코어운동(core exercise)을 통한 안정성(stability) 측정

 논문 읽어주는 남자

  코어운동(core exercise)은 보통, 코어근력(core strength) 및 코어안정성(core stability) 향상을 목적으로 수행됩니다. 워낙 널리 수행되다 보니, 어떤 효과들을 가져오는지에 대해서는 의심의 여지가 없습니다. 분명 효과가 있다 하지만, 실제적인 효과 정도는 어떻게 될까요. 만약 이러한 코어운동(core exercise)의 효과에 대해서 정량화된 측정 및 평가가 논의된다면, 어떤 결과들이 나올까요. 물론 어느 정도 충분히 예상 가능한 결과들이 나올 것입니다.

하지만 몇 가지 변수(종목, 빈도수, 시간차 등)들을 토대로, 이와 같은 결과들을 바라볼 때, 코어운동(core exercise)이 실제적으로 우리에게 가져다주는 효과에 대해서, 좀 더 직접적인 해석과 평가들을 가능하게 합니다.

 본 포스팅이 그렇습니다. 코어운동(core exercise)을 통한 안정성 측정(stability measurement)을 수치화시킨 연구입니다.

 

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 코어안정성(core stability)이라는 용어는, 지난 몇 년 동안 높은 수준으로 발전해왔습니다. 아마도 척추중립(neutral spine)의 개념은, 1989년에 발표된 ‘동적요추안정화프로그램(dynamic lumbar stabilization program)’이라는 제목으로 강조되었을 때, 샌프란시스코척추연구소(SFSI)에 의한 대중적인 운동(exercise)으로부터 비롯됐을 가능성이 있습니다. 이 시대에는 운동인 및 비운동인 인구 모두에 안정화훈련(stabilization training)이 진행되었습니다. 코어안정성(core stability)은 임상재활(clinical rehabilitation), 선수훈련, 그리고 건강(health) 및 체력(physical fitness) 개선을 위해 노력하는 개인의 훈련프로그램에서 중요한 요소입니다.

 

 Panjabi는 수동적인 척주(passive spinal column), 능동적인 척추근육(active spinal muscle), 신경조절장치(neural control unit)의 세 하위 시스템을 기반으로, 척추안정성(spinal stability)의 개념을 제시했습니다. Panjabi에 의해서 우리는 수동적인 척주(passive spinal column), 능동적인 척추근육(active spinal muscle), 신경조절장치(neural control unit)의 기능적인 통합을, 일상생활의 활동을 수행하는 동안, 개인이 생리적 한계 내에서 추간중립영역(intervertebral neutral zone)을 유지할 수 있게 하는 방식으로 정의합니다.

 Panjabbi가 앞서 언급한 개념체계에서, 우리의 논의는 능동적인 척추근육(active spinal muscle)의 훈련(training)은 어렵기 때문에, 능동적인 코어근육(active core muscle) 및 신경조절장치(neural control unit)를 강조합니다. 코어안정성(core stability)과 코어근력(core strength)이라는 용어가 때때로 같은 의미로 사용되지만, 코어안정화(core stabilization) 내에서 코어근력(core strength)을 포함하기로 결정했습니다. 코어안정성(core stability)은 코어근력(core strength) 및 지구력(endurance) 외에도, 조절력(coordination)이 필요합니다.

 

