카카오톡채널
search for




 

Effects of Elastic Band Exercise Combined with Swiss Ball Exercise on Lower Extremity Muscle Strength, Balance, and Pain in Middle-Aged Women with Osteoarthritis
Phys Ther Rehabil Sci 2023;12:355-64
Published online September 30, 2023
© 2023 Korean Academy of Physical Therapy Rehabilitation Science.

Yohan Yooa and Jongeun Yima*

aDepartment of Physical Therapy, The Graduate School of Sahmyook University, Seoul, Republic of Korea
Correspondence to: Jongeun Yim
Department of Physical Therapy, Graduate School of Sahmyook University, 815, Hwarang-ro, Nowon-gu, Seoul [01795], Republic of Korea
Tel: +82-02-3399-1635 Fax: +82-2-3399-1639 E-mail: jeyim@syu.ac.kr
Received September 18, 2023; Revised September 25, 2023; Accepted September 26, 2023.
cc This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract
Objective: The aim of this study is to test the effects of elastic band exercise accompanied by Swiss ball exercise on lower limb muscle strength, balance and pain in middle-aged women with osteoarthritis.
Design: A randomized controlled trial.
Methods: Thirty-five participants were randomly assigned to the experimental group (n=18), which performed elastic band exercise combined with Swiss ball exercise, and the control group (n=17), which performed elastic band exercise only. Both groups did a 30-minute session of exercise three times a week for eight weeks and were assessed for lower extremity muscle strength, static and dynamic balance, and pain levels before the first therapy session. All participating patients underwent outcome assessment after eight weeks of therapy without any additional treatment.
Results: The experimental group made a significant increase in muscle strength of the lower extremities, static and dynamic balance ability, and pain level (p<0.05). The control group made a significant improvement in lower limb muscle strength, dynamic balance ability and pain level (p<0.05) with no such improvement in static balance ability. The exercise group made a significant increase in static and dynamic balance ability and pain level compared to the control group (p<0.05).
Conclusions: These results demonstrated that both Swiss ball exercise and elastic band exercise were effective for middle-aged women with osteoarthritis and found that elastic band exercise combined with Swiss ball exercise produced more significant effects on their balance and pain.
Keywords : osteoarthritis, swiss ball, elastic band, balance, pain
서론

퇴행성관절염은 여러 요인으로 인한 관절 연골의 만성 퇴행성 질환이다. 퇴행성관절염의 발병률은 전 세계적으로 계속 증가하고 있으며, 이로 인한 통증, 관절 기능 제한 및 삶의 질 저하는 건강지표에 상당한 영향을 미친다[1]. 특히 여성은 폐경 이후 여성 호르몬 변화로 골밀도가 감소하면서 관절이 약해지고 또한 남성에 비해 근력이 감소함에 따라 골관절염이 발생하기 쉬운 시기이다[2]. 발생빈도는 남성이 24%, 여성이 76%로 보고되고 있으며, 특히, 호발 부위는 체중부하를 많이 받는 무릎관절에서 82.6%로 가장 높은 것으로 보고되고 있다[3].

퇴행성관절염이 발생하게 되면 무릎 주위 근육들의 불균형이 같이 나타나게 되며, 이러한 불균형은 무릎 주위 근육들의 근력 약화, 관절가동범위 감소, 통증 증가 등의 증상을 진행시킨다[4]. 퇴행성관절염 환자들에게는 이러한 다양한 요소에 결함이 발생하여 균형능력의 감소가 나타나며, 특히 노화가 진행됨에 따라 여성이 남성보다 신체능력의 급격한 감소가 빠르게 일어난다[5]. 마찬가지로, 남성보다 여성의 하지 근력 및 코어 근육이 상대적으로 더 낮다고 보고되고 있다[6].

퇴행성관절염을 완치시키거나 병리적 진행 과정을 멈출 수 있는 치료법은 아직 없으며, 통증 감소 및 기능향상에 초점을 맞추어 약물치료 및 운동요법, 물리치료, 외과적 치료에 그 목적을 두고 있다[7]. 약물치료와 외과적 치료는 부작용의 위험이 크기 때문에 비교적 부작용이 적으며 증상 완화에 효과적인 운동과 스트레스 완화, 관절 보호 등과 같은 비약물적 중재가 필요하다[8].

운동 치료 중 저항성 운동은 근력의 향상, 근육량 및 뼈량의 증가와 일상생활능력에 필요한 평형성과 이동능력 등을 향상할 수 있기 때문에 규칙적으로 저항성 운동을 권장하지만[9], 퇴행성관절염 환자의 자발적인 운동 동작은 수축력을 높이고 이에 따라 무릎 관절 내압력이 증가하여 무릎관절염을 악화시킬 수 있다[10]. 퇴행성무릎관절염 환자들에게는 근력강화 운동이나 균형운동 시에 나타나는 관절 압박력을 감소시켜주면서 정상에 가까운 운동을 할 수 있는 프로그램이 필요하다[11]. 최근에는 퇴행성관절염 환자를 대상으로 관절 압박력을 감소시킬 수 있는 수중운동에 대한 연구가 활발히 이루어졌다[12-14]. 그러나 수중운동은 많은 제약이 작용하는데, 특히 비용과 장소, 이동하는 문제에서 벗어나지 못하며, 수영장 풀 주변의 미끄러짐과 움직임 조절의 어려움, 물 공포에 의한 단점으로 운동의 비효율성이 제기되기도 하였다[15]. 노인들의 신체적, 경제적, 정신적인 활동성의 감소와 저하를 배려하여 시설, 공간 그리고 경제적 제약을 받지 않으면서 손쉽게 배워 따라 할 수 있는 운동 프로그램을 제공하는 것이 바람직하며[16], 스위스볼 운동과 탄력밴드를 이용한 운동은 큰 비용과 넓은 공간이 필요 없이 누구나 손쉽게 집에서 할 수 있는 운동이다[17].

