무용수의 흡기 능력, 복부 압력, 하지 근기능의 상관관계 연구 = Relationship Between Inspiratory Capacity, Intra-Abdominal Pressure, and Lower Limb Neuromuscular Control in Professional Dancers

국문 초록 (Abstract)

서론: 코어의 안정성은 동적인 움직임들을 수행해 나가는 무용수들에게 체간 안정과 자세 제어를 유지하며 하지의 움직임을 수행하는데 필수적인 요소이다. 코어 안정성을 만들어내는 활동적 근육 요소는 복강내 압력(intra-abdominal pressure), 척추 압박력(spinal compressive forces)과 엉덩이와 몸통 근육 강직성(hip and trunk muscle stiffness)의 3가지 메커니즘을 통해 시스템의 안정성에 기여한다. 이중에서 횡격막과 골반 기저 근육의 동시 수축은 복강내 압력을 상승시키고 몸통 겉 근육의 강직성(global trunk stiffness)을 증가시키고 체간 안정성에 기여하는 것으로 알려져 있다. 근비대가 없는 무용수들에게 복횡근 및 횡격막은 다양한 자세 작업에서 복강내 압력 증가와 코어 안정성에 밀접한 상관관계가 있으므로, 무용수들의 횡격막 최대 흡기근 압력, 복부 압력과 하지 근기능과의 연관성을 알아볼 필요가 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 무용수의 횡격막 최대 흡기근 압력, 복부 압력, 코어 지구력이 하지의 동적 밸런스와 근기능과의 상관관계를 파악하는데 목적이 있다.
방법: 본 연구는 상관관계 분석 연구이다. 독립 변인은 무용수이며, 종속 변인은 흡기근 압력, 복부 압력, 사이드 플랭크, 드롭 점프, 반복 점프, Y밸런스, 최대 수직 점프이다. 연구 대상자는 무용 경력 5년 이상 18~34세 이하의 남,여 및 코어 지구력 테스트를 통과한 무용수 90명(남자 : 13, 여자 : 77; 나이 : 20.2±1.49; 키 : 165.4±6.54cm; 몸무게 : 55.2±7.46kg)으로 선정하였다. 실험 참여 측정일 기준 6개월 이내 하지 부상이 있는 자와 만성 발목 불안정성을 가진 사람은 제외하였다. 본 연구에서는 a spirometer(POWERbreathe K5)를 사용하여 최대 흡기근 압력은 각 10회씩 3번 측정하고 각 평균값 중 최대 평균값 2개만을 선택 후 평균값을 구하였다. 복부 압력은 Stabilizer Pressure Biofeedback 을 사용하여 3회 측정하고 압력이 낮은 값 2개만을 선택 후 평균값을 구하였다. 하지의 동적 밸런스는 Y-balance 장비를 사용하여 무용수들의 우세한 발을 전방, 후 내측, 후 외측의 각 방향 3회 측정 후 낮은 값 1개를 제외하고 평균값을 구하고, 복합 도달 거리(%)= 각 방향 평균 값 3개 합산 / (다리길이x3)x100 로 구한 값을 데이터로 사용 하였다. OPTOGAIT 장비를 통해 5회 드롭 점프를 5번시도, 낮은 값 2개를 지면 접촉 시간을 기준으로 제외한 후 3개 값만을 평균 값으로 구하였다. 5회 반복 점프는 1회 측정한 후 반응 근력 지표 값을 기준으로 연속된 3개의 값이 높은 것을 취한 후3번의 시도 중 가장 높게 점프한 높이를 기록한 후 순수 점프 높이만을 데이터 평균값을 데이터로 사용하였다. 최대 수직 점프는 Vertec Jump Tester를 사용하여 로 사용하였다. 본 측정은 무작위 측정을 통해 이루어졌으며, 각 측정값의 정규분포를 Shapiro Wilk Test를 통해 확인하고 Pearson’s correlation을 이용하여 상관관계를 분석을 하였다. 통계적 유의한 수준은 0.05로 설정하였다.
결과: 최대 흡기근 압력(cmH2O)과 드롭 점프의 컨텍 타임(T.cont)은 부적 상관관계(r =-.284)와 반응 근력 지수(r=.589)는 정적 상관관계를 나타냈으며, 반복 점프의 컨텍 타임은 부적 상관관계(r=-.226), 반응 근력 지수(r=.498)와 최대 수직 점프(r=.518)는 정적 상관관계가 발견되었다. 복부 압력은 드롭 점프와 반복 점프, 최대 수직 점프, 동적 균형 능력과 상관관계가 없었다. 사이드 플랭크와 드롭 점프의 컨텍 타임은 부적 상관관계(r=-.284), 반응 근력 지수(r=.527)는 정적 상관관계를 나타냈으며, 반복 점프의 컨텍 타임은 부적 상관관계(r=-.355), 반응 근력 지수 (r=.537)와 최대 수직 점프(r=.260)는 정적 상관관계가 있었다. 최대 흡기 압력과 Y밸런스(r=.283)는 낮은 정적 상관관계가 발견되었다.
결론: 본 연구는 무용수의 하지 운동 수행 및 신경근 수준에서 점프 동작과 동적 밸런스 운동 중 코어 안정성에 첫번째 기여 인자인 횡격막 흡기근 압력과 복부 압력과 하지 근기능의 상관관계를 조사한 최초의 연구이다. 본 연구 결과는 무용수들의 최대 흡기근 능력과 드롭 점프, 반복 점프, 최대 수직 점프 간의 매우 의미 있는 결과를 발견하였다. 이러한 결과는 횡격막의 흡기근이 점프 수행시 하지 근 활성화에 대해 복부 압력을 만들고 척추를 안정화 시키는 가장 기초가 되는 역할을 한 것으로 사료된다. 또한, 동일한 코어 지구력을 가진 집단을 검증하고, 횡격막의 흡기근 능력과 하지 점프 근 기능과의 연관성을 밝혀낸 것은 매우 의미가 있다. 코어 안정성의 시스템은 복잡한 비선형 함수 관계이기 때문에 절대적인 몇 가지 근육들 활동만으로 결코 만들어 질 수 없다. 따라서 여러 근육들의 근력과 근지구력, 운동 제어들과 함께 중추 신경계의 조절에서 조정되는 횡격막의 흡기근도 반드시 함께 고려되어야만 한다고 사료 된다. 코어 안정성을 위한 무용 훈련 프로그램에 흡기근 훈련을 제안하며, 이것은 보다 실용적인 무용 퍼포먼스에 도움을 줄 것이라고 본다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Introduction- : Core stability is essential for professional dancers performing dynamic movements to maintain the trunk stability and posture control. Core stability is maintained through three mechanisms including intra-abdominal pressure, spinal compressive forces, and hip and trunk muscle stiffness. Simultaneous contraction of diaphragm and pelvic floor muscle is known to increase intra-abdominal pressure and global trunk muscle stiffness, increasing trunk muscle stability. For professional dancers who do not have muscular hypertrophy, neuromuscular function of the transversus abdominis and diaphragm plays an important role in maintaining core stability with increased intra-abdominal pressure in various movement tasks. It is necessary to investigate a relationship between the maximal inspiratory muscle pressure of diaphragm, intra-abdominal pressure, and lower limb neuromuscular function. The purpose of this study was to investigate the correlation between maximal inspiratory muscle pressure of diaphragm, intra-abdominal pressure, core muscle endurance(side plank), lower limb neuromuscular function including dynamic balance, and various jump tasks (drop jump, repeated jump and maximal vertical jump).