 코어근육(core muscle)에 대한 논의에서, 코어근육군(core muscle group)을 포괄적안정화체계(global stabilization system) 또는 국소적안정화체계(local stabilization system) 중 하나로 분류하는 Bergmark 분류체계를 따를 것입니다. 체간(trunk)의 더 크고 작은 근육(muscle)들은, 더 큰 질량(mass)과 더 긴 운동팔(moment arm)을 지닌 포괄적안정화체계(global stabilization system)의 근육(muscle)에 의해 제공되는 더 강한 힘(force)에 의한 움직임(movement)보다, 분절움직임(motion segment)의 조정(coordination) 및 제어(control)에 더 크게 기여하는 주요 참여자입니다. 국소적안정화체계(local stabilization system)의 근육(muscle)도 척주에 더 가깝기 때문에, 다양한 정도의 분절조절(segmental control)을 제공할 수 있습니다. 예를 들어, 횡돌간근(intertransversarii), 극간근(interspinales), 회선근(rotators)은 척추분절(spinal segment)의 회전(rotation) 중심(center)에 매우 가깝습니다. 매우 작은 생리학적 단면적 및 고밀도의 근방추(muscle spindle)(다열근(multifidus)의 수보다 배는 더 많음)는, 주로 척추(spine)의 위치 조절기(position transducer)로 작용할 수 있다고 제안합니다. 이것은 이러한 국소적안정화체계(local stabilization system)의 근육(muscle)이 코어안정화(core stabilization)에서 요구되는 조절력(coordination)에, 특히 중요하게 여길 것이라고 제안합니다.

 이 연구의 주요목적은 코어안정화(core stabilization)를 정량화하고, 내부 지속성의 신뢰성 및 안정성을 극대화할 수 있는 측정일정을 개발하는 것이었습니다. 우리의 선행 연구에서 내부 지속성의 신뢰성은 만족스럽지만, 안정성(stability)은 그렇지 못했습니다. 이는 코어안정화검사(core stabilization test)에서 강도(strength)뿐만 아니라, 균형(balance) 및 조절(coordination)검사(반복검사를 통해 향상시킬 수 있는)가 필요하다는 사실에 기인합니다.

 

 문제에 대한 실험적 접근

 코어안정화(core stabilization)의 훈련활동(training activity)을 분석할 때, 균형(balance) 및 조절(coordination)이 중요한 요소인 것처럼 보이기 때문에, 더 어려운 활동에서도 흉추신전근(thoracic extensor)은 최대자발적수축(maximum voluntary contraction)의 일부분으로 작용합니다. 코어근육조직(core musculature)의 강도(strength)를 측정(measurement)하는 방법은 다양하지만, 이 연구는 근력(strength) 및 지구력(endurance)을 강조하는 반면, 안정성훈련(stability training)은 균형(balance) 및 조절(coordination)이 필요합니다. Cosio-Lima는 코어안정화(core stabilization)의 지시자로서, 기립균형검사(standing balance test)를 사용하였습니다. 균형검사(balance test)에서 실제 코어안정화(core stabilization)의 훈련자세(training posture)를 재현하려고 했습니다.

 

 우리가 사용하는 힘 플랫폼의 표면적은 안정화훈련(stabilization training)에서 사용된 네발기기 자세(quadruped position)를 수용할 만큼 충분하지 않기 때문에, 다른 안정성 플랫폼(Lafayette Instrument Co., Lafayette, IN)을 사용하기로 했습니다. 안정성 플랫폼은 일반적으로 기울기축에 평행하게 위치한 발(foot)과의 균형을 측정(measurement)하기 위해 설계된, 매우 민감한 도구입니다. 그러나 대형플랫폼은 교각운동(bridge) 및 네발기기자세(quadruped position)에서 팔 들어올리기(arm raise)를 포함하여, 코어안정화(core stabilization) 프로그램에 사용되는 자세(posture)를 수용합니다. 두 가지의 버전 중 후자의 검사(test)를 사용했는데, 하나는 몸체가 평행(parallel)하고, 다른 하나는 기울기축에 수직(perpendicular)인 상태입니다. 또한, 안정성 플랫폼에 무릎(knee)을 꿇은 자세(posture)에서 피험자들이 메트로놈 시간간격을 두고, 팔(arm)을 번갈아가며 올리는(raise) 검사를 추가했습니다. Hodges와 Richardson은 요통환자가 이러한 활동을 수행할 때, 복횡근(transversus abdominis)의 활성화(activation)가 지연된다는 것을 발견했습니다. 후자의 검사(test)는 60 b·min21로 설정된 메트로놈에 팔(arm)을 올렸습니다.(raise) 두 번째 검사(test) 시의 팔(arm) 들어올리기(raise) 검사(test)의 경우, 메트로놈은 40 b·m min21로 설정되었습니다. 균형검사(balance test)는 모두 30초 동안 진행됐으며, 밸런스보드의 기울기제한은 58로 설정되었습니다. 이러한 배열에서 시간계산은, 피사체가 108아크 내에서 균형(balance)을 유지하지 못했다는 30초 검사를 초단위로 계산합니다. 여기에 포함되지 않았지만, 수집된 추가 자료에는 피험자가 각각 30초 동안 시도할 때마다, 108아크를 벗어난 횟수와 각각의 검사(test)에 대한 인지도평가가 포함되어있습니다.