스위스볼을 이용한 균형운동은 다른 운동장비에 비해 동작이 어렵지 않아 쉽게 따라 할 수 있는 장점이 있으며 불안정한 구조를 가진 스위스볼 위에서 균형운동은 앉은 자세를 유지하기 위해 더 많은 고유수용성 감각과 체간 근육의 수축이 필요하므로, 노화로 인한 근골격계의 문제를 해결하는 데 도움을 줄 수 있다[18]. 또한 스위스볼을 이용한 운동은 안정성과 동적인 운동성을 동시에 제공하는 운동으로 자세 정렬과 균형조절, 특정 근육의 근력 강화에 효과적이라고 하였다[19]. Seo 등[20]은 65세 이상인 노인 여성 78명을 대상으로 12주간 스위스볼 운동프로그램을 적용하였을 때 체력 및 균형능력 향상에 유의한 차이를 보였다고 보고하였다.

탄력밴드는 안전하고 비용이 저렴하며 근력을 증가시키는 데 효과적이고 접근성, 이동성, 심리적 장벽 등이 최소화되는 장점이 있다[21]. 밴드형태의 저항성 운동은 관절과 근육의 고유수용성 감각을 자극해서 관절의 위치와 움직임의 정보를 대뇌에 전달하여 더 정확한 자세를 유지하도록 해주며, 다양한 관절의 가동범위에서 운동을 시행하여도 동작이 이루어질 때 가해지는 충격이 적다고 하였다[22, 23]. Sled 등[24]은 퇴행성관절염 환자를 대상으로 탄력밴드를 이용하여 무릎에 직접적으로 부하를 주는 방법이 아닌 엉덩관절 벌리기 운동을 시행하였을 때 통증과 기능적 향상에 유의한 차이가 있었다고 보고하였으며, 최진호[25]는 퇴행성관절염이 있는 여성 환자를 대상으로 탄력밴드를 이용한 엉덩관절 벌리기 운동을 시행하였을 때 통증과 대퇴사두근 근력 향상에 유의한 차이가 있었다고 보고하였다.

본 연구는 퇴행성관절염을 가진 중년여성이 쉽게 접근할 수 있는 탄력밴드를 사용하여 무릎 관절에 직접 부하를 주어 부담을 줄 수 있는 무릎 관절 폄 굽힘 운동이 아닌 엉덩관절 벌리기 운동을 시행할 때, 스위스볼 운동을 병행 시행하여 그 효과를 알아보고자 했으며, 현재까지 노인을 대상으로 한 스위스볼 운동 연구는 많이 이루어 졌으나 퇴행성관절염 환자를 대상으로 한 스위스볼 운동에 대한 문헌은 부족하다. 또한 퇴행성관절염 환자에게 스위스볼 운동과 탄력밴드 운동을 병행하여 비교한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 퇴행성관절염을 가진 중년여성을 대상으로 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동을 적용하였을 때 하지근력, 균형 및 통증에 미치는 효과를 알아보고자 하였다.

연구방법

연구 대상

본 연구는 서울특별시에 소재한 H병원에 내원한 퇴행성관절염을 가진 여성 환자 38명을 대상으로 하였다. 연구 대상자들은 본 연구를 이해하고 적극적으로 참여의사를 밝힌 자로 하였으며, 모든 대상자에게 사전에 동의를 구하고 연구에 자발적으로 참여한 자로 하였다.

연구 대상자의 선정기준은 만 60세 이상 여성 환자이며 과거 골관절염으로 인해 전문의의 진단을 받은 환자 중 방사선 촬영을 실시하여 퇴행성관절염의 방사선학적 중등도 등급이 3등급 이하인 자, 시각적 상사 척도(visual analogue scale, VAS)가 4 이상인 자, 연구자가 지시하는 내용을 충분히 이해하고 수행할 수 있는 자로 하였다.

연구 대상자의 제외기준은 무릎 관절 치환술을 받은 자, 실험에 영향을 줄 수 있는 골절, 기형과 신경학적으로 문제가 있는 자로 하였다.

모든 대상자들에게 연구의 목적과 필요성에 대해 설명하였으며, 연구 진행 중에도 불편감이나 부적절하다고 느껴진다면 대상자는 언제라도 연구 참여를 철회할 수 있다는 것을 알린 후 동의서에 자발적으로 서명을 한 후 진행하였다. 본 연구는 삼육대학교 연구윤리위원회의 승인(SYU 2022-06-004-006)을 받은 후 진행하였으며 실험대상자의 개인정보는 암호화하여 보관하였다.

연구 절차

본 연구는 실험 전 의무기록 열람 승인 받고 임상적 특성인 과거력, 발병일, 발병 원인 등의 특성을 기록하였고 일반적 특성인 나이, 신장, 체중을 조사하였다.

