요추 신전근 피로가 비특이적 만성요통 성인 여성의 자세 조절 전략에 미치는 영향 = Effects of Lumbar Extensor Fatigue on Postural Control Strategies in Adult Women with Non-Specific Chronic Low Back Pain

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 한발 착지 시 요추 신전근 피로가 비특이적 만성요통 성인 여성의 자세 조절 전략에 미치는 영향을 생체역학적 관점에서 비교 분석 하고자 하였다. 이를 위해 20세 이상 성인 여성을 대상으로 정상 집단 21명과 비특이적 만성요통 집단 21명을 선정하였다. 두 집단 모두 30 cm 높이의 박스 위에서 한발 착지 동작 과제를 요추 신전근 피로 전과 후 두 조건에서 수행하였으며, Biering-Sorensen 테스트를 통해 요추 신전근 피로를 유도하였다. 동작 수행 중 14대의 동작 분석 카메라, 2대의 지면 반력기 및 무선 표면 근전도 장비를 사용하여 체간과 하지 관절의 운동 학적 변인, 최대 수직 지면반력, 관절 및 수직 강성, 안정화 시간, 동적 자세 안정성 지수, 요추 기립근 및 하지 근육의 근활성도를 산출하였다. 집단과 요추 신전근 피로에 따른 비교 분석을 위해 이원배치 혼합설계 분산분석을 활용하였으며, 상호작용 발견 시 Bonferroni’s multiple comparison을 통해 사후 분석을 실시하였다. 모든 통계적 유의 수준은 p < .05로 설정하였다. 본 연구 결과, 비특이적 만성요통 집단은 요추 신전 근 피로 후 무릎 굴곡각도가 감소하고 최대 수직 지면반력, 무릎 관절 강성 및 수직 강성이 증가하였으며, 자세 안정화 시간이 지연되고 동적 자세 안정성이 저하되었다. 또한, 요추 기립근과 외측 및 내측광근의 평 균 근활성도가 증가하였다. 이러한 결과는 비특이적 만성요통 성인 여성 에게 요추 신전근 피로가 체간 안정성과 감각 입력의 재가중 능력을 저 하시켜 무릎 중심의 경직된 착지 전략과 동적 자세 안정성 저하를 초래 할 수 있음을 시사하며, 비특이적 만성요통 환자의 재활 및 운동 처방에 서 체간 안정성 향상과 감각 재가중 능력 회복을 동시에 목표로 하는 중 재의 필요성을 뒷받침한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to compare, from a biomechanical perspective, the effects of lumbar extensor fatigue on postural control strategies during single-leg landing in adult women with nonspecific chronic low back pain. A total of 42 adult females aged 20 years or older (Normal group: 21; Non-specific chronic low back pain group: 21) participated in this study. Both groups performed single-leg drop landings from a 30 cm box under two conditions (before and after lumbar extensor fatigue), with lumbar extensor fatigue induced using the Biering–Sorensen test. During the landing tasks, three-dimensional kinematic data were collected using 14 motion analysis cameras, and ground reaction forces were recorded using two force plates. Wireless surface electromyography was used to measure muscle activity of the lumbar erector spinae and lower-limb muscles. From these data, trunk and lower-limb joint kinematics, peak vertical ground reaction force, joint stiffness and vertical stiffness, time to stabilization, dynamic postural stability index, and normalized muscle activation of the lumbar erector spinae and lower-limb muscles were calculated. A two-way mixed-design analysis of variance was conducted to examine the effects of group and lumbar extensor fatigue, and Bonferroni’s multiple-comparison test was applied for post hoc analyses when significant interactions were observed. The level of statistical significance was set at p < .05. Following lumbar extensor fatigue, the nonspecific chronic low back pain group showed a decrease in knee flexion angle and increases in peak vertical ground reaction force, knee joint stiffness, and vertical stiffness, along with prolonged time to stabilization and reduced dynamic postural stability. In addition, average muscle activation of the lumbar erector spinae and the vastus lateralis and vastus medialis increased after lumbar extensor fatigue. These findings suggest that lumbar extensor fatigue in women with nonspecific chronic low back pain impairs trunk stability and the capacity for sensory re-weighting, thereby promoting a stiff, knee-centered landing strategy and decreasing dynamic postural stability during single-leg landing. Consequently, rehabilitation and exercise prescriptions for women with nonspecific chronic low back pain should include interventions that simultaneously aim to enhance trunk stability and restore sensory re-weighting ability.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 i
• 목 차 iii
• 표 목 차 v
• 그림목차 vii
• 1. 서 론 1
• 1.1. 연구의 필요성 1
• 1.2. 연구 목적 4
• 1.3. 연구 가설 4
• 1.4. 연구의 제한점 5
• 2. 이론적 배경 6
• 2.1. 만성 요통 6
• 2.2. 요추 신전근 피로 9
• 2.3. 착지와 충격 흡수 11
• 2.4. 자세 조절 능력 14
• 3. 연구 방법 18
• 3.1. 기관생명윤리위원회 18
• 3.2. 연구 대상 18
• 3.3. 연구 일정 20
• 3.4. 측정 도구 21
• 3.5. 연구 설계 및 절차 22
• 3.6. 자료 산출 31
• 3.7. 통계 처리 38
• 4. 연구 결과 39
• 4.1. 한발 착지 시의 운동학적 변인 특성 39
• 4.2. 한발 착지 시의 운동역학적 변인 특성 46
• 4.3. 한발 착지 시의 근활성도 변인 특성 57
• 5. 논의 74
• 5.1. 충격 흡수 특성의 변화 74
• 5.2. 자세 조절 특성의 변화 77
• 5.3. 근활성도 특성의 변화 81
• 6. 결론 및 제언 86
• 6.1. 결론 86
• 6.2. 제언 88
• 참고문헌 90
• Appendix 117
• Abstract 119