 

표 1. 매일 진행된 각각의 검사

 표 1에 제시된 것은 각각의 검사 및 매일 시행했던 검사를 의미합니다. 첫 번째 날의 검사결과는, 가설로 세웠던 두 번째 날의 검사결과보다 점수가 훨씬 높았습니다.(높을수록 나쁨) 일반적으로 네 가지의 검사 중, 첫 번째 검사의 평균은, 그날 중 가장 높은 평균이었습니다. 표 1에 제시된 방법에 근거하여, 검사 첫 번째 날을 첫 연습일로 간주하고, 2~4일에 진행했던 검사를 실제검사로 고려하도록 결정했습니다.1일 참가자의 점수는, 검사 2~5 점수의 평균 또는 합계입니다.

 

표 2. 신뢰도계수 및 각각의 검사별 1일 평균

 분산분석을 사용하여, 참가자의 검사점수의 평균 또는 합계에 대한 내부등급신뢰도계수를, 각 검사의 날짜별로 계산했습니다. 1일 이내의 검사 2~5의 점수와 1일 평균점수의 평균 또는 합계에 대한 내부등급신뢰도계수는 표 2에 기재되어있습니다. 신뢰도계수는 높으며, 최소 0.90입니다. 검사 3에 대한 0.70의 신뢰도계수는 낮지만, 검사점수의 신뢰도는 매일 증가했습니다. 검사기간 2~3일까지는 큰 폭으로 감소했지만, 3~4일까지는 더 적은 폭으로 감소했습니다.

 

표 3. 1일 안정성신뢰도 및 1일 평균

 측정계획의 수립을 위한 또 다른 결정은, 신뢰할 수 있는 점수를 얻기 위한 검사일의 수입니다. 전체 기간 동안 높은 신뢰성(내부일관성신뢰도)을 얻기 위해서는, 1일 점수에 대한 신뢰성(안정성신뢰도)이 높아야 합니다. Baumgartner의 내부등급신뢰도계수 공식을 이용하여 2일째, 3일째, 3일 및 4일, 2~4일의 자료를 토대로, 참가자의 점수에 대한 안정성신뢰도를 평가했습니다. 2~4일 사이의 점수를 사용하여, 참가자의 점수에 대한 신뢰도계수는 0.56~0.76까지 낮았습니다. 2일 간의 자료를 토대로 한, 안정성신뢰도계수는 표 3에 기재되어있습니다. 1일 참가자의 점수에 대한 신뢰도계수는 2일 및 3일의 점수를 사용하여 낮지만, 3일 및 4일의 점수를 사용하면 높습니다. 0.80의 신뢰도계수는 정상으로 간주되며, 0.90의 신뢰도계수는 높은 것으로 간주됩니다.

