첨단산업 및 산업기술의 자동화로 일상생활환경과 삶의 질이 향상되었고, 신체적 활동 감소, 장시간 앉은자세로 생활하는 시간이 급격하게 증가하게 되었으며, 이는 척추로 가해지는 부하를 증가시켜 통증을 유발하며, 다양한 직업을 가진 사람들의 50% 이상이 일생동안 허리 통증을 지속적으로 경험한다고 보고하였다[1]. 허리통증은 몸통 균형 유지 및 안정성의 감소로 다리에 방사통이 발생할 수 있으며, 12주 이상의 만성 허리 통증은 척추 주변 근육 약증 및 연부 조직 손상, 몸통 근력 및 지구력 감소, 유연성 감소, 허리와 엉덩관절 운동범위 제한, 퇴행성 변화를 일으켜 척추의 불안정성을 초래한다[2].

허리 굽힘과 폄, 돌림 등의 반복적인 움직임과 과사용은 척추 및 주변 구조물에 손상을 일으키고, 시간이 지날수록 허리 주변 근육들이 위축되며, 허리의 움직임에 기능적인 장애가 발생하고 심각한 통증을 일으킬 수 있다[3]. 허리와 엉덩관절의 움직임은 매우 밀접한 관계가 있으며, 걷기 시 엉덩관절의 폄근과 벌림근이 골반과 다리를 지지할 수 있는 힘을 전달하고, 몸통과 엉덩관절의 안정성을 증가시키는데 영향을 미친다[4].

엉덩관절 근력은 척추의 안정화에 중요한 역할을 하며, 엉덩관절 굽힘근 중 엉덩허리근은 골반 앞기울임(anterior tilting) 작용 때문에 골반이 배곧은근에 의한 안정화가 되지 못하면 허리 앞굽음증을 발생시킬 수 있다[5]. 엉덩관절 모음근은 넙다리의 굽힘 및 모음, 안쪽돌림으로 작용하고, 엉덩관절 폄근 중 큰볼기근은 넙다리의 폄과 벌림, 가쪽돌림으로 작용하며, 보행 시 넙다리뼈에 대한 엉덩관절의 폄 힘(force)을 생성하여 다리의 강력한 추진력을 발생시킨다[6]. 허리와 골반의 안정성에 중요한 영향을 주는 것은 작용근과 대항근의 균형능력 및 지구력, 근력이며, 허리관절의 폄 동작 시 엉덩관절 주변 근육은 다리로 힘을 전달시키고, 엉덩관절 벌림근은 골반의 안정화 근육으로 한발서기 자세에서 반대측 골반이 아래로 하강하는 트렌델렌버그(trendelenburg) 증후군을 방지한다[6]

허리 통증 환자와 정상인을 대상으로 엉덩관절 근력을 측정한 선행 연구 결과에서, 정상인과 비교하여 엉덩관절 벌림근 근력이 감소되었으며, 엉덩관절 벌림근의 작용은 골반의 안정성이 증가하여 허리 통증이 감소할 수 있다고 하였다[7]. 엉덩관절 벌림근에서 생성되는 벌림 힘은 걷기 시 전두면에서 나타나는 넙다리뼈에 대한 골반의 운동형상학을 조절하고, 디딤기 동안 엉덩관절벌림근은 고정되어 있는 넙다리뼈에 대하여 골반을 안정화시킨다[8, 9].

해부학적으로 척추와 골반은 엉치엉덩관절에 의하여 서로 연결되어 있으며, 올바르지 못한 허리자세와 장시간 앉은자세가 지속되면 척추와 골반에 가해지는 압박이 증가하고, 앉기 및 일어서기, 걷기와 같은 일상생활 동작에 비정상적인 허리 골반 움직임을 생성한다[10]. 허리 불안정성을 가진 만성 허리 통증 환자는 배근육 약화와 더불어 엉덩관절 가동범위가 제한되며, 엉덩벌림근의 약증과 활동지연이 나타나며, 엉덩관절의 다양한 동적인 움직임에서 영향을 미치기 때문에, 하지의 움직임 시 엉덩관절의 안정성 및 근력강화는 허리 통증의 재활에 중요하다[11]. 선행연구에서 허리 불안정성과 통증의 상관관계에 관한 연구가 많이 시행되었으나[1,3], 허리 불안정성을 가진 만성 허리 통증 환자의 엉덩관절 근력을 비교한 연구는 미흡하다. 따라서 본 연구의 목적은 허리 불안정성을 가진 만성 허리 통증 환자와 정상인의 엉덩관절 근력을 비교하여 허리 통증 재활에 임상적인 도움을 주기위한 기초자료로 제공하고자 한다.