집단의 배정은 제비뽑기를 이용하여 무작위 추출법으로 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군 19명, 탄력밴드 운동군 19명으로 분류하였다. 코로나로 인한실험군 1명, 개인 사유로 대조군 2명 총 3명이 탈락하여 최종적으로 실험군 18명, 대조군 17명 총 35명의 데이터를 분석하였다. 각 대상자의 집단에 대한 사전 검사는 하지 근력, 균형 수준, 무릎 관절염의 통증을 측정하였고 8주간 중재 후에 사전검사와 동일한 방법으로 재평가하였다. 대상자의 하지 근력을 측정하기 위하여 의자에서 일어나기 검사(chair stand test, CST)를 시행, 균형능력을 측정하기 위하여 일어나 걸어가기 검사(Timed up and go, TUG), 외발 서기 검사(One Leg Stance Test, OLST), Good Balance System(Metitur Ltd, Jyvaskyla, Finland. 2008)을 사용, 통증 수치를 측정하기 위하여 시각적 상사 척도(visual analog scale, VAS)를 사용하였다.

스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동을 시행한 실험군은 스위스볼 운동 30분과탄력밴드 운동 30분을 일주일에 세 번, 8주 동안 실행하였다. 탄력밴드 운동만 시행한 대조군은 탄력밴드 운동 30분을 일주일에 세 번, 8주 동안 실행하였다.

중재 방법

본 연구는 선정 조건에 부합한 38명의 대상자를 무작위로 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동을 실시하는 실험군 19명과 탄력밴드 운동을 실시하는 대조군 19명으로 나눈 후 8주간 실시하였고 실험군과 대조군 모두 동일한 환경에서 실험을 진행하였다.

스위스볼 운동

본 연구에서 실험군에 적용할 스위스볼 운동 프로그램은 노인을 대상으로 스위스볼 운동을 실시한 선행연구[28]의 스위스볼 운동 프로그램을 일부 수정, 보완하여 준비운동 4동작, 본운동 8동작, 정리운동 3동작으로 구성하였다. 본운동을 시작하기전 준비운동으로 약간의 심박수를 높여 충분히 근육의 긴장을 풀어줄 수 있도록 하였다. 본 운동은 코어 근력, 하지근력, 협응력 향상을 위한 동작들로 구성되었고 한 동작이나 1세트 실시 후 10초간의 휴식 시간을 주었고 총 운동시간은 30분으로 구성하였다. 스위스볼 운동 시 사용될 볼의 크기는 신장과 볼 위에 앉은 자세에서 무릎의 각도가 90도를 유지할 수 있는 것을 각자 선정하였다.

탄력밴드 운동

본 연구에서 적용한 탄력밴드 운동은 무릎 관절에 직접적으로 부하를 주는 방법이 아닌 엉덩관절 벌리기 프로그램으로 구성하였다. 운동프로그램의 구성은 퇴행성 관절염 환자를 대상으로 적용하였을 때 통증과 기능적 향상이 있음을 증명한 선행연구[24]에서 제시한 운동 방법을 일부 수정, 보완하여 적용하였다.

본 운동을 시작하기 전 준비운동으로 스트레칭과 관절가동범위 운동을 실시하였다. 본 운동은 옆으로 누운 자세에서 넓적다리 아래쪽에 탄력밴드를 감싸 엉덩이 벌림 근육의 저항 운동을 실시한 후 바로 선 자세에서 발목관절 바로 윗 부분에 탄력밴드를 적용하여 다리 사이 간격 10cm 벌림 운동을 적용하였다. 각각의 운동은 1세트 20회 총 3세트로 진행되었고 각 세트가 끝난 후 30초의 휴식 시간을 가졌으며 양측 다리에 적용하였다. 총 운동시간은 30분으로 구성하였다. 탄력밴드의 탄성도는 색깔에 따라 노랑밴드, 빨간밴드, 초록밴드, 파랑밴드로 강도가 높은 순이다[29]. 저항강도는 대상자가 총 3세트의 운동을 실시하고 난 후 근육의 피로감을 느끼지 않으면 더 높은 저항강도의 밴드로 교체하여 진행하였다.

측정 도구 및 자료 수집

하지근력 검사

하지 근력을 평가하기 위하여 의자에서 일어나기 검사(chair stand test, CST)를 사용하였다. 측정방법은 바닥으로부터 높이가 43cm인 의자에 앉은 상태에서 양손을 가슴에 포개고 30초 동안 의자에서 일어났다 다시앉기를 반복 수행한 횟수를 측정하며, 30초 이내 수행횟수가 증가할수록 하지근력이 향상되었음을 의미한다[30](Bohannon, 1995). CST의 급간내상관계수(ICC)는 0.84∼0.92이며, 하지 근력에 대한 타당도는 0.71∼0.78이다[31]. 평가는 중재 전후에 각각 2회씩 시행하여 그 평균값을 통계분석에 사용하였다.

정적 균형능력 검사

a. 외발서기 검사(One Leg Stance Test, OLST)

외발서기 검사(One Leg Stance Test, OLST)는 운동기능을 평가하기 위한 신경학적 검사 중 하나로서, 가장 보편화된 측정 도구이며[32], 최소한의 장비로 정적 균형능력을 측정할 수 있고, 균형감각을 증가시키기 위한 훈련 방법으로도 사용할 수 있어 균형 검사뿐만 아니라 훈련 및 재활 프로그램으로 사용되기도 한다[33]. 본 연구에서는 2회 실시하여 최고값을 구하였으며, 측정값이 클수록 균형이 좋음을 의미한다[34].

b. 균형 측정 시스템

균형 측정 시스템(Good Balance System; Metitur Ltd, Jyvaskyla, Finland, 2008)은 이동식 기립용 힘판과 안전 바로 구성되어 있으며, 힘판 위 눈금자는 정확한 측정을 위해서 양 발의 위치를 유도한다. 이 장비는 정적, 동적 균형능력과 자세조절능력, 자세 비대칭 양상의 측정이 가능하다[35]. 본 연구에서는 정적 균형능력을 평가하기 위하여 자세동요를 측정하였다.