 

 각각의 검사마다, 5회의 시도를 4일마다 수행했습니다. 참가자들은 매일 검사 전에, 검사에 대한 설명과 시연을 받았습니다. 우리는 검사 첫날부터 검사점수가 검사를 수행하기 위해 배우는 연습으로 간주되어야한다고 가정했습니다. 이 가설은 각각의 검사에서, 검사의 평균점수가 다른 검사일보다 첫날에 현저하게 높았기 때문에, 이후의 자료에 의해서 증명되었습니다. 또한, 우리는 하루의 첫 번째 시도에서 얻은 검사점수는, 검사를 수행하기 위한 연습으로 간주되어야 한다고 가정했습니다. 이 가설은 일반적으로 시험 1의 평균이 가장 높은 평균이었기 때문에, 자료에 의해 증명되었습니다. 실제로 최초 3일 동안의 검사에서는, 검사 1의 평균이 항상 가장 높은 평균이었습니다. 따라서 검사 2~4일 동안, 검사 2~5의 점수를 사용하여 내부일관성신뢰도를 계산했습니다. 내부일관성신뢰도는 네 가지의 검사 모두에 대해, 검사 2~4일에 수립되었습니다. 내부일관성신뢰도는, 검사 4일째에 가장 좋은 경향이 있었습니다. 1일 시도평균은 검사 2~5에 대해 매우 일관적이었습니다. 

 하루 동안 수집된 참가자의 점수에 대한 안정성신뢰도계수는, 2일 및 3일의 검사점수와 3일 및 4일의 검사점수를 사용하여 계산되었습니다. 우리는 충분히 높은 안정성신뢰도계수를 찾기 위해, 추후에는 1일 및 2일의 검사가 필요합니다. 그러나 안정성신뢰도계수는 2~3일 동안의 검사점수를 사용하여 낮았고, 3~4일 동안의 검사점수를 사용하여 충분히 높았습니다. 검사를 수행하는 데에 소요되는 시간은, 2~3일이 3~4일보다 더 낮았습니다. 검사점수는 검사 3~4일은 매우 안정적입니다. 안정성신뢰도를 추정하는 데에 사용되는 내부등급상관계수는, 매일 평균점수의 변화에 영향을 받습니다. 산출된 높은 안정성신뢰도계수는, 참가자의 점수 및 순위가 검사 3~4일 동안 상당히 안정되어있음을 시사하고 있습니다. 

 본 연구의 결과를 토대로, 연구에서 사용된 3일 간의 안정성 플랫폼 검사에서 5회에 걸친 검사를 실시하는 것은, 내부 및 안정성신뢰도를 가지기에 충분합니다. 참가자의 검사점수는 검사 3일의 2~5회 평균 또는 합계입니다.

 

 실용적인 적용

 우리는 이제 안정성(stability) 플랫폼에 대한 4가지의 코어안정화검사(core stabilization test)에 대한 측정일정의 내부 및 안정성 신뢰도에 익숙해졌으므로, 앞서 언급했던 검사(test)뿐만 아니라, 다양한 수준의 조정이 필요한 일련의 코어활동(core activity)에 대한 주제를 시험하고, 필라테스(pilates) 프로그램의 효과를 검토할 때, 코어안정화검사(core stabilization test) 중 하나를 기본종속변수로 사용하는 경우, 요통환자의 운동처방(exercise prescription)에 있어 전통적인 훈련방법이 됩니다.

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 김형욱이 읽어주는 '코어운동(core exercise)을 통한 안정성(stability)'

 본 포스팅에서 소개한 해외논문의 결과에 대해서는, 실행된 코어운동(core exercise)에 대한 측정(measurement)과정 및 결과 위주로 소개된 내용이기 때문에, 제시된 표들과 함께 유심히 살펴봐야 충분한 이해가 가능할 것입니다.

 우리는 이렇게 연구자료를 통해서, 코어운동(core exercise)에 대한 실질적인 훈련효과를 수치화된 점수로 살펴볼 수 있었습니다. 본 연구에서 실행된 코어운동(core exercise)뿐만 아닌, 이외의 다양한 코어운동(core exercise)에도 유사한 효과를 기대할 수 있을 것입니다.

 

 

ref. WENDELL P. LIEMOHN, TED A. BAUMGARTNER, AND LAURA H. GAGNON, 2005, MEASURING CORE STABILITY, Journal of Strength and Conditioning Research.

 

 

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