The Effects of Open and Closed Kinetic Chain Movements on the Activation of Serratus Anterior, Pectoralis Major, and Trapezius Muscles According to Shoulder Joint Flexion Angles in the Scapular Plane

어깨뼈면에서의 어깨관절 굽힘 각도에 따른 열린사슬 및 닫힌사슬 움직임이 앞톱니근, 큰가슴근, 등세모근 근활성도에 미치는 영향

Abstract

Purpose : This study aimed to compare the muscle activation of the serratus anterior, pectoralis major, and upper fibers of the trapezius during shoulder protraction exercises at various shoulder joint angles in the scapular plane. The objective was to identify effective exercise methods and provide foundational data for patients with winging scapula and individuals requiring selective strengthening of the serratus anterior. Methods : This study was conducted on a total of 35 male and female college students. To measure maximum muscle activation, manual muscle testing was performed prior to the exercise program. The exercise program consisted of a single session, in which scapular protraction exercises were performed separately according to the type of kinetic chain (open or closed) and at various angles (60 °, 90 °, 130 °). A goniometer was used to adjust shoulder scapular plane and joint angles. Muscle activity during the exercises was measured using the American-made Telemyo-DTS and NORAXON systems. Results : The serratus anterior showed differences in muscle activation based on the angles in closed kinetic chain exercises, with the highest activation observed at 130 °. The upper fibers of the trapezius exhibited angle differences in open kinetic chain exercises, while the pectoralis major showed significant differences in both open and closed kinetic chain exercises. Muscle activation between the exercise chains showed no differences for all three muscles. Conclusion : The study results indicated that as shoulder joint flexion angle increased, the muscle activation of the serratus anterior also increased. However, compensatory actions in the upper fibers of the trapezius and pectoralis major also increased, suggesting that selective strengthening of the serratus anterior may not be the ideal approach. To selectively strengthen the serratus anterior, it is advisable to perform shoulder protraction exercises at lower angles where the compensatory actions of the pectoralis major and upper fibers of the trapezius are minimal, potentially providing a more positive impact.

Ⅰ. 서론

1. 연구의 배경 및 필요성

어깨뼈(scapula)의 위쪽 돌림근(upward rotator)들의 불균형은 어깨의 기능부전(shoulder dysfunction)과 통증의 주요 원인이다(Lehman 등, 2006; Lukasiewicz 등, 1999). 팔을 들어 올리는 동안 어깨뼈의 위쪽 돌림이 부족하거나 위쪽 돌림근들의 근활성도가 균형을 이루지 못하는 경우, 어깨충돌증후군(impingement syndrome)을 비롯한 다양한 어깨 질환의 원인이 되는 운동이상(scapular dyskinesis)이 발생할 수 있다(Hallström & Kärrholm, 2006; Lehman 등, 2006; MacDonell & Keir, 2005; Warner 등, 1992).

어깨뼈 운동이상은 어깨의 불안정성이 증가하여 정상 어깨 위팔리듬이 일어나지 않아 발생하는 결과이다(Hallström & Kärrholm, 2006; Lehman 등, 2006; MacDonell & Keir, 2005; Warner 등, 1992). 어깨-위팔뼈 리듬의 원리에 따라 위팔뼈를 위쪽으로 180° 올리는 동안 어깨뼈에서는 60° 위쪽 돌림이 이루어진다(Levangie 등, 2011). 특히 어깨위팔리듬은 어깨뼈 위쪽돌림근인 등세모근 위섬유(upper trapezius), 아래등세모근(lower trapezius), 그리고 앞톱니근(serratus aneterior)의 협력 수축에 의해 이루어진다.