측정대상자에게 눈을 뜬 상태로 20초간 전방을 향해서 있도록 하였고 좌·우 자세동요속도와 전·후 자세 동요속도 및 속도 모멘트(velocity moment)를 3회 측정하여 결과값의 평균을 측정값으로 사용하였다.

동적 균형능력 검사

a. 일어나 걸어가기 검사(Timed Up and Go, TUG)

동적 균형능력을 검사하기 위하여 일어나 걸어가기 검사(TUG)를 실시하였다. 일어나 걸어가기 검사(TUG)는 기능적인 운동성과 이동능력, 균형을 빠르게 측정할 수 있는 검사로 팔걸이가 있는 의자에 앉아 실험자의 출발 신호와 함께 의자에서 일어나 3m를 걸어서 다시 되돌아와 의자에 앉는 시간을 측정하는 방법이다. 측정자내 신뢰도는 r=0.99이고, 측정자간 신뢰도는 r=0.98로 신뢰할 만한 도구이다[36]. 본 연구에서는 1회 연습과정을 거친 후 3회 반복 측정하여 평균값을 결과값으로 사용하였다.

통증

본 연구에서 환자의 통증 척도는 주관적 보고 형식의 시각적 상사 척도(visual analogue scale, VAS)를 이용하였고, 10cm 수평선 왼쪽 끝 0cm(통증 없음), 오른쪽 끝 10cm(매우 심한통증)으로 하여 “지금 현재 환자분께서 느끼는 통증은 어느 정도입니까?” 라는 질문으로 대상자가 직접 표시하도록 하였다. 0cm는 0점, 10cm는 10점으로 점수화를 하여 나타냈다. 시각적 상사 척도는 측정방법이 매우 단순하여 통증의 강도를 측정하기 위하여 임상에서 자주 사용되는 평가 도구이며, 평가-재평가 신뢰도 r=0.99이다[37].

분석방법

본 연구의 모든 작업과 통계는 SPSS(ver. 29.0, SPSS Inc., USA)을 이용하여 평균과 표준편차를 산출하였다. 전체 대상자는 Shapiro-Wilk test 정규성 검증을 하였으며 집단 간의 동질성을 확인하기 위해서 독립표본 t 검정을 실시하였다. 각 집단의 처치 전·후 변화 비교를 위하여 대응표본 t-검정을 실시하였다. 8주 후 각 집단 간 치료중재에 따른 종속변수의 차이를 비교하기 위하여 독립표본 t 검정을 실시하였다. 자료의 모든 통계학적 유의수준은 0.05 이하로 하였다.

연구결과

실험 방법에 따른 하지근력의 변화

집단별 실험 전·후의 하지근력의 변화는 의자에서 일어나기 검사를 이용하여 측정하였다.

스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군의 의자에서 일어나기 검사 결과는 실험 전 10.55회에서 실험 후 3.61회 증가한 14.16회였고, 탄력밴드 운동군은 실험 전 10.76회에서 실험 후 3.76회 증가한 14.52회로 나타났다. 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군에서 훈련효과에 의한 의자에서 일어나기 검사 결과의 변화는 통계적으로 유의하게 증가했으며(p<0.05), 탄력밴드 운동군에서도 실험 전·후의 횟수 변화는 통계적으로 유의하게 증가하였다(p<0.05). 두 집단 간 실험 전·후 변화량은 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 1).

정적 균형능력의 변화

외발서기 검사의 변화

스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군의 외발서기 검사 결과는 실험 전 9.14초에서 실험 후 3.72초 증가한 12.86초였고, 탄력밴드 운동군은 실험 전 9.52초에서 실험 후 0.44초 증가한 9.96초로 나타났다. 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군에서 훈련 효과에 의한 외발서기 검사 결과의 시간 변화는 통계적으로 유의한 증가를 보였다(p<0.05). 그러나 탄력밴드 운동군에서 실험 전·후 시간 변화는 통계적으로 유의하지 않았다. 두 집단 간 실험 전·후 변화량은 유의한 차이를 보였다(p <0.05) (Table 2).

자세 동요속도의 변화

스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군의 내·외측 자세 동요속도는 실험 전 4.85mm/s에서 실험 후 1.28mm/s 감소한 3.57mm/s였고, 탄력밴드 운동군은 실험 전 4.53mm/s에서 실험 후 0.18mm/s 감소한 4.35mm/s로 나타났다. 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군에서 훈련 효과에 의한 내·외측 자세 동요속도의 변화는 통계적으로 유의한 감소를 보였다(p<0.05). 그러나 탄력밴드 운동군에서 실험 전·후 대상자들의 내·외측 자세 동요속도의 변화는 통계적으로 유의하지 않았다. 두 집단 간 실험 전·후 변화량은 유의한 차이를 보였다(p<0.05).

스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군의 전·후 자세 동요속도는 실험 전 7.05mm/s에서 실험 후 1.61mm/s 감소한 5.44mm/s였고, 탄력밴드 운동군은 실험 전 6.82mm/s에서 실험 후 0.30mm/s 증가한 7.12mm/s로 나타났다. 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군에서 훈련 효과에 의한 전·후 자세 동요속도의 변화는 통계적으로 유의한 감소를 보였다(p<0.05). 그러나 탄력밴드 운동군에서 실험 전·후 대상자들의 전·후 자세 동요속도의 변화는 통계적으로 유의하지 않았다. 두 집단 간 실험 전·후 변화량은 유의한 차이를 보였다(p<0.05).

