[허리 통증 논문 번역] Difference in Feedforward Trunk Muscle Activity in Subgroups of Patients With Mechanical Low Back Pain, 2009

 

 

 

※주의 ※
발번역, 발의역이 있습니다.

 

 

 

 

[논제]

Difference in Feedforward Trunk Muscle Activity in Subgroups of Patients With Mechanical Low Back Pain

기계적 요통 환자의 하위 그룹에서 체간 근육 활동의 피드포워드 차이 

 

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* 여기서 기계적 요통이란? 

- 기계적 혹은 역학적인 자극으로 인해 나타나는 통증으로 대부분의 근골격계 통증이 여기에 해당된다. (척추 협착, 허리 디스크 탈출증, 돌기사이관절 및 천장관절 움직임 제한 등등으로 인해 발생되는 허리 통증) 

 

* 반면에 비기계적 요통이란?

- 내장기 문제, 암 등의 원인으로 기계적인 자극 없이 발생하는 통증이다. 

 

 

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논문 요약

* 이 논문?

case-control

 

* 이 논문의 목적 

기계적 요통이 있는 그룹의 몸통 근육 타이밍을 연구한다. 

기계적 요통이 있는 사람의 근육 활성화가 지연되고, 그렇지 않은 사람보다 피드포워드 방식으로 기능하는 근육이 더 적을 것이라는 가설을 세웠다. 

 

* 이 논문의 연구 대상자 

만성 기계적 요통 환자 43명 (불안정성 25명 / 비불안정성 18명)

무증상 대조군 39명

(척추, 고관절 수술, 골다공증, 염증성 관절 질환, 하지 약화 및 감각 상실, 무릎 아래 통증 또는 감각 상실, 임신, 척추 측만증, 다리 길이 불인치 또는 전정 기능 장애가 있는 실험자는 연구에서 제외되었다.) 

 

* 이 논문의 결과 

기계적 요통이 있는 그룹과 대조군 사이 활성화 타이밍 패턴과 피드포워드에서 기능하는 근육의 수는 통계적으로 상이했다. 

대조군은 피드포워드 방식으로 다열근, 척추기립근을 활성화 했다. 

기계적 요통 그룹은 피드포워드에서 몸통 근육의 활성화가 상당히 지연되어 반응했다. 

 

* 결론

기계적 요통 그룹 환자에게 몸통 근육의 피드포워드 활성화가 부족하면 비효율적인 근육 안정성이 나타날 수 있다. 

근육의 동원 시기를 위한 교육은 재활에서 중요한 구성 요소일 수 있다. 

 

* 이 논문의 핵심 단어 

근전도검사, 하부 요통, 운동 능력(motor skill), 반응 시간, 재활 

 

 

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본 내용

 

 

 

 

근육 손상 및 운동 제어 기능의 장애는 만성 또는 재발성 기계적 요통과 밀접한 관련을 나타낸다. 

많은 연구들은 근육 활성화에 초점을 맞추고 있지만 동원 시기와 패턴도 척추 안정성과 움직임 제어에 중요한 역할을 한다. 자발적인 움직임 혹은 예상치 못한 동요로 인해 자세 조절이 어려워지는 동안 몸통 근육의 화성화가 지연되면 동적 몸통 안정성이 손상될 수 있다. 

 

중추신경계는 움직임 발생 이전에 지지 기반을 늘리거나, 관절을 경직시키는 시도로 "자세 준비"를 발생시킨다. 자발적인 움직임 직전 또는 움직임 시작과 함께 예측을 통해 조정이 일어나는 것을 피드포워드라 말하고, 움직임 발생 후 100밀리 초 이내에 감각 정보를 입력함으로써 반응을 나타내는 것을 피드백이라고 한다. 

 

예측적 조정, 즉 피드포워드 전략은 사지 움직임이나 몸통 근육 활성화의 타이밍을 연관시키는데 사용될 수 있다. 

 

다양한 연구에서 TrA (배가로근, transvers abdominal)은 복강 내 압력을 생성하여 척추를 경직시키는 역할을 한다고 알려져 있다. 이론적으로 TrA의 피드포워드 활성화는 척추 분절 운동의 제어에 기여하고, 이는 척추가 더 큰 몸통 근육의 수축과 사지 운동을 준비하는데 필요하다.  물론 다양한 몸통 근육 역시 피드포워드 방식으로 반응하지만 이는 사지의 동요 또는 인체 중심(COM)의 움직임 방향과 관련이 있는 것으로 보인다. 

 

ex) 어깨 관절의 굴곡은 몸통 신전 근육의 firing(발화)을 준비한다. 왜냐? 빠른 상지 굴곡 동안 COM은 전방으로 이동될 것이며 이 때 몸통 신근의 발화로 인해 앞으로 넘어지거나, 체중이 앞으로 쏠리는 등의 자세 장애를 방지할 수 있다. 