연구 대상 및 절차

본 연구는 대전에 거주하고 있는 20대 여성 60명을 대상으로 허리 불안정성 검사 5개를 실시하여 3개 이상 양성반응과 6개월 이상 허리 통증이 지속된 대상자를 허리 불안정성을 가진 만성 허리 통증 환자로 선정하였다. 제외기준은 허리부위에 정형 외과적 수술 병력이 있는 자, 척추나 골반 부위 또는 엉덩관절에 손상이 있는 자, 척추에 신경학적 병력이 있는 자는 제외하였다. 본 연구에서 20명의 대상자는 검사 중 다리 및 허리에 신경학적 증상 및 통증이 발생하여 제외하였으며, 40명의 실험 대상자는 무작위 선정 프로그램(Research Randomization)를 이용하여 허리 불안정성을 가진 만성 허리 통증 환자군 20명, 정상군 20명을 무작위로 각각 배정하였다. 대상자들에게 본 연구의 실험 목적에 대한 전반적인 내용을 충분히 설명하였으며, 자발적인 동의를 받고 헬싱키 선언에 따라 윤리적으로 실험이 진행되었다. 본 연구의 표본 크기는 G power(3.1.5, University of Kiel, Kiel, Germany) 프로그램을 사용하였으며, 효과크기 0.3, 유의수준 0.05, 검정력(power) 0.80으로 산출한 결과 최소 표본은 40명으로 측정되었다. 본 연구의 측정은 5년 이상의 물리치료 임상경력을 가진 측정자 3명에 의하여 실시되었으며, 1명은 대상자의 자세 및 실험과정을 설명하고, 1명은 허리불안정성 검사를 실시하였으며, 1명은 디지털 근력계로 엉덩관절 근력을 측정하였다.

중재 방법

허리 굽힘동안 비정상적 움직임 패턴 검사(aberrant movement patterns during lumbar flexion test, FMT)

대상자가 선 자세에서 허리의 능동적 굽힘 동작 시 다음과 같은 반응이 1개 이상 발생하는 경우를 양성으로 판정하였다. 첫 째, 능동적 허리 굽힘 시 허리의 움직임이 갑작스럽게 가속 또는 감속되어 시상면 밖으로 나타날 경우 또는 허리 굽힘 시 외측 굽힘, 회전이 동반될 경우 두 번째, 허리 굽힘 이후 폄 할 때 무릎 부위에 손을 짚고 일어서는 가우어 증상(Gower's sign) 이 발생하는 경우 세 번째, 허리 굽힘 이후 폄 할 때 무릎관절 굽힘과 골반 앞기울임이 발생하는 허리 골반부 리듬 반전(Reversal Lumbopelvic rhythm)이 발생하는 경우 네 번째, 허리의 굽힘 및 폄 시 통증호(painful arc)가 어느 한 지점에서 발생하고, 그 지점의 이전 및 이후 지점에서는 발생하지 않는 경우이다. 검사 시 어떠한 비정상패턴도 발생하는 않은 경우는 음성으로 판정하였으며 검사의 신뢰도 K＝0.60이다[12].

엎드린 자세에서의 불안정성 검사(prone instability test, PIT)

대상자는 엎드려 누운자세에서 치료용 테이블 가장자리에 앞엉덩뼈가시를 걸치고, 무릎은 약간 구부린 상태로 발바닥이 지면에 닿게 하였다. 시작 자세에서 검사자는 대상자의 옆에 서서 손바닥면으로 허리 척추 분절을 후방에서 전방으로 압력을 가하여 통증여부를 평가하였다 (대상자의 몸통근이 이완된 상태). 그리고 마지막 자세에서는 대상자의 몸통과 다리를 최대한 일직선이 되게하기 위하여 무릎관절을 폄한 상태에서 엉덩관절을 폄하도록 지시하고 이전과 같은 방법으로 척추에 부하를 가하였다 (대상자의 몸통근이 동시 수축된 상태). 시작 자세(이완)에서 통증이 발생하고 마지막 자세(동시수축)에서 통증이 발생하지 않는 경우 양성으로 판정하였으며 검사의 신뢰도는 K＝0.87이다[12].