스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군의 속도 모멘트는 실험 전 13.21mm2/s에서 실험 후 3.38mm2/s감소한 9.83mm2/s였고, 탄력밴드 운동군은 실험 전 12.87mm2/s에서 실험 후 0.40mm2/s 감소한 12.47mm2/s로 나타났다. 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군에서 훈련 효과에 의한 속도 모멘트의 변화는 통계적으로 유의한 감소를 보였다(p<0.05). 그러나 탄력밴드 운동군에서 실험 전·후 대상자들의 속도 모멘트의 변화는 통계적으로 유의하지 않았다. 두 집단 간 실험 전·후 변화량은 유의한 차이를 보였다(p<0.05) (Table 3).

동적 균형능력의 변화

집단별 실험 전·후의 동적 균형능력의 변화는 일어나 걸어가기 검사를 이용하여 측정하였다.

스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군의 일어나 걸어가기 검사 결과는 실험 전 9.34초에서 실험 후 2.53초 감소한 6.81초였고, 탄력밴드 운동군은 실험 전 9.58초에서 실험 후 1.70초 감소한 7.88초로 나타났다. 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군에서 훈련 효과에 의한 일어나 걸어가기 검사 결과의 시간 변화는 통계적으로 유의한 감소를 보였다(p<0.05). 탄력밴드 운동군에서도 실험 전·후의 시간 변화는 통계적으로 유의하게 감소하였으며(p<0.05), 두 집단 간 실험 전·후 변화량은 유의한 차이를 보였다(p<0.05) (Table 4).

통증의 변화

집단별 실험 전·후의 통증의 변화는 시각적 상사 척도를 이용하여 측정하였다. 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군의 일어나 걸어가기 검사 결과는 실험 전 6.53cm에서 실험 후 3.75cm 감소한 2.78cm였고, 탄력밴드 운동군은 실험 전 6.79cm에서 실험 후 2.53cm 감소한 4.26cm로 나타났다. 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군에서 훈련 효과에 의한 통증 수치의 변화는 통계적으로 유의한 감소를 보였다(p<0.05). 탄력밴드 운동군에서도 실험 전·후의 통증 수치 변화는 통계적으로 유의하게 감소하였다(p<0.05). 두 집단 간 실험 전·후 변화량은 유의한 차이를 보였다(p<0.05) (Table 5).

논의

본 연구는 만 60세 이상인 퇴행성관절염을 가진 중년여성 38명을 대상으로 8주간 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동이 하지근력, 균형 및 통증에 미치는 영향을 알아보고 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동과 탄력밴드 운동 간의 효과를 분석하고자 하였고. 8주간의 연구를 진행한 결과, 최종적으로 35명이 본 실험을 완료하였다.

본 연구에서 실험 방법에 따른 하지근력에 미치는 영향을 알아본 결과, 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군과 탄력밴드 운동군 모두에서 실험 전·후 의자에서 일어나기 검사의 횟수 변화는 통계적으로 유의하게 증가하였지만(p<0.05), 두 집단 간 실험 전·후 차 비교에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 이는 탄력밴드를 이용한 엉덩관절 벌리기 운동을 통해 엉덩관절 벌림근뿐만 아니라 무릎의 벌림 운동량을 증가시켜 무릎관절의 균형이 안정화됨으로 인해 하지근력 향상의 증가 효과가 나타났기 때문이라 생각한다. 최진호[25]는 퇴행성관절염이 있는 여성 환자를 대상으로 탄력밴드를 이용한 엉덩관절 벌리기 운동을 시행하였을 때 대퇴사두근의 근력 증가와 통증의 감소가 있었다고 보고하였다. 또한 Seo 등[20]은 65세 이상인 노인 여성 78명을 대상으로 12주간 스위스볼 운동프로그램을 적용하였을 때 체력 및 균형능력 향상에 유의한 차이를 보였다고 보고하였다. 스위스볼 운동과 탄력밴드 운동을 병행 시행한 군과 탄력밴드 운동만 시행한 군 모두 의자에서 일어나기 검사 횟수 변화량이 많게 나타났으나 두 집단 간 실험 전·후차 비교에서 유의한 차이를 보이지 않았던 이유는 스위스볼 운동 선행연구에서 근력 개선 및 증가를 위하여 운동 적용 기간을 12주간 60분으로 한 것에 비해 본 연구에서는 8주간 30분으로 근력 개선 및 증가를 위한 적용 시간이 부족한 관계로 유의한 차이를 내지 못했던 것으로 사료된다.