어깨가슴 근육(scapulothoracic musculature)은 어깨뼈의 운동에 중요한 기능을 하며, 위팔어깨관절에 비정상적인 스트레스를 최소화하기 위하여 위팔뼈와 최적의 관계를 유지해야 한다(Sahrmann, 2001). 어깨관절 병리상태와 비정상적인 어깨뼈 움직임은 어깨가슴 근육들의 전반적인 약화보다는 근활성도의 불균형과 연관이 있다(Sahrmann, 2001). 위쪽 돌림근들의 불균형은 대개 앞톱니근의 근활성도의 저하와 등세모근 위섬유의 근활성도 증가로 나타나며, 등세모근 위섬유의 근활성도 증가는 앞톱니근의 근활성도 저하를 보상하기 위한 것으로 설명된다(Cools 등, 2004; Cools 등, 2005; Ludewig 등, 1996). 또한 앞톱니근의 활성도 감소를 보상하기 위하여 등세모근이 과도하게 동원된다고 보고 하였으며, 큰가슴근의 앞톱니근 보상 작용 가능성도 제기되고 있다고 보고하였다(Ludewig & Cook, 2000). 그러므로 등세모근 위섬유와 앞톱니근의 불균형이 존재하는 환자들에게 어깨가슴 근육들의 전반적인 활동을 유발하는 운동보다는 두 근육 사이 힘의 불균형을 감소시키기 위한 등세모근 위섬유의 활성을 최소로 유지하며 선택적으로 앞톱니근을 강화시킬 수 있는 운동이 필요하다(Moon 등, 2013).

앞톱니근을 강화시키기 위한 많은 연구들이 시행되었는데, 이전 연구들에서는 어깨뼈 내밈 운동이 앞톱니근의 근활성도를 향상시킨다는 것을 보고하였으며(Kim 등, 2014; Ludewig & Cook, 2000), 어깨 관절의 안정성을 고려하여 심부 근육을 활성화시키기를 원한다면 시상면보다는 어깨뼈면에서의 운동이 좋을 것으로 생각된다고 하였다(Moseley 등, 1992). 어깨뼈면이란 이마면에서 앞쪽으로 30° 정도 회전된 상태가 움직임을 위한 자연스런 면이라고 설명하였다 닫힌사슬운동(closed kinematic chains)에서 앞톱니근과 큰가슴근의 상관관계에 대한 연구는 미흡한 실정이다.

앞톱니근을 강화하기 위한 열린사슬운동(open kinetic chains)으로는 어깨뼈 내밈 운동(scapula protraction exercise) 등이 있고, 많은 선행연구들에서 앞톱니근을 강화하기 위한 닫힌사슬운동(closed kinetic chains)으로는 푸시업플러스(push-up plus)라는 운동을 추천하며 많은 병원이나 운동센터에서 사용하고 있다(Beak, 2020). Moon 등(2013)이 열린사슬운동 및 닫힌사슬운동에서 어깨관절 굽힘 각도에 따른 앞톱니근의 근활성도 비교하기 위해 열린사슬운동 및 닫힌사슬운동에서 등척성 어깨관절 굽힘을 각 70°, 90°, 110°에서 실시했을 때 어깨뼈 위쪽 돌림근들(앞톱니근, 등세모근 위섬유, 큰가슴근)의 근활성도를 조사 연구하였으나 어깨뼈면이 아닌 시상면에서 진행된 연구였다. 이와 같이 앞톱니근의 선택적 강화를 위해 다양한 자세와 어깨관절 굽힘 각도에서, 다양한 방법으로 연구들이 많이 진행되고 있지만, 어깨뼈면에서 어깨뼈 내밈 운동 시 열린사슬운동 및 닫힌 사슬운동과 굽힘 각도에 따른 등세모근 위섬유, 큰가슴근, 앞톱니근의 근활성도 변화를 비교함으로써 효과적인 운동방법을 알아본 연구는 없었다.

따라서 본 연구는 어깨뼈면에서 운동사슬과 어깨관절 굽힘 각도에 따라 어깨뼈 내밈 운동을 실시했을 때, 세 근육의 근활성도가 어떠한 차이를 보이는지 연구하고자 한다.

2. 연구의 목적

본 연구는 각각의 어깨뼈 내밈 운동 시 운동사슬이나 어깨관절 굽힘 각도(60°, 90°, 130°)에 따라 앞톱니근, 큰가슴근, 등세모근 위섬유의 근활성도를 비교하고, 이를 통해 날개어깨뼈 환자나, 앞톱니근의 강화가 필요한 대상자에게 보다 효율적인 운동방법을 제시하기 위한 기초를 마련하고자 하였다.

3. 연구의 가설

본 연구의 목적을 달성하기 위해 다음과 같은 가설을 제시하고, 실험하여 이를 검증하려고 한다.

1) 어깨뼈 내밈 운동 시 앞톱니근의 근활성도는 운동사슬이나 어깨관절의 굽힘 각도에 따라 유의한 차이를 보일 것이다.