Methods- : This study was a correlation study. Variables- included Maximal inspiratory muscle pressure, intra-abdominal pressure, side plank, Y balance, drop jump, repeat jump, maximal vertical jump. 90 professional dancers (male:13, female:77; age:20.2±1.49; height:165.4±6.54cm; mass:55.2±7.46kg) who passed core endurance tests and have at least 5 years of professional dance experience, participated in this study. Subject exclusion criteria included lower limb injuries and chronic ankle instability within 6 months prior to the study, a history of lower limb fracture or surgery, and being unable to perform functional jump tasks. In this study, maximal inspiratory muscle pressure was measured three times with 10 repeated trials using a spirometer. The intra-abdominal pressure was measured three times using a Stabilizer Pressure Biofeedback cuff. Dynamic balance was measured using Y-balance system measuring reach distances of anterior, posteromedial, and posterolateral directions. Reach distances were normalized to leg length (% leg length). The mean of the best two trials was used for data analysis for main outcome measures. Subjects performed five trials of drop and repeated jumps measuring ground contact time and reactive strength index using jump OPTOGAIT system. Maximal vertical jump height was recorded using a Vertec Jump Tester. The mean of the best three trials was used for data analysis for jump tasks. All testing completed in a random order. The Shapiro Wilk Test confirmed the normal distribution, and Pearson’s correlation was used for statistical analysis. Statistical significance was set at 0.05.
Result- : The maximum inspiratory muscle pressure(cmH2O) has a statistically negative correlation(r=-.284) with the contact time of drop jump(T.cont) and statistically positive correlation with the reactive strength index(r=.589), and the negative correlation with the contact time of repeat jump(r=-.226). Also, the reactive strength index(r=.498) showed positive correlation with maximal vertical jump(r=.518). Abdominal pressure had no correlation with drop jump, repeat jump, maximal vertical jump, and dynamic balance ability. The side plank showed negative correlation with the contact time of drop jump(r=-.284), positive correlation with reactive strength index(r=.527), negative correlation with contact time of repeat jump(r=-.355). Also, reactive strength index(r=.537) and maximal vertical jump(r=.260) showed positive correlation. A low positive correlation was found between maximal inspiratory muscle pressure and Y balance(r=.283).
Conclusions- : This study was the first to investigate the correlation between lower limb neuromuscular function, intra-abdominal pressure, and diaphragmatic inspiratory muscle pressure which could contribute to core stability during dynamic functional movement for professional dancers. The results of this study revealed significant differences between maximal inspiratory muscle pressure, drop jump, repeat jump, and maximal vertical jump. There results suggest that the inspiratory muscle of the diaphragm plays the most fundamental role in stabilizing the vertebrae and creating abdominal pressure for lower limb muscle activation when jumping. In addition, it is very meaningful to verify the group with same core endurance and to clarify the relationship between the inspiratory muscle ability of the diaphragm and neuromuscular function of the lower limb during jumping. Since core stability is a complex non-linear function relationship, it can never be created with only a few absolute muscle activities. Therefore, it is considered that the inspiratory muscle of the diaphragm which is controlled by the central nervous system should necessarily be considered together with the strength, muscle endurance, and motor control. We propose inspiratory muscle training in a dance training for the core stability, and this could be beneficial for practical dance performance.