허리 척추 분절의 후방-전방 가동성 검사(posterior-anterior mobility test, PAT)

대상자는 엎드려 누운자세에서 양쪽 무릎을 폄한 상태로 양팔을 몸통 옆에 편하게 내려 놓은 후 검사자는 손바닥면으로 각 허리 척추의 분절을 후방에서 전방으로 점진적인 압박을 가하여 과가동성(hypermobility)을 평가하였다. 하나 이상의 척추 분절에서 과운동성이 존재할 경우 양성으로 판단하였으며 신뢰도 K＝0.30이다[12].

수동적 허리 폄 검사(passive lumbar extension test, PLE)

대상자는 치료대에 엎드려 누운자세에서 치료사는 대상자의 무릎관절 옆에 위치한다. 검사자의 양쪽 아래팔은 대상자의 양쪽 무릎 밑에 두고, 치료대에서 약 30cm 정도 부드럽게 위로 들어올린다. 이 때 요추 분절에 심한 통증이 발생했을 경우, 허리에 무거움을 느끼는 경우, 허리가 끊어질 듯한 느낌과 같이 세부항목에 하나 이상 해당하는 경우 양성으로 판단하였다[13].

압력 생체 되먹임(pressure bio-feedback) 기구

옆으로 누운자세에서 12번째 갈비뼈와 엉덩뼈능선 사이에 압력생체되먹임 기구를 놓고, 엉덩관절 60°, 무릎관절 90°굽힘, 양쪽 발뒤꿈치 및 무릎이 맞 닿은 상태에서 위쪽으로 엉덩관절 벌림을 25°까지 유지한 후 제자리로 돌아오게 하였으며 최대한 척추가 일직선을 유지하도록 하였다[14]. 엉덩관절 벌림각도에 대한 일정한 피드백을 제공하기 위하여 전자각도계를 이용하여 엉덩관절 벌림 각도를 25°로 설정한 후 그 위치에 타켓 바를 고정하였다. 검사 동안 압력계가 40±5 mmHg의 범위를 유지하면서 한 비트 당 50 템포, 3 초 간격의 메트로놈 박자에 맞추어 동작을 시행하였으며, 이 압력범위가 벗어난 경우 허리 불안정성을 양성으로 판단하였고, 총 3회 측정 평균값을 산출하였다.

측정방법 및 도구

엉덩관절 근력측정

엉덩관절의 근력을 측정하기 위하여 디지털 근력 측정기(Isoforce GT-310, OG GinkenCo. LTD, Japan)를 사용하였으며, 근력 측정기의 측정자내 신뢰도는 0.76－0.95로 매우 높다[15]

엉덩관절 근력을 측정하기 위하여 바로 누운자세에서 대상자의 팔은 가슴 부위에 교차하여 편안하게 올려놓고 양쪽 무릎은 폄을하였으며, 골반부를 안정화 시키기 위하여 앞엉덩뼈가시(anterior superior iliac spine) 부위를 벨트로 단단히 고정하였다. 엉덩관절 굽힘근은 아래 앞엉덩뼈가시에서 정강뼈 거친면을 이은 선 중간 1/2 지점, 엉덩관절 벌림근은 대퇴부의 위가쪽관절융기에서 위쪽으로 5 cm 지점, 엉덩관절 모음근은 대퇴부의 위안쪽관절융기에서 위쪽으로 5 cm 지점에서 측정하였다. 또한 엉덩관절 폄근은 엎드려 누운자세에서 뒤엉덩뼈가시(anterior superior iliac spine) 부위를 벨트로 고정하고 넙다리뼈 거친선 가쪽선에서 정강뼈의 가쪽관절융기를 이은 선 아래 1/2 지점에서 측정하였다. 측정 시 검사자의 구령에 맞추어 우세측 엉덩관절을 10초 동안 측정하였고, 측정시점 간 20초의 휴식시간을 주었으며, 3회 측정 평균값을 산출하였다.