2) 어깨뼈 내밈 운동 시 큰가슴근의 근활성도는 운동사슬이나 어깨관절의 굽힘 각도에 따라 유의한 차이를 보일 것이다.

3) 어깨뼈 내밈 운동 시 등세모근 위섬유의 근활성도는 운동사슬이나 어깨관절의 굽힘 각도에 따라 유의한 차이를 보일 것이다.

Ⅱ. 연구방법

1. 연구의 대상자 및 기간

본 연구는 경북 G대학교 재학생 중 어깨질환이나 통증이 없는 건강한 성인 남·여 35명(남자 18명, 여자 17명)을 대상으로 운동사슬이나 어깨관절 굽힘 각도에 따른 어깨뼈 내밈 운동을 실시하였다. 연구대상 선정기준은 연구의 목적과 방법에 대하여 충분히 이해하고 실험 참여에 동의한 자, 선천적이나 후천적인 근육뼈대계 질환을 가지지 않은 자, 위팔 신경 긴장검사에서 음성인 자이다.

2. 연구방법

1) 연구절차

대상자는 35명을 선발하였으며, 실험 전 대상자의 연령, 신장, 체중, 맨손근력검사를 측정하였다. 본 연구의 연구절차는 다음과 같다(Table 1).

Table 1. Study process

2) 운동 프로그램

본 연구의 운동 프로그램은 1회의 운동으로, 최대 근활성도 측정하기 위해 운동 전에 맨손근력검사를 실시하였고, 어깨뼈 내밈 운동은 운동사슬이나 각도별 각 1회 실시하였으며 운동방법은 다음과 같다.

(1) OKC(open kinetic chains)

① 어깨뼈 내밈 운동

Moon 등(2013)의 연구에서 진행했던 훈련 방법을 본 연구에서는 연구 목적에 맞게 수정하여 진행하였다. 앉은 자세로 허리는 곧게 펴고 시선은 정면을 보고 대상자의 어깨 높이에 설치된 케이블 머신을 우세손으로 2 ㎏ 무게에 맞춰 어깨뼈면(30° 수평모음)에서 60°, 90°, 130°에서 어깨관절 굽힘, 팔꿉관절 폄, 손목은 중립자세 최대로 등을 뒤로 밀어 어깨뼈가 내밈 되도록 한 후 10초간 유지하도록 하였다. 이러한 수행 사이마다 근 피로 예방을 위해 약 1분간 휴식을 취하게 하였다. 실험 대상자가 운동 중 불필요한 움직임을 최소화하기 위해 반대쪽을 고정시켜줌으로써 몸통 돌림을 방지하였다(Fig 1).

Fig 1. Open kinetic chain : scapula protraction exercise

(2) CKC(closed kinetic chains)

① 어깨뼈 내밈 운동

Moon 등(2013)의 연구에서 진행했던 훈련 방법을 본 연구에서는 연구 목적에 맞게 수정하여 진행하였다. 벽을 마주보고 앉은 자세로 허리는 곧게 펴고 시선은 정면을 보고 대상자의 어깨 높이에 설치된 벽에 저울을 두었다. 우세손으로 2 ㎏ 무게에 맞춰 어깨뼈면(30° 수평모음)에서 60°, 90°, 130°에서 어깨관절 굽힘, 팔꿉관절 폄, 손목은 중립자세 최대로 등을 뒤로 밀어 어깨뼈가 내밈 되도록 한 후 10초간 유지하도록 하였다. 이러한 수행 사이마다 근 피로 예방을 위해 약 1분간 휴식을 취하게 하였다. 실험 대상자가 운동 중 불필요한 움직임을 최소화하기 위해 반대쪽을 고정시켜줌으로써 몸통 돌림을 방지하였다(Fig 2).

Fig 2. Closed kinetic chain : scapular protraction exercise

3. 측정 도구 및 방법

1) 표면 근전도

표면전극을 이용하여 근 전체의 합성단위를 도출하는 표면근전도(electromyogram; EMG)의 측정을 위하여 무선 표면 근전도기(Telemyo-DTS, NORAXON, USA)를 사용하였다.