Key word : Core stability, Inspiratory muscle, Abdominal pressure, Dancer, Lower limb Neuromuscular, Jump, Diaphragm

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구의 목적 7
• 3. 연구의 가설 7
• Ⅱ. 문헌고찰 8
• 1. 코어의 개념 및 필요성 8
• 가. 코어의 정의 8
• 나. 코어의 해부학적 정의 및 근육 구조물 8
• 다. 코어 안정성의 정의 11
• 라. 코어 안정성에 기여하는 근육 역할 11
• 마. 코어 안정성에 미치는 요인 12
• 2. 코어 안정성과 횡격막 흡기 능력 14
• 3. 코어 안정성과 복부 압력 19
• 4. 코어 안정성과 하지 동적 기능의 관계 21
• 가. 코어 지구력 측정 23
• 나. 동적 밸런스 측정 25
• 다. 점프 측정 27
• 5. 무용수의 움직임과 부상 30
• Ⅲ. 연구방법 33
• 1. 실험 설계 33
• 2. 표본 크기 34
• 3. 연구 대상자 34
• 가. 연구 대상자의 특성 35
• 나. 연구 대상자 선정 기준 35
• 다. 연구 대상자 제외 기준 36
• 4. 실험 절차 36
• 가. 사전 측정 36
• 나. 코어 동일성을 위한 코어 지구력 테스트 39
• 다. 신체 계측 측정 40
• 라. 사전 최대 흡기근 압력 측정 40
• 마. 복부 압력 측정 사전 교육 41
• 바. Y-Balance Test 교육 41
• 5. 실험 장비 41
• 가. POWERbreathe K5 41
• 나. Stabilizer Pressure Biofeedback 42
• 다. Y-Balance 43
• 라. OPTOGAIT 43
• 마. Vertec Jump Tester 44
• 6. 측정 방법 45
• 가. 최대 흡기근 압력(MIP, maximal inspiratory pressures) 측정 45
• 나. 복부 압력 측정 47
• 다. Y 밸런스 측정 48
• 라. 드롭(Drop) 점프 및 반복 점프 49
• 마. 최대 수직 점프 측정 50
• 7. 자료 처리 51
• 8. 통계 처리 53
• IV. 연구결과 54
• 1. 측정 변인에 대한 기술 통계 결과 54
• 가. 최대 흡기근 압력, 복부 압력, Y밸런스, 사이드 플랭크에 대한 기술 통계 54
• 나. 드롭 점프, 반복 점프, 최대 수직 점프에 대한 기술 통계 55
• 2. 최대 흡기근 압력과 드롭 점프, 반복 점프, 최대 수직 점프 변인 간의 상관관계 분석 56
• 가. 최대 흡기근 압력과 드롭 점프 변인 간의 상관관계 분석 56
• 나. 최대 흡기근 압력과 반복 점프, 최대 수직 점프 변인 간의 상관관계 분석 57
• 3. 복부 압력과 드롭 점프, 반복 점프, 최대 수직 점프 변인 간의 상관관계 분석 58
• 가. 복부 압력과 드롭 점프 변인 간의 상관관계 분석 58
• 나. 복부 압력과 반복 점프, 최대 수직 점프 변인 간의 상관관계 분석 59
• 4. 사이드 플랭크 능력과 드롭 점프, 반복 점프, 최대 수직 점프 변인 간의 상관관계 분석 60
• 가. 사이드 플랭크 능력과 드롭 점프 변인 간의 상관관계 분석 60
• 나. 사이드 플랭크 능력과 반복 점프, 최대 수직 점프 변인 간의 상관관계분석 61
• 5. 4가지 변인(최대 흡기근 압력, 복부 압력, Y밸런스, 사이드 플랭크) 간의 상관관계 분석 62
• V. 논의 63
• Ⅵ. 결론 및 제언 79
• 참고문헌 80
• Abstract 101

참고문헌 (Reference)

1. 한글판 만성발목관절 불안정성 검사 도구의 신뢰도 및 타당도 검증, 하상민, 연세대학교 교육대학원 [학위 논문],