본 연구에서 정적 균형능력에 미치는 영향을 알아본 결과, 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군에서만 외발서기 검사 시간이 실험 전·후 비교 시 유의한 향상을 보였고(p<0.05), 탄력밴드 운동군과 전·후 차를 비교했을 때 유의한 향상을 나타냈다(p<0.05). 또한 균형 측정시스템(Good Balance System; Metitur Ltd, Jyvaskyla, Finland. 2008)을 사용하여 안정 지지면 위에서의 내·외측 및 전·후 자세 동요속도와 속도 모멘트를 측정한 결과, 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군에서만 내·외측 및 전·후 자세 동요 속도와 속도 모멘트가 유의한 향상을 보였고(p<0.05), 탄력밴드 운동군은 유의한 변화가 없었다. 내·외측 및 전·후 자세 동요속도와 속도 모멘트 모두 두 집단 간 실험 전·후 변화량에서 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 결과를 참고해보면 본 연구에 적용한 탄력밴드 운동이 정적 균형능력에 직접적으로 미치는 영향은 크지 않은 것으로 사료된다. Moazzami와 Mohamadi[38]는 퇴행성관절염과 내반슬관절염이 있는 여성 환자를 대상으로 8주간 주 3회 탄력밴드를 이용하여 저항운동을 시행한 집단과 기본 중재 프로그램만을 시행한 집단의 비교 연구하였는데, 두 집단 간 통증에서는 유의한 차이가 있었으나(p<0.05), 정적 균형에서는 유의한 차이가 없었다. 또한 동적 균형능력을 측정한 일어나 걸어가기 검사 결과 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군과 탄력밴드 운동군 모두에서 유의한 향상을 보였고(p<0.05), 두 집단 간 실험 전·후 변화량에서 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 이는 스위스볼 운동이 지구력, 유연성, 협응력을 강화해 반사 신경, 지각능력, 균형감각 등을 종합적으로 향상한 것에 대한 효과라고 할 수 있다[39]. Aksen-Cengizhan 등[40]의 연구에서는 여성을 대상으로 스위스볼을 사용한 코어 운동집단과 탄력밴드를 사용한 코어 운동 집단의 비교 연구를 하였는데, 모든 집단에서 체중과 체질량은 유의하게 감소하였으며 균형능력과 코어 안정화 테스트 점수가 유의하게 향상되었고, 스위스볼을 사용한 코어 운동 집단은 탄력밴드를 사용한 코어 운동 집단보다 균형능력향상에 유의한 효과가 있었다. 이러한 선행연구의 결과와 본 연구의 결과를 통해 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동이 정적·동적 균형능력 향상에 영향을 준 것으로 사료된다.

본 연구에서 통증에 미치는 영향을 알아본 결과, 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동군과 탄력밴드 운동군 모두에서 통증 수치 변화는 통계적으로 유의하게 향상되었고(p<0.05), 두 집단 간 실험 전·후 변화량에서 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 이는 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동이 말초 관절의 염증 치유과정을 자극하고, 말초 유해수용기의 화학적 상태를 변화시키며, 단계적 통증 억제 기전 및 하행 성 통증 조절계를 자극한 효과[41]가 나타났기 때문이라 생각한다. Kang 등[26]은 퇴행성관절염 환자를 대상으로 Humac Norm 기구, 탄력밴드, 스위스볼을 사용하여 등척성, 등장성 및 등속성 운동을 8주간 적용하였을 때 근력 증가와 통증 감소에 유의한 차이가 있었다고 하였으며, 한승완 등[11]은 퇴행성관절염 환자를 대상으로 매트, 탄력밴드, 스위스볼, 균형감각운동으로 구성된 복합 운동프로그램을 8주간 적용하였을 때 통증 감소, 하지근력, 관절가동범위 및 보행 기능이 유의하게 향상되었다고 하였다. 이러한 결과는 무릎관절 조직에 구조적 안정성을 유지하면서 통증 유발을 최소화하고 관절의 유연성과 다리 근육에 적절한 저항을 줄 수 있는 스위스볼 운동과 탄력밴드 운동의 복합운동 효과라고 사료된다. 이러한 선행연구의 결과와 본 연구의 결과를 통해 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동이 통증 감소에 영향을 준 것으로 사료된다.

본 연구는 퇴행성관절염을 가진 중년여성을 대상으로 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동이 하지근력, 균형능력, 통증에 영향을 미치고 있음을 확인하였다. 이를 통하여 본 연구의 운동방법을 퇴행성관절염을 가진 중년여성에게 적용할 때 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구의 제한점은 연구 대상자들의 수가 많지 않아 연구 결과를 모든 퇴행성관절염 환자에게 일반화 시키는 데 어려움이 있으며 퇴행성관절염 발생 시기 등은 고려하지 않았다. 그리고 중재 기간 연구 대상자들에게 본 연구의 중재 방법 이외의 다른 운동은 하지 않도록 완벽하게 통제하지 못하였다. 또한 추적 조사가 이루어지지 않아 연구 결과의 장기적인 효과를 예측하는 데 어려움이 있다. 따라서 추후 연구에서는 이러한 제한점을 보완하고 퇴행성관절염 환자를 대상으로 장기간의 추적 관찰을 포함한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

결론

본 연구의 결과를 통하여 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동이 퇴행성관절염을 가진 중년여성에 대한 하지근력 증가, 균형능력 증가, 통증 감소에 효과적인 것을 알 수 있었다. 스위스볼 운동을 병행한 탄력밴드 운동이 퇴행성무릎관절염 환자들에게 보다 안정적이고 접근하기 쉬운 운동방법으로써 긍정적인 영향을 미칠 것으로 사료된다.

Acknowledgement

This study was supported by Sahmyook University Research Funds.

Tables

Table 1

Comparison of chair stand test between groups

(N=35)

Experimental Group(n=18) Control Group(n=17) t(p)
Pre 10.55 ± 3.07a 10.76 ± 2.86
Post 14.16 ± 3.63 14.52 ± 3.51
Difference 3.61 ± 1.61 3.76 ± 1.48 -0.300(0.766)
t(p) -9.493(<0.001)*** -10.486(<0.001)***

a mean ± SD, ***p<0.001


Table 2

Comparison of one leg stance test between groups

(N=35)

Experimental Group(n=18) Control Group(n=17) t(p)
Pre 9.14 ± 4.17a 9.52 ± 3.03
Post 12.86 ± 3.75 9.96 ± 2.75
Difference 3.72 ± 2.90 0.44 ± 1.78 2.591(0.014)*
t(p) -5.421(<0.001)*** -1.021(0.322)

a mean ± SD, ***p<0.001


Table 3

Comparison of static balance test between groups

(N=35)

