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pISSN 1225-8962
eISSN 2287-982X

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Phys. Ther. Korea 2022; 29(2): 106-116

Published online May 20, 2022

https://doi.org/10.12674/ptk.2022.29.2.106

© Korean Research Society of Physical Therapy

어깨 가쪽돌림 운동 시 운동방법과 아래팔의 자세에 따른 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도 비교

손명기1, 김선엽2

1대전대학교 대학원 물리치료학과, 2대전대학교 보건의료과학대학 물리치료학과

Comparison of Infraspinatus and Posterior Deltoid Muscle Activities According to Exercise Methods and Forearm Positions During Shoulder External Rotation Exercises

Myeong-gi Son1 , PT, BHSc, Suhn-yeop Kim2 , PT, PhD

1Department of Physical Therapy, The Graduate School, Daejeon University, 2Department of Physical Therapy, College of Health and Medical Science, Daejeon University, Daejeon, Korea

Correspondence to: Suhn-yeop Kim
E-mail: kimsy@dju.kr
https://orcid.org/0000-0002-0558-7125

Received: April 19, 2022; Revised: May 11, 2022; Accepted: May 12, 2022

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

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Background: Shoulder external rotation exercises are commonly used to improve the stabilizing ability of the infraspinatus. However, during exercise, excessive activation of the posterior deltoid compared to the infraspinatus causes the humeral head to move anteriorly in an abnormal position. Many researchers have emphasized selective activation of the infraspinatus during shoulder external rotation exercise. Objects: This study aims to delineate the optimal exercise method for selective activation of infraspinatus by investigating the muscle activities of the infraspinatus and posterior deltoid according to the four shoulder exercise methods and two forearm positions.
Methods: Thirty healthy individuals participated in this study. The participants were instructed to perform shoulder external rotation exercises following four exercise methods: sitting external rotation (SIER); standing external rotation at 90° abduction (STER); prone external rotation at 90° abduction (PRER); side-lying external rotation (SLER), and two forearm positions (neutral, supinated). The electromyography (EMG) signal amplitude was measured during each exercise. Surface EMG signals were recorded from the posterior deltoid, infraspinatus, and biceps brachii.
Results: EMG results of the infraspinatus and posterior deltoid in PRER, were significantly higher than that of the other exercises (p < 0.01). The EMG ratio (infraspinatus/posterior deltoid) in SIER was significantly higher than that of the other exercises. EMG activation of the posterior deltoid in SIER, PRER, and SLER was significantly higher in neutral than in supinated (p < 0.01). Furthermore, the EMG of the infraspinatus in SIER was significantly higher in neutral than in supinated (p < 0.01). The EMG ratio (infraspinatus/ posterior deltoid) in SIER was significantly higher in neutral than in supinated (p < 0.05.) Contrarily EMG ratios in PRER and SLER were significantly higher in supinated than in neutral (p < 0.05).
Conclusion: The results show that clinicians should consider these exercise methods and forearm positions when planning shoulder external rotation exercises for optimal shoulder rehabilitation.

Keywords: Forearm position, Infraspinatus, Muscle activity, Posterior deltoid, Shoulder external rotation exercise

INTRODUCTION

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어깨 통증은 우리사회에서 업무나 여가 활동을 저해하고 기능장애를 일으키는 주요 건강 문제 중 하나이다. 인구의 최대 67%가 일생 중 한 번 이상 경험하는 가장 흔한 근골격계 질환으로, 재발과 증상이 지속되는 경우가 흔하며 어깨 통증 환자의 약 14%는 2년 이상 지속되는 통증을 경험한다[1-3]. 이는 어깨위팔관절이 인체 관절 중 가장 많은 운동량을 가지고 있지만 위팔뼈머리와 관절면의 접촉면이 25%–30%로 불안정한 상태를 가지고 있어 다양한 부상에 노출되어 있기 때문이다[4,5]. 이러한 어깨의 기능적 안정성은 정적 상태에서는 관절테두리, 관절주머니, 오목위팔인대와 같은 구조물이 안정성을 제공하고 동적 상태에서는 돌림근띠(rotator cuff)가 안정성을 제공한다[5,6]. 따라서 많은 임상가와 연구자들은 부상을 예방하고 임상 및 스포츠 관련 상황에서 어깨 안정성을 개선하기 위해 돌림근띠 근육의 강화를 강조하였다[7,8].

돌림근띠 근육은 어깨밑근, 작은원근, 가시위근, 가시아래근으로 구성되며 어깨의 동적인 움직임 동안에 위팔뼈머리를 관절오목 내에 정상적으로 위치시켜 안정성을 제공하는 중요한 역할을 한다[9,10]. 특히 그 중 가시아래근은 어깨 가쪽돌림과 관련된 운동프로그램과 기능활동 중에 역동적인 안정성을 제공하고 일차적인 가쪽돌림 장치로 중요한 역할을 한다[5,7,11]. 또한 어깨 가쪽돌림 시에 관절오목 내에서 위팔뼈머리의 앞쪽으로 과도한 이동을 막는다[12]. 그러나 만약 가시아래근의 약화가 있다면 어깨 가쪽돌림 시에 뒤어깨세모근의 우세한 활성화 증가로 보상되어 위팔뼈머리가 과도하게 위쪽과 앞쪽으로 이동된다[13]. 이는 결과적으로 어깨위팔관절의 불안정성을 증가시키고 어깨충돌증후군을 유발할 수 있다[14,15]. 그러므로 많은 연구자들은 어깨 가쪽돌림 강화 운동을 설계할 때 뒤어깨세모근의 활성화를 최소화하고 가시아래근을 선택적으로 활성화하는 것에 초점을 맞추었다[5,8,16].

