앉아있기, 상승기 후반에서 좌우 외측 비복근과 좌우 척추 기립근의 근활성도가 높았다. 편평족은 전경골근의 약화, 비복근과 척추기립근의 단축이 특징이기 때문이다. 편평족과 정상족 모두 전경골근은 발판 내림경사대 각도가 10°일 때 모든 구간에서, 특히 하강기 후반에서 가장 높은 근활성도를 보였고, 비복근은 앉아있기와 상승기 초반에서 발판 내림경사대 각도가 10°일 때 가장 높은 근활성도를 보였다. 편평족이나 정상족 모두에게 전경골근이나 비복근 훈련을 위한 발판 내림경사대 각도는 10°가 효과적일 것이다. 그러나 이 때에도 통증이나 불편감을 줄이기 위해서 팔을 이용할 수 있게 허용해야 한다. 반면, 가장 낮은 근활성도를 보인 발판 내림경사대 각도는 20°였다. 그리고 편평족은 정상족보다 쪼그려 앉기에 어려움을 가질 수 있으므로, 트레이너는 쪼그려 앉기 훈련시 먼저 발의 형태를 파악해야 한다. 그리고 훈련 초반부터 깊이 쪼그려 앉기(Deep Squat)를 시키지 않아야 한다. 그러므로 편평족을 가진 사람에게 스쿼트 훈련을 시키거나, 농어촌에서 쪼그려 앉아 일을 하기전에 좌우 비복근, 좌우 척추기립근 스트레칭과 근력강화가 선결되어야 할 것이다. 그리고 쪼그려 앉는 엉덩이 작업 방석의 내림경사도를 20°로 유지해주는 것이 좋을 것이며, 재래식 화장실 발판의 내림경사대 각도를 20°로 제작하면 화장실이용에 따른 불편감을 해소할 수 있을 것이다. 본 연구는 쪼그려 앉기 운동을 할 때, 쪼그려 앉아서 일을 할 때, 그리고 재래식 화장실 발판의 적정 각도를 찾아내기 위한 기초자료로 유용할 것이다. 나아가 편평족을 교정하거나, 재활하기 위한 쪼그려 앉기 운동 프로그램 개발과 쪼그려 앉기 동작의 하지와 요추근육의 피로, 통증, 불편감을 줄여주는 엉덩이 받침대 및 재래식 배변기의 발판을 개발하기 위한 기초자료로도 유용할 것이다.;The purpose of this study was to analyze the muscle activity of the lumbar and lower limbs according to the type of foot and the conducting angle of footrest during deep squatting. These results will be useful as basic data for deep squatting training, improvement of toilet environment, and development of equipments for squatting workers. The subjects of this study were 27 pes rectus and 24 pes planus, total of 51, based on RCSP and forefoot to rearfoot angle among female college students attending E university in Seoul. Pes rectus was when RCSP is -2° or more and -2°or less and the forefoot to rearfoot angle is less than 4°. Pes planus has a RCSP less than –4 ° and a forefoot to rearfoot angle greater than 4°. Independent variables are the type of foot (pes rectus, pes planus) and the three conducting angle of footrest (10°, 15°, 20°). The dependent variable was the mean muscle activity and maximum muscle activity of the lumbar and lower extremities. Electromyography was performed by attaching a total of 8 surface electrodes to the left and right spinal erector muscle, left and right vastus lateralis, right and left lateral gastrocnemius, left and right tibialis anterior muscle, and squatting motion with arms crossed at 10°, 15° and 20° descending ramps Respectively. The metronome controlled the rate of the squatting motion with 60 beat / min beats per second, squatting for 2 seconds, sitting for 2 seconds, standing for 2 seconds. The maximum isometric contraction(MVIC) for each muscle was standardized. After EMG measurement, signal processing was performed through filter, rectification, smoothing, and amplitude normalization. The squatting was divided into five phases: the first stage of the descending, the last stage of the descending, the pause, the first stage of the ascending, and the last stage of the ascending. MANOVA was performed to investigate the difference in the muscle activity of the lumbar and lower limbs according to the type of foot (2) and the conducting angle of footrest (3). Scheffé was used as a post hoc via SPSS 22.00 statistical package for Window. The muscle activity of pes planus was significantly larger than that of pes rectus at all phases. When the conducting angle of footrest was 10 °, it was significantly larger. There was no significant difference in the interaction between foot type and the conducting angle of footrest. Pes planus was more active in the right and left lateral gastrocnemius and in the left and right spinal erector muscles than in the pes rectus, in the first stage of the descending, the last stage of the descending, the pause, and the last stage of the ascending. In both pes planus and pes rectus, the left and right tibialis anterior muscles showed the highest muscle activity at 10 degrees in all phases. In conclusion, pes planus may be more difficult to deep squat than pes rectus, so the shape of the foot should be prioritized during deep squat training and should not be deep squat from the beginning of the training. The right and left lateral gastrocnemius, left and right tibialis anterior muscle training will be most effective when the foot angle is 10 degrees downward. At this time, however, the arm must be allowed to be used to prevent damage. On the other hand, the angle with the lowest muscle activity was 20 degrees. Therefore, for people with pes planus to perform deep squat training or work in rural areas, the left and right spinal erector muscles, right and left lateral gastrocnemius, stretching and strengthening muscles should be done first. At this time, it is recommended to keep the conducting angle of footrest at 20 degrees. In addition, if the conducting angle of footrest of the conventional toilet is made 20 degrees, the discomfort due to the use of the toilet can be solved. This study will be useful as a basic data for the development of exercise program for deep squat training and correction and rehabilitation of pes plaus. In addition, when squatting, it will also be useful as a basis for developing convenience equipment for squarting workers and the conducting angle of footrest of the conventional toilet that reduces fatigue, pain, and discomfort in the lower limbs and lumbar muscles.