자료 분석

본 연구를 통해 수집된 자료는 윈도우용 SPSS version 20.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 프로그램을 적용하여 분석하였다. 연구 대상자의 일반적인 특성은 카이제곱검정(Chi-square test)과 독립표본 t-검정을 통해 두 군간 동질성을 확인하였으며, 기술통계 분석을 통하여 데이터의 평균과 표준편차 값을 제시하였다. 두 군 간 엉덩관절 근력 차이를 비교하기 위하여 독립표본 t 검정(Indepedent t-test)을 사용하였으며, 통계학적 유의수준은 α＝0.05로 설정하였다

대상자 일반적 특성

허리 불안정성을 가진 만성 허리통증 환자와 정상인은 일반적 특성에서 모두 동질하게 나타났다(p>0.05, Table 1). 연구 대상자는 모두 40 명으로 연령은 허리불안정성을 가진 만성 허리통증 환자 22.4±1.7 세, 정상인 21.7±1.3 세였고, 신장은 허리 불안정성을 가진 만성허리통증 환자 161.3±4.52 cm, 정상인 163.5±3.82 cm였고, 체중은 허리 불안정성을 가진 만성 허리통증 환자 50.3±6.36 kg, 정상인 52.6±7.94 kg이었다.

엉덩관절 근력 측정

엉덩관절 근력 검사에서 엉덩관절 굽힘근은 허리 불안정성을 가진 만성 허리통증 환자 76.67±17.93 N, 정상인 85.46±37.43 N으로 유의한 차이가 없었다(p>0.05).

엉덩관절 벌림근은 허리 불안정성을 가진 만성 허리통증 환자 53.34±11.43 N, 정상인 67.13±9.80 N, 엉덩관절 모음근은 허리 불안정성을 가진 만성 허리통증 환자 45.04±11.97 N, 정상인 52.84±11.44 N, 엉덩관절폄근은 허리 불안정성을 가진 만성 허리통증 환자 70.93±24.01 N, 정상인 90.27±20.74 N로 모두 유의한 차이가 있었다(p<0.05, Table 2).

본 연구에서 허리 불안정성을 가진 만성 허리 통증 환자와 정상인을 분류하여 엉덩관절 근력을 비교하였다. 허리 통증을 이해하기 위해서는 허리척추, 골반, 엉덩관절과의 역학적 관계를 이해하는 것이 필요하며, 허리의 불안정성은 허리 통증을 일으키는 원인 중 하나이며, 엉덩관절 근육 약화에 영향을 미친다.

본 연구에서 젊은 여성만을 대상으로 실험한 이유는 몸무게, 키, 나이 등 일반적인 특성의 동질성을 확보하기 위해서였다. 허리 불안정성을 객관적으로 평가하기 위하여 허리 굽힘동안 비정상적 움직임 패턴 검사, 엎드린 자세에서의 불안정성 검사, 허리 척추 분절의 후방-전방 가동성 검사, 수동적 허리 폄 검사, 압력 생체 되먹임 기구를 사용하였다. 일반적으로 엉덩관절 근력을 측정하기 위하여 도수근력 검사를 실시하지만 이는 검사자의 저항 또는 임상적 경험에 의존하므로 측정의 신뢰도가 낮기 때문에 본 연구에서는 디지털 근력 측정기를 사용하였으며, 엉덩관절 모음근과 벌림근, 굽힘근을 측정할 때 옆으로 누운자세 보다는 측정값의 오류를 줄일 수 있는 바로 누운자세에서 시행되었다[16].

본 연구의 주된 결과로 허리 불안정성을 가진 대상자와 정상인과의 비교에서 엉덩관절 굽힘근을 제외한 벌림근, 모음근, 폄근에서 근력이 유의하게 감소되었다. 본 연구에서 허리 척추의 불안정성은 엉덩관절 주변부의 근육을 약화시키며, 정상인과 비교하여 엉덩관절 근력이 감소하였다. 허리 통증 환자는 몸통 굽힘 시 엉덩관절 안쪽돌림에 제한이 발생하며, 특히 시상면에서 허리 척추의 과도한 움직임을 유발하고, 해부학적 구조 상허리 골반 부위에 엉덩관절이 인접해 있어 엉덩관절의 움직임이 허리 통증과 밀접한 관련이 있다[17].

엉덩관절 폄근 중 하나인 큰 볼기근은 엉덩관절 폄과 안쪽돌림에 강력한 힘을 발생시키며, 중간 볼기근은 선자세에서 체중 부하 및 걷기 시 골반과 넙다리의 안정성을 강화시켜 준다[18]. 또한 큰 볼기근과 중간 볼기근의 근육 불균형은 척추에 비정상적인 부하가 전달되어 만성 허리 통증을 야기시킬 수 있다[18]

선행연구에서 허리 불안정성을 가진 대상자는 엉덩관절 폄근인 볼기근과 벌림근인 중간 볼기근의 지연 수축과 근 지구력 감소가 발생하고, 엉덩관절 폄근의 지연수축은 척추근에 비정상적인 근육 동원 패턴의 변화로 몸통의 깊은근육 보다 얕은근육의 근활성도를 높이고 척추 폄근의 과사용을 유발할 수 있다고 보고하였다[19]. 또 다른 연구에서 엎드린 자세 동안 엉덩관절 폄시 골반 앞기울임과 허리 앞굽음증이 발생하는 경우 엉덩관절 폄근 약화때문에 척추 폄근의 보상작용이 발생한다고 보고하였다[20].