기록 전극은 앞톱니근, 큰가슴근, 등세모근 위섬유에 부착하였으며, 어깨뼈면에서 60°, 90°, 130°로 유지할 때 각각 분리하여 자료를 수집하였다. 앞톱니근의 전극은 갈비뼈 7번을 지나 중간 겨드랑이선 부위에 부착하였고, 등세모근 위섬유는 제 7번 목뼈의 가시돌기에서 어깨뼈 봉우리 사이의 중간 지점에 부착하였고, 큰가슴근은 겨드랑 주름 안쪽 2 ㎝ 지점에 부착하였고, 피부에서 생성된 근전도 신호에 대한 저항력을 최소화시키기 위해 알코올 솜으로 이물질을 닦아낸 후 전극을 부착하였다(Criswell, 2010)(Fig 3, 4, 5).

Fig 3. Serratus anterior

Fig 4. Pectoralis major

Fig 5. Upper trapezius

2) 고니오미터(goniometer)

고니오미터는 신체의 관절가동범위를 측정하는 신뢰도가 높은 도구로서 지금까지 유용하게 사용되어 왔다(Kim 등, 2006; Norkin & White 2016). 측정 장비는 물리치료, 작업치료 정형외과, 스포츠의학 등에서 관절가동 범위를 측정하기 위해 널리 사용하고 있는 고니오미터(goniometer)를 사용하였다(Fig 6).

Fig 6. Goniometer

4. 측정방법

앞톱니근, 큰가슴근, 등세모근 위섬유의 근활성도를 표준화하기 위해 맨손근력검사 자세에서 최대 등척성 수축(maximal voluntary isiometric contraction; MVIC)시 각 근육의 최대 근활성도를 3회씩 반복 측정하였다. 5초 동안의 자료값을 제곱 평균 제곱근법(root mean square; RMS)로 처리한 후 처음과 마지막 1초를 제외한 중간 3초 동안의 평균 근전도 신호량을 %MVIC로 사용하였다(Kim 등, 2019)(Fig 7, 8, 9).

Fig 7. Serratus anterior

Fig 8. Pectoralis major

Fig 9. Upper trapezius

5. 분석방법

1) 통계 방법

본 연구에서 수집된 자료는 윈도우 용 SPSS version 25.0 프로그램을 이용하여 분석하였다. 어깨관절 굽힘 각도 60°, 90°, 130° 세 가지 상태에 따른 앞톱니근의 상대적 근활성도를 비교하기 위해 반복 측정 일원배치 분산분석(one-way repeated measures ANOVA)을 하였으며, 사후검정을 위해서 LSD를 사용하여 위 세 가지 각도 상태에서 서로 유의한 차이가 있는지 알아보았다. 열린사슬운동과 닫힌사슬운동 시 독립표본 t-검정(independent t-test)을 실시하였으며, 통계학적 유의수준 ɑ= .05로 하였다.

Ⅲ. 결과

1. 연구대상자의 일반적 특성

연구대상자는 성인 남·여 35명(남자 18명, 여자 17명)으로 평균나이는 23.65세, 평균신장은 167.52 ㎝, 평균체중은 68.27 ㎏이었다(Table 2).

Table 2. General charateristics of the subjects (n= 35)

2. 앞톱니근(serratus anterior; SA)

열린사슬운동에서는 각도에 따른 근활성도 변화에 유의한 차이가 없었고(p>.05), 근활성도 평균값 증가만 있었다. 닫힌사슬운동에서는 각도에 따른 근활성도 변화에 유의한 차이가 있었고(p<.05), 근활성도 평균값 증가도 있었다. 사후검정(LSD)을 실시한 결과 닫힌사슬운동에서는 60°, 130° 간에 유의한 차이가 있었다(p<.05). 열린사슬운동, 닫힌사슬운동 그룹 간 비교에서는 각도 별로 유의한 차이가 없었다(p>.05)(Table 3).

Table 3. Serratus anterior (unit: %MVIC)

^a; Mean ± Standard Deviation, OKC; open kinetic chains, CKC; closed kinetic chains

3. 큰가슴근(pectoralis major; PM)

열린사슬운동에서 각도에 따른 근활성도 변화에 유의한 차이가 있었고(p<.05), 근활성도 평균값 증가도 있었다(p<.05). 닫힌사슬운동에서 각도에 따른 근활성도 변화에 유의한 차이가 있었고(p<.05), 근활성도 평균값 증가도 있었다(p<.05). 사후검정(LSD)을 실시한 결과 열린사슬운동에서는 60°, 130° 간에 유의한 차이가 있었으며. 닫힌사슬운동에서는 60°, 130°과 60°, 90°에서 유의한 차이가 있었다(p<.05). 열린사슬운동, 닫힌사슬운동 그룹 간에 유의한 차이가 없었다(p>.05)(Table 4).