 

 

Hodges와 Richardson은 이러한 자가 자가 동요 패러다임을 이용하여 기계적 요통이 있거나 없는 실험자의 몸통 근육 반응 차이를 조사했으며 연구 결과는 연구는 TrA와 IO(내복사근, inter oblique abdominal)은 만성 요통 병력이 있는 환자에게서는 피드포워드 방식으로 작용하지 않는다는 것을 발견했다. 즉, 부적절한 근육 동원은 만성 또는 재발성이 있는 요통의 요인이 될 수도 있다.(2)

 

그러나! 모든 요통이 같은 근본적인 원인이 있는 것은 아니다. 그럼에도 사실 몸통 주요 안정화근육은 만성 및 재발성 요통 환자들의 치료 표준이 되어 왔다.

 

 

이 연구에서는 만성적인 요통 환자의 하위 그룹과 무증상 대조군 사이의 다양한 몸통 근육의 동원의 차이를 조사하고자 한다. 만성 요통 그룹에서는 대조군 보다 피드포워드 방식으로 기능하는 근육이 더 적을 것이라 가정했고, 분절 불안정으로 인한 기계적 요통 환자들과의 임상적 징후가 증상 없는 환자들 사이에서 차이를 발견할 것이라 가설을 세웠다. 

 

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연구 메소드

 

 

1. 대상자

만성 요통 환자 - 분절 불안정 진단을 받은 환자 25명, 불안정 진단을 받은 환자 18명이 하위 그룹으로 분류하였고, 대조군은 39명이었습니다. 

 

2. 계측 

- 표면 전극 이용 

- 근육 활동은 양쪽 5개 이상 몸통 근육을 기록

IO	internal obilique (내복사근)
TrA	transverse abdominal (복횡근)
EO	external obilique (외복사근)
RA	rectus abdominal (복직근)
superficial LM	superficial Lumbal multifidus (표면 다열근)
ES	ererctor spine
Cont	contralateral to side of arm perturbation
Isp	ipsilateral to side of arm perturbation

 

 

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프로토콜

 

출처 (1)

 

1. 몸통 중립 자세일 때 섭동에 대한 몸통 근육 반응을 확인했다. 

2. 청각에 의한 자극 시 30초 동안 급격한 어깨 굴곡을 3회 반복했다. 

3. 근육 시작 시간 지연은 개별 몸통 근육과 전면 삼각근의 수축 시간 차이로 정의되었다. 

 

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결과

 

 

1. 삼각근 반응 차이 

세 그룹 간 차이가 없었다. 

 

 

2. 몸통 근육 활성화 패턴 

-대조군내에서는 Cont EO, LM, ES의 피드포워드 활성화 패턴을 보였다. 

-분절 불안정 하위 그룹(n25) 내에서 그룹 평균 근육 지연 시간 사이에는 큰 차이가 없었다. 

- 불안정성 하위 그룹(n18) 내에서는 평균 시작 시간 지연은 유의미하게 달랐다. 평균 근육 지연 패턴은 대조군과 유사했으면 다른 근육보다 LM, ES가 isp IO, isp TrA 및 RA 보다 더 일찍 활성화되었다. 그리고 isp EO는 RA보다 훨씬 더 일찍 활성화가 되었다.  

 

 

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주관적인 내 생각

 

 

 

1. 현장에서 EMS로 피드백을 일일이 확인할 수 있는 환경이 있나? 그렇지 않다. 즉, 근육 하나하나 개별적으로 활성화를 확인하고, 전후를 비교할 수는 없다. 다만 이 논문에서 가져갈 수 있는 사실 하나는 불안정성을 가진 요통환자와 그렇지 않은 무증상자 사이에는 분명한 차이가 있었다. (물론 100% 라고 확언할 수 없다는 게 인체의 특성이다만..) 

어차피 재활을 위해서는 여러 문제 항목들을 발견하고 제일 걸맞은 가설을 세워 하나씩 피드백을 받아서 진행해야 하는 프로그램이기 때문에, 이러한 연구결과를 알고 있다면 도움이 될 것 같다. 

 

2. 근육의 올바른 동원을 어떻게 만들어낼 수 있을까? 결국 환자나 회원이 본인의 몸 사용에 대한 인지가 어느 정도 있거나, 의지가 있어야 할 텐데.. 아픈 대상자는 여럿 있어도 자기 몸 사용에 대한 인지나, 변화하고자 하는 의지가 동시에 있는, 혹은 둘 중 하나라도 있는 대상자를 많이 보지 못했다는 것이 나의 경험이다.. 앞으로는 더 다양한 케이스를 많이 접해보고 싶다는 생각. 

 

암튼 그리고 진짜 올바른 동원을 어떻게 만들어낼 수 있지? 개별적으로 사용법을 인지하게끔 하고(그런데 이게 가능한가?), 통합적으로 사용하게 하고, 사지를 움직일 때에도 발화가 잘 되게끔 만들기...?

좋은 소리만 잔뜩 있는 뜬 구름 잡는 소리 같이 들리기도 하다.... 하지만 결국 나의 고민 부족인 건가. 스스로를 반성해 본다. 

 

 

 

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Reference

1. Silfies, S. P., Mehta, R., Smith, S. S., & Karduna, A. R. (2009). Differences in feedforward trunk muscle activity in subgroups of patients with mechanical low back pain. Archives of physical medicine and rehabilitation, 90(7), 1159-1169.

2. Hodges PW, Richardson CA. Altered trunk muscle recruitment in people with low back pain with upper limb movement at different speeds. Arch Phys Med Rehabil 1999;80:1005-12.