비특이적 만성 허리 통증을 가진 20명의 여성과 건강한 성인 15 명을 대상으로 척추 폄근과 엉덩관절 폄근에 최대 수의적 등척성수축(Maximal voluntary isometric contraction; MVIC) 및 근 피로도를 측정한 결과 만성허리 통증을 가진 대상자가 근활성도가 낮고, 근 피로도가 높게 나타났다고 보고하였다[21]. 또한 허리 통증이 없는 대상자, 엉덩정강인대 단축과 허리 통증을 가진 대상자, 엉덩정강인대 단축없이 허리 통증을 가진 대상자를 무작위로 각각 100 명씩 선정하여 엉덩관절 벌림근 근력을 측정한 결과 허리 통증이 없는 대상자 33.51 Kpa, 엉덩정강인대 단축과 허리 통증을 가진 대상자 27.07 Kpa, 엉덩정강인대 단축없이 허리 통증을 가진 대상자 27.87 Kpa의 결과값이 산출되었으며, 허리 통증을 가진 대상자는 엉덩관절 벌림근이 약한 것으로 나타났다[22]. 그리고 비특이적 만성 허리 통증을 가진 150명의 대상자를 정상인과 비교한 결과 엉덩관절 벌림근 약화 및 트렌델렌버그 징후가 발생한다고 보고하였다[23]. 본 연구도 선행연구와 유사하게 엉덩관절 근력의 약화가 발생하였으며, 이는 불안정한 척추관절과 허리통증 등이 엉덩관절의 근력에 부정적인 영향을 미친 것으로 사료된다. 따라서 허리 불안정성을 가진 만성 허리통증 환자의 재활 목표에 엉덩관절 근력강화 프로그램을 포함하는 것이 필요하며, 이는 허리 통증 환자의 통증을 감소시키고 삶의 질을 향상시킬 수 있을 것이다. 또한 엉덩관절 근력의 초기 평가는 만성 허리 통증 환자의 위험 요인에 대한 문제를 예측할 수 있는 효과적인 진단 도구로 활용될 수 있을 것이며, 허리 통증 예방 및 관리에 도움이 될 수 있을 것이다.

본 연구의 제한점으로 첫째, 젊은 여성만을 대상으로 우세측 엉덩관절 근력만 측정하였으며, 둘째, 대상자의 수가 적고, 허리 불안정성을 가진 만성 통증 환자의 증상을 장기간 추적하지 못하여 본 연구의 결과를 모든 만성허리 통증 환자에게 일반화하기는 어렵다. 따라서 향후 연구에서는 뭇갈래근(multifidus)과 배가로근(transvers abdominis)의 근 두께를 측정할 수 있는 초음파 영상법과 최대등척성 근력을 측정할 수 있는 근전도 및 근피로도를 측정하여 엉덩관절과 척추 주변근 근력과의 다양한 상관관계를 연구해야할 것이다.

본 연구는 허리 척추 불안성성 검사 5개를 실시하여 3개 이상 양성반응이 발생한 대상자를 허리 불안정성을 가진 만성 허리 통증 환자로 선정하고 정상인과 엉덩관절 근력을 비교하였다. 본 연구의 주된 결과, 허리 불안정성을 가진 만성 허리 통증 환자는 정상인과 비교하여 엉덩관절 굽힘근을 제외한 벌림근, 모음근, 폄근에서 유의한 감소가 나타났다. 이는 허리 불안정성을 가진 만성 허리 통증 환자는 엉덩관절 근력이 낮기 때문에 향후 허리 기능 장애 회복 및 통증 감소를 위해서 허리 안정화 운동과 병행하여 엉덩관절 근력강화를 재활에 포함시키는 것이 필요하다고 사료된다.

본 연구의 저자들은 연구, 저작권 및 출판과 관련하여 잠재적인 이해충돌이 없음을 선언합니다.

이 논문은 2021년도 중부대학교 학술연구비 지원에 의하여 이루어진 것임