Table 4. Pectoralis major (unit: %MVIC)

^a; Mean ± Standard Deviation, OKC; open kinetic chains, CKC; closed kinetic chains

4. 등세모근 위섬유(upper trapezius; UT)

열린사슬운동에서는 각도에 따른 근활성도 변화에 유의한 차이가 있었고(p<.05), 근활성도 평균값 증가도 있었다. 닫힌사슬운동는 각도에 따른 근활성도 변화에 유의한 차이가 없었고(p>.05), 근활성도 평균값 증가만 있었다. 사후검정(LSD)을 실시한 결과 열린사슬운동에서는 60°와 130° 간에 유의한 차이가 있었다(p<.05). 열린사슬운동, 닫힌사슬운동 그룹 간에 유의한 차이가 없었다(p>.05)(Table 5).

Table 5. Upper trapezius (unit: %MVIC)

^a ; Mean ± Standard Deviation, OKC; open kinetic chains, CKC; closed kinetic chains

Ⅳ. 고찰

어깨뼈 근육들의 균형이 어깨기능장애가 있는 사람들에게 임상적으로 중요하다고 하였고(Berckmans 등, 2017), 앞톱니근과 등세모근의 짝힘(forced couple) 불균형으로 어깨기능장애가 발생할 수 있다고 하였으며, 선택적으로 앞톱니근을 강화하는 것은 어깨뼈의 짝힘을 구성하는데 중요하다고 하였다(Kang 등, 2019). 따라서 앞톱니근의 선택적 강화는 어깨뼈 근육들의 짝힘을 회복하는데 임상적으로 중요하게 여겨진다. 이에 본 연구는 열린사슬운동 및 닫힌사슬운동에서 어깨관절 굽힘 각도에 따른 앞톱니근의 근활성도 비교를 연구한 선행 연구(Moon 등, 2013)를 바탕으로 정상 성인들을 대상으로 열린사슬운동과 닫힌사슬운동 및 어깨뼈면에서 어깨뼈 내밈 운동 시 앞톱니근, 큰가슴근, 등세모근 위섬유의 근활성도와 어깨관절 굽힘 각도(60°, 90°, 130°)에 따라 비교하고자 하였다.

앞톱니근의 근활성도 비교에서는 열린사슬운동, 닫힌사슬운동에서 각도 별 근활성도의 유의한 차이가 없었으며(p>.05), 근활성도 평균값은 각도가 증가할수록 근활성도의 증가가 나타났다. 닫힌사슬운동은 각도가 증가함에 따라 근활성도가 증가하였으며 유의한 차이가 있었다(p<.05), 닫힌사슬운동에서 60°, 130° 간에 유의한 차이가 있었으며 130° 닫힌사슬운동에서 가장 큰 근활성도를 보였다(p<.05). 본 연구결과는 벽 슬라이드 운동 시 각도에 따른 앞톱니근의 근활성도 차이를 조사한 연구와 비교하여 설명될 수 있다(Hardwick 등, 2006). 벽 슬라이드 운동은 벽에 기대어 먼쪽 지절인 손에 체중을 지지하여 실시한 닫힌사슬운동이라 할 수 있고, 이 실험에서 앞톱니근의 근활성도는 어깨관절 굽힘 각도가 올라가면서 유의하게 증가하였다(p<.05). 열린사슬운동과 닫힌사슬운동에서 어깨관절 굽힘 각도에 따른 앞톱니근 근활성도를 비교한 결과에서는 운동사슬 간에 유의한 차이는 없었지만 근활성도의 평균값은 닫힌사슬운동에서 가장 높은 각도인 110 °에서 가장 높은 근활성도를 보였다(Moon 등, 2013). 이는 각도가 증가함에 따라 근활성도의 증가가 나타나는 이유로서 어깨관절의 굽힘 각도가 130 °일 때가 근육 길이가 가장 짧아진 상태에서 수축하기 때문이라고 생각된다(Choung 등, 2013).