Experimental Group(n=18) Control Group(n=17) t(p)
Mediolateral postural sway velocity(mm/s)
Pre 4.85 ± 1.74a 4.53 ± 1.67
Post 3.57 ± 0.47 4.38 ± 1.40
Difference -1.28 ± 1.61 -0.15 ± 1.30 -2.262(0.035)*
t(p) 3.357(0.004)** 0.486(0.633)
Anteroposterior postural sway velocity(mm/s)
Pre 7.05 ± 2.32 6.82 ± 1.79
Post 5.44 ± 1.08 7.12 ± 1.57
Difference -1.61 ± 2.06 0.30 ± 1.91 -3.739(<0.001)***
t(p) 3.323(0.004)** -0.665(0.515)
Velocity moment(mm2/s)
Pre 13.21 ± 3.06 12.87 ± 2.20
Post 9.83 ± 2.29 12.47 ± 2.68
Difference -3.38 ± 2.63 -0.40 ± 2.47 -3.133(0.004)**
t(p) 5.452(<0.001)*** 0.675(0.059)

a mean ± SD, *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.00


Table 4

Comparison of timed up and go test between groups

(N=35)

Experimental Group(n=18) Control Group(n=17) t(p)
Pre 9.34 ± 1.97a 9.58 ± 2.43
Post 6.81 ± 0.71 7.88 ± 1.44
Difference --2.53 ± 2.07 -1.70 ± 2.93 -2.753(0.011)*
t(p) 5.161(<0.001)*** 2.388(0.03)*

a mean ± SD, *p<0.05, ***p<0.001


Table 5

Comparison of visual analog scale between groups

Experimental Group(n=18) Control Group(n=17) t(p)
Pre 6.53 ± 1.26a 6.79 ± 1.21
Post 2.78 ± 1.19 4.26 ± 1.35
Difference -3.75 ± 0.90 -2.53 ± 0.91 -3.422(0.002)**
t(p) 17.695(<0.001)*** 11.381(<0.001)***

