운동전위와 등척성 근수축력의 상관관계

Abstract

[한글]

비교적 많이 연구되어진 주관절 굴근과 신근을 이용하여 동일한 근수축방법, 동일한 관절각도와 위치를 이용하여 운동전위 신호를 얻고, 동일한 조작 및 처리를 시행하여 얻어진 운동전위 신호 지표들을 비교분석하여 근수축력과 운동전위 신호 지표들간의 관계를

알아내어, 앞으로의 동작중의 근수축력 측정을 위한 기초자료로 삼고자 하였다.

만 23세부터 32세까지의 건강한 성인남자 16명의 우성측 주관절 굴근과 신근을 이용하여 단계적 등척성 수축을 시키면서 운동전위 신호를 얻었다. 수축력은 FARO Axis Muscle Tester(FARO Technologies, Ins., Lake Mary, FL, U.S.A.)를 사용하여 측정하였고, 운동전위 신호는 표면전극을 상완이두근과 삼두근에 부착한 후 Cadwell Excel(Cadwell Laboratories, Ins.,Kennewick, Washington, U.S.A.) 근전도기를 사용하여 얻었다. 얻어진 운동전위 신호를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 주관절 굴근과 신근에서 진폭에 민감한 운동전위 신호 지표인 평균진폭, root mean square 값, power 값은 0 - 100% maximal voluntary contraction(MVC) 전 수축범위에서 수축력과 비례하여 증가하였으며, 평균진폭과 root mean square 값은 0 - 100%MVC 전 범

위에서 직선적인 증가를 보였고, power 값은 0 - 40%MVC 범위에서는 곡선적인 증가를 보이다가 그 이상의 수축단계에서는 직선적인 증가를 보였다.

2. 주관절 굴근과 신근에서 주파수에 민감한 운동전위 신호 지표인 zero crossing 수와 전환수는 수축력이 증가함에 따라 0 - 20%MVC 범위에서 급격한 증가를 보였고, 20 - 60%MVC 범위에서 서서히 증가하였으며 그 이상의 수축단계에서는 점차 감소하였다.

3. 주관절 굴근과 신근에서 평균진폭, root mean square 값, Power 값은 수축력에 대하여 모두 상관계수 0.8 이상으로 높은 상관성을 보였다(p＜O.001).

4. 주관절 굴근과 신근에서 zero crossing 수와 전환수는 수축력에 대하여 모두 상관계수 0.5 미만으로 상관성이 낮았다(p＜.0.001).

5. 주관절 굴근과 신근에서 전환수/평균진폭은 수축력이 증가함에 따라 감소하는 양상을 보였으며 상관계수는 -0.5 미만으로 상관성이 낮았다(p＜0.00).

이상의 결과로 보아 진폭에 민감한 운동전위 신호 지표인 평균진폭과RMS 값은 다른 지표들보다 근수축력을 우수하게 반영하였으며 근수축력 측정의 간접적인 지표로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

[영문]

The relationship between myoelectric signal and force was investigated. 16 healthy male volunteers performed isometric contraction of elbow flexor and extensor at 90 ang1e from the horizontal plane. The contracting force was measured at 20% of maximal voluntary contraction(MVC),40% of MVC,60% of MVC, 80% of MVC and 100% of MVC. The myoelectric signal was detected from elbow flexor and extensor using monopolar surface electrodes at each force level. The recorded myoelectric signal was quantified according to six different parameters; zero crossings, turns,

mean amplitude, turns/mean amplitude, root mean square voltage and power. The relationship between contraction force and myoelectric signal parameters was analysed.

1. The frequency sensitive parameters, zero crossings and turns were increased abruptly with force from 0 to 20% of MVC and increased gradually with force from 20 to 60% of MVC, but decreased slightly with force from 60 to 100% of MVC.

2. The amplitude sensitive parameters, mean amplitude and root mean square voltage were increased linearly with force from 0 to 100% of MVC,and power value was increased curvilinearly with force from 0 to 40% of MVC and increased linearly with force from 40 to 100% of MVC.

On the basis of this study, mean amplitude and root mean square voltage were superior to other parameters when used as descripters of contracting force in elbow flexor and extensor, and can be used as an indirect parameter of measuring force in the future.