큰가슴근의 근활성도를 분석한 결과, 열린사슬운동, 닫힌사슬운동 그룹 간에 유의한 차이가 없었으나(p>.05), 각 사슬 각도별 유의한 차이가 있었다(p<.05). 열린사슬운동에서는 90°, 130°, 60° 순으로 근활성도가 증가하였고 닫힌사슬운동에서는 어깨관절 굽힘 각도가 증가함에 따라 근활성도가 증가하였다. 이러한 결과는 어깨관절 수평모음 상태가 되면 큰가슴근의 근육 길이가 짧아지는 상태가 되어 길이-장력 관계에 의해 어깨면에서 어깨뼈 내밈운동을 하는 동작에서 근활성도가 감소할 것이라는 선행연구와 일치하지 않다(Choung 등, 2013). 이것은 큰가슴근이 위팔뼈(humerus)를 몸통의 안쪽 아래 방향으로 모으고(adduction) 돌리는(internal rotation) 기능을 하는 근육이기 때문에 이러한 모멘트와 같은 방향으로 운동이 발생할수록 근활성도가 높아지는 것으로 생각된다. 큰가슴근이 단축되거나 뻣뻣(stiff)해지면 어깨관절 굽힘을 할 때, 끝 범위에서 어깨관절 바깥돌림을 제한하게 되며(Sahrmann, 2001), 어깨충돌증후군을 발생시키는 요인으로 작용할 수 있다(Moezy 등, 2014; Neumann, 2016). 다른 연구들에서도 큰가슴근이 긴장되거나 근육의 길이가 짧아지는 것은 둥근어깨(round shoulder)나 어깨충돌증후군과 관련이 있으므로 큰가슴근의 과도한 사용이나 근 긴장을 피해야 할 필요가 있다고 주장하였다(Kim 등, 2019; Rosa 등, 2016). 또 다른 연구에서는, 일반적인 어깨뼈 내밈 운동에 어깨관절 벌림을 동반하여 큰가슴근의 근활성도를 감소하고 일반적인 어깨뼈 내밈 운동보다 앞톱니근의 근활성도 조절에 긍정적인 영향에 기여하였음을 확인할 수 있었으며(Beak, 2020), 네발기기 자세에서 앞톱니근의 선택적인 근력강화 운동을 하는 동안, 근전도 되먹임 장비를 이용하여 큰가슴근의 활성도를 낮추는 연구도 있었다(Jeon 등, 2011).

등세모근 위섬유의 근활성도를 분석한 결과, 열린사슬운동, 닫힌사슬운동 그룹 간에 유의한 차이가 없었다(p>.05). 열린사슬운동에서 어깨관절 굽힘 각도가 증가함에 따라 근활성도의 증가가 나타났으며 유의한 차이가 있었고(p<.05), 닫힌사슬운동에서는 어깨관절 굽힘 각도가 증가함에 따라 근활성도의 증가가 나타났으나 유의한 차이가 없었다(p>.05). 이러한 결과를 보인 이유는 세 가지를 생각할 수 있다. 첫째는 먼쪽 지절의 불안정성으로 인한 보상작용으로 설명할 수 있다. 비록 근활성도가 닫힌사슬운동에서 어깨관절 굽힘 각도가 내려가며 증가한 반면 열린사슬운동에서는 위팔 굽힘 각도가 올라가면서 증가하여 서로 반대 양상을 띄었던 선행 연구와 일치하지 않았지만, 열린사슬운동에서의 유의한 차이는 먼쪽 지절의 자유로운 상태가 어깨뼈의 불안정성을 보상하기 위해 높은 근활성도를 보인 것이라 판단된다(Moon 등, 2013). 둘째로는 운동면에 따른 등세모근 위섬유의 길이-장력 관계(length-tension relationship)로 설명할 수 있다(Balle 등, 2015). 시상면에서의 어깨뼈 내밈 운동보다 어깨뼈면에서의 어깨뼈 내밈 운동에서 등세모근 위섬유는 더 짧아진 자세를 갖게 되며, 그로 인해 등세모근 위섬유의 근활성도가 더 높게 나타났을 것으로 생각된다(Gwak, 2021). 셋째로는 어깨뼈 내밈 운동에 관여하는 근육들의 상호작용을 들 수 있다. 다른 연구에서 어깨뼈 내밈운동 시 오목위팔관절 굽힘 각도와 운동면에 따른 근활성도에 대해서 조사하였는데, 어깨뼈면에서의 내밈 운동 시에는 큰가슴근의 근활성도가 감소하고 상대적으로 등세모근 위섬유와 앞톱니근의 근활성도가 증가함을 보고하였다(Choung 등, 2013).