a mean ± SD, *p<0.05, ***p<0.001


References
  1. Chen W, Xue Z, Sun J, Jia Z, Fu F, Zhao Y, et al. Traditional CHINESE patent medicine for knee osteoarthritis pain: systematic review. Osteoarthritis and Cartilage. 2020;28:S150-S1.
    CrossRef
  2. Report NHISA. Health Insurance Review and Assessment Service [Internet] 2019 2020.
  3. 이 한경, 김 희선, 김 창환. 운동이 퇴행성 슬관절염 환자의 통증 무기력에 대한 지각된 유효성에 미치는 영향, 한국스포츠 산업개발원. 한국 스포츠 산업개발원. 2002.
  4. Baliunas A, Hurwitz D, Ryals A, Karrar A, Case J, Block J, et al. Increased knee joint loads during walking are present in subjects with knee osteoarthritis. Osteoarthritis and cartilage. 2002;10:573-9.
    Pubmed CrossRef
  5. Chung J. Changes of the physical performance and bone mineral density by aging. Korean J Phys Educ. 2008;47:489-99.
  6. 김 도은. 코어운동이 여성노인의 체력, 척추심부근, 하지근기능 및 보행 변화에 미치는 영향. 조선대학교 대학원; 2016.
  7. Roddy E, Zhang W, Doherty M. Aerobic walking or strengthening exercise for osteoarthritis of the knee? A systematic review. Annals of the rheumatic diseases. 2005;64:544-8.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  8. Burks K. Osteoarthritis in older adults: current treatments. Journal of Gerontological Nursing. 2005;31:11-9.
    Pubmed CrossRef
  9. Katzmarzyk P. Physical Activity and Chronic Diseases. American College of Sports Medicine. Philadelphia: Lippincott, Williams and Wilkins; 2006.
  10. Miyazaki T, Wada M, Kawahara H, Sato M, Baba H, Shimada S. Dynamic load at baseline can predict radiographic disease progression in medial compartment knee osteoarthritis. Annals of the rheumatic diseases. 2002;61:617-22.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  11. 한 승완, 박 진기. 복합운동이 퇴행성 무릎관절염 여성 노인의 통증, 하지근력, ROM, 보행기능의 변화에 미치는 효과. 한국체육과학회지. 2013;22:1021-32.
  12. Bartels EM, Juhl CB, Christensen R, Hagen KB, Danneskiold-amsøe B, Dagfinrud H, et al. Aquatic exercise for the treatment of knee and hip osteoarthritis. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2016.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  13. Fertelli TK, Mollaoglu M, Sahin O. Aquatic exercise program for individuals with osteoarthritis: Pain, stiffness, physical function, self-efficacy. Rehabilitation Nursing Journal. 2019;44:290-9.
    Pubmed CrossRef
  14. Lu M, Su Y, Zhang Y, Zhang Z, Wang W, He Z, et al. Effectiveness of aquatic exercise for treatment of knee osteoarthritis: Systematic review and meta-analysis. Zeitschrift fur Rheumatologie. 2015;74:543-52.
    Pubmed CrossRef
  15. Cameron MH. Physical agents in rehabilitation-E Book: an evidence-based approach to practice. Elsevier Health Sciences; 2021.
  16. Jessup JV, Horne C, Vishen R, Wheeler D. Effects of exercise on bone density, balance, and self-efficacy in older women. Biological Research for nursing. 2003;4:171-80.
    Pubmed CrossRef
  17. 한 상완, 이 정우, 김 상호. 스위스볼 운동과 탄력밴드 운동이 노인 여성의 균형에 미치는 영향. 한국사회체육학회지. 2008;34:945-53.
    CrossRef
  18. Kim G-D, Heo M. Effects of swiss ball exercise program for improvement of life care on balance and gait in local community elderly. Journal of KOEN. 2018;12:353-9.
    CrossRef
  19. Carmeli E, Bar-Chad S, Lotan M, Merrick J, Coleman R. Five clinical tests to assess balance following ball exercises and treadmill training in adult persons with intellectual disability. The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences. 2003;58:M767-M72.
    Pubmed CrossRef
  20. Seo B-D, Yun Y-D, Kim H-R, Lee S-H. Effect of 12-week swiss ball exercise program on physical fitness and balance ability of elderly women. Journal of Physical Therapy Science. 2012;24:11-5.
    CrossRef
  21. 김 종우, 한 승완, 김 재구. 요골반부 (Lumbo-Pelvic region)와 하지 근육에 대한 탄성저항 운동이 노인들의 보행 및 균형능력에 미치는 영향. 한국발육발달학회지. 2006;14:13-26.
  22. McCarthy LH, Bigal ME, Katz M, Derby C, Lipton RB. Chronic pain and obesity in elderly people: results from the Einstein aging study. Journal of the American Geriatrics Society. 2009;57:115-9.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  23. Thomas VS, Hageman PA. Can neuromuscular strength and function in people with dementia be rehabilitated using resistance-exercise training? Results from a preliminary intervention study. The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences. 2003;58:M746-M51.
    Pubmed CrossRef
  24. Sled EA, Khoja L, Deluzio KJ, Olney SJ, Culham EG. Effect of a home program of hip abductor exercises on knee joint loading, strength, function, and pain in people with knee osteoarthritis: a clinical trial. Physical therapy. 2010;90:895-904.
    Pubmed CrossRef
  25. 최 진호. 무릎 골관절염이 있는 여성 노인들에게 테이핑을 적용한 엉덩관절 벌리기 운동 홈 프로그램이 통증과 대퇴사두근 근력에 미치는 영향. 대한물리의학회지. 2018;13:61-6.
  26. Kang J-H, Na J-Y, Jang J-H, Lee K-I, Kim K-Y. Isokinetic Test and the Effect of Exercise Therapy of Ipsilateral Knee Osteoarthritis. Korean Journal of Sport Biomechanics. 2010;20:75-81.
    CrossRef
  27. 강 서정, 박 주영. 복합트레이닝이 고령여성 관절염환자의 우울에 미치는 영향. 한국체육과학회지. 2007;16:861-73.
  28. Jeong H. The Effect of Swiss Ball Exercise on Fall-related Body function in Elderly Women. Graduate school of Changwon University, Republic of Korea, Master's thesis. 2016.
  29. Rogers ME, Sherwood HS, Rogers NL, Bohlken RM. Effects of dumbbell and elastic band training on physical function in older inner-city African-American women. Women & health. 2002;36:33-41.
    Pubmed CrossRef
  30. Bohannon RW. Sit-to-stand test for measuring performance of lower extremity muscles. Perceptual and motor skills. 1995;80:163-6.
    Pubmed CrossRef
  31. Rikli RE, Jones CJ. Senior fitness test manual. Human kinetics; 2013.
  32. Potvin A, Tourtellotte W. The neurological examination: advancements in its quantification. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 1975;56:425-37.
  33. Springer BA, Marin R, Cyhan T, Roberts H, Gill NW. Normative values for the unipedal stance test with eyes open and closed. Journal of geriatric physical therapy. 2007;30:8-15.
    Pubmed CrossRef
  34. Persad C, Cook S, Giordani B. Assessing falls in the elderly: should we use simple screening tests or a comprehensive fall risk evaluation?. European Journal of physical and rehabilitation medicine. 2010;46:249-59.
  35. Sihvonen SE, Sipilä, Era PA. Changes in postural balance in frail elderly women during a 4-week visual feedback training: a randomized controlled trial. Gerontology. 2004;50:87-95.
    Pubmed CrossRef
  36. Podsiadlo D, Richardson S. The timed "Up & Go": a test of basic functional mobility for frail elderly persons. Journal of the American geriatrics Society. 1991;39:142-8.
    Pubmed CrossRef
  37. Bijur PE, Latimer CT, Gallagher EJ. Validation of a verbally administered numerical rating scale of acute pain for use in the emergency department. Academic emergency medicine. 2003;10:390-2.
    Pubmed CrossRef
  38. 육 도현. 스위스볼을 이용한 요부안정화 운동이 만성요통 환자의 균형능력과 장애지수에 미치는 영향. 삼육대학교 대학원, 석사학위논문. 2010.
  39. 이 동걸, 안 상현, 오 진규, 조 남정. 스위스 볼을 이용한 요부안정화 운동이 근력과 유연성 및 균형에 미치는 영향. 대한임상전기생리학회지. 2009;7:35-42.
    CrossRef
  40. Aksen-Cengizhan P, Onay D, Sever O, Doğn AA. A comparison between core exercises with Theraband and Swiss Ball in terms of core stabilization and balance performance. Isokinetics and exercise science. 2018;26:183-91.
    CrossRef
  41. Wright A, Vicenzino B. Cervical mobilisation techniques, sympathetic nervous system effects and their relationship to analgesia. Moving in on Pain. 1995:164-73.

 

Full Text(PDF) Free

Cited By Articles
  • CrossRef (0)

Funding Information
  • Authorship and ethical issues