닫힌사슬운동에서의 어깨관절 굽힘 각도가 증가할수록 근활성도가 증가한 이유는 등척성 운동에 적합한 근 고정이 비교적 잘 되었으며, 근육의 길이가 더 짧아진 상태에서 수축하기 때문인 것으로 생각되며, Moon 등(2013)은 등세모근 위섬유의 낮은 근활성도와 앞톱니근의 높은 근활성도를 이끌어 내기 위해서 낮은 각도(70°, 90°)에서는 열린사슬운동를 적용하고 높은 각도(110°)에서는 닫힌사슬운동을 적용하는 것이 더욱 효과적이라고 주장하는 결과에 비해 본 연구결과는 낮은 각도(60°, 90°)와 높은 각도(130°)에서 앞톱니근 근활성도 평균값이 닫힌사슬운동에서 더 높은 결과가 나왔으며, 등세모근 위섬유는 열린사슬운동에서, 큰가슴근은 닫힌사슬운동에서 낮은 근활성도가 나왔으므로, 선행연구의 주장과 일치하지 않는다. 요약하자면 높은 각도에서 근활성도 증가가 나타나지만, 보상작용을 제외하고 등세모근 위섬유, 큰가슴근이 높게 나왔기에 앞톱니근의 선택적 강화운동이 아니라고 본다. 그러므로 앞톱니근의 선택적인 강화에 초점을 두기 위해서 보상작용을 일으키는 등세모근 위섬유와 큰가슴근의 근활성도가 낮은 것이 효율적인 운동이라고 생각된다. 이러한 운동방법은 어깨뼈면에서 낮은 각도(60 °, 90 °)를 적용하여 닫힌사슬운동으로 어깨뼈 내밈 운동을 진행하는 것이 좋을 것이라 생각된다.

본 연구의 제한점은 20대 젊은 대상자로 모든 사람에게 일반화하기 어려움이 있었다. 또한, 정밀하고 정확한 측정값을 위해 연구 대상자에게 어깨뼈 내밈 운동 자세를 충분히 교육하고 보상작용을 방지하는 것이 중요하다. 실험 시, 열린사슬운동에서 2 ㎏까지 측정할 수 있었던 케이블머신이었던 것에 반해 닫힌사슬운동에서는 벽에 부착된 전자식 저울에 2 ㎏ 무게를 적용하여 운동을 진행하였을 때, 충분한 사전교육을 진행하였지만 어깨뼈 내밈 운동 시 2 ㎏ 무게를 일정하게 유지하지 못했기 때문에 오차범위가 발생하여 결과값에 영향이 있었다.

차후 연구에서는 자세 교육을 정확하게 하여 대상자 보상작용을 방지하고 대상자들 간의 체중, 성별에 비례한 외부 저항을 적용하여 어깨 안정화에 기여 하는 다양한 근육에 대한 장기적인 연구가 필요할 것으로 생각된다. 또한, 다양한 연령대의 대상자 선정과 일회성 실험보다는 장기적으로 적용하는 실험이 필요할 것으로 생각된다.

Ⅴ. 결론

본 연구는 열린사슬운동과 닫힌사슬운동 및 어깨뼈면에서 어깨뼈 내밈 운동 시 각도에 따라 앞톱니근, 큰가슴근, 등세모근 위섬유의 근활성도를 비교하고 다음과 같은 결론을 얻었다. 연구 결과, 앞톱니근과 등세모근 위섬유, 큰가슴근의 근활성도는 어깨관절의 굽힘 각도에 따라 차이가 있었고, 운동사슬 사이에는 차이를 보이지 않았다.

어깨관절 굽힘 각도가 증가함에 따라 앞톱니근의 근활성도가 증가하지만 등세모근 위섬유와 큰가슴근의 보상작용 또한 증가하여 앞톱니근의 선택적 강화 운동으로는 아니라고 생각된다. 따라서 큰가슴근과 등세모근 위섬유의 낮은 근활성도가 나타나는 낮은 각도에서 운동을 하는 것이 더 긍정적인 영향을 미칠 것으로 생각된다.