어깨 가쪽돌림 운동(external rotation exercise)은 돌림근띠 재훈련 프로그램을 하는 동안 짝힘(force couple)의 균형을 회복하고, 어깨 부상 재활과 예방을 위해 가장 일반적으로 처방되는 어깨 강화 운동 중 하나이다[5,8,17]. 어깨 가쪽돌림 운동은 주로 가시아래근의 안정성을 개선하고 힘과 지구력을 향상시키는 운동이지만, 뒤어깨세모근 또한 가시아래근과 함께 활성화된다[5,18]. 만약 운동 시에 가시아래근과 비교하여 뒤어깨세모근이 과도하게 활성화되면 위팔뼈머리를 비정상적으로 앞쪽으로 이동시켜 어깨의 불안정성을 지속시킨다[13,19]. 이전 연구에서 많은 사람들은 어깨 가쪽돌림 운동 시 가시아래근의 활성화보다 뒤어깨세모근의 활성화에 더 관여하는 경향이 있으며, 특히 어깨충돌증후군 또는 어깨 불안정성 환자는 가시아래근에 비해 뒤어깨세모근의 활성화가 과도하게 나타났다[20,21]. 이러한 뒤어깨세모근의 원치 않는 과도한 근육 활성화를 억제하기 위해 많은 연구자들은 어깨 가쪽돌림 운동 시 가시아래근의 선택적 활성화를 주장하였다[20]. 어깨 가쪽돌림 운동 시 뒤어깨세모근과 가시아래근의 동원은 팔과 몸의 위치를 포함한 여러 변수에 따라 달라지기 때문에 운동 중 정확한 자세에 대한 피드백은 원치 않는 보상을 수정하는데 유용할 수 있다[12,19]. 어깨 가쪽돌림 운동 시 가시아래근의 근력을 증진시키고 과도한 뒤어깨세모근의 활성화를 방지하기 위한 다양한 자세가 있지만, 특정 운동 자세의 효과와 이러한 자세가 관련 근육의 활성화 수준을 어떻게 변화시키는지에 대한 정보는 부족하다[18].

많은 연구자들은 어깨 가쪽돌림 운동 시에 가시아래근의 기능 회복과 선택적 활성화에 대한 프로토콜을 연구하였고, 운동방법과 어깨 관절 위치에 따라 선택적 가시아래근 활성화의 결과가 다양하다고 보고하였다[5,11,16,18,22-24]. Ryan 등[24]은 어깨 벌림 각도에 따른 어깨 가쪽돌림 운동에서 어깨 주변 근육의 근활성화를 비교하여 벌림 각도가 증가함에 따라 가시아래근의 활성화가 감소되고, 뒤어깨세모근의 활성화를 증가시킨다고 하였다. Sakita 등[16]은 어깨 모음에 대한 힘을 적용한 후 어깨 가쪽돌림 운동이 가시아래근을 선택적으로 활성화 할 수 있다고 하였다. 어깨 벌림 각도에 대한 연구들은 동일한 결과가 나타나고 있지만 가시아래근을 선택적으로 활성화하기 위한 최적의 운동 방법에 대해서는 논란의 여지가 있다. Blackburn [22]은 엎드려 누운 자세에서 어깨를 90° 벌린 후 가쪽돌림 운동(prone external rotation at 90° of abduction [PRER])이 옆으로 누운 자세에서 가쪽돌림 운동(side-lying external rotation [SLER])보다 가시아래근을 강화하는데 더 효과적이라고 보고하였다. 그러나 다른 연구자들[5]은 SLER이 PRER보다 가시아래근 강화에 효과적인 운동이라는 것을 발견하였고, Ballantyne 등[11]은 PRER과 SLER 두 운동 사이에 가시아래근 활동의 차이는 없다고 보고하였다. 이와 같이 치료와 훈련을 위해 가시아래근의 선택적 활성화가 권장되지만, 치료사가 운동프로그램을 설계하는 데에 도움이 되는 정보는 제한적이므로 가시아래근을 선택적으로 활성화시키는 최적의 운동에 대한 연구는 계속되어야 한다.

최근의 연구에서는 어깨 가쪽돌림 운동 시에 운동방법과 어깨 관절 위치뿐만 아니라 아래팔의 자세도 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도를 변화시킨다고 보고하였다[25-27]. 또한 다양한 어깨 가쪽돌림 운동 중 어떤 운동이 가시아래근의 활성화를 증가시키고 뒤어깨세모근의 활성화를 감소시키는지를 결정하기 위해서는 가시아래근/뒤어깨세모근의 근활성도 비를 평가하는 것 또한 필요하다. 이는 어떤 운동이 가시아래근을 선택적으로 강화하는데 더 효과적인지 결정할 수 있게 해준다[28]. 대부분의 연구는 운동의 종류나 어깨 벌림 각도에 따른 어깨관절근육의 근활성도 변화를 살펴보았지만 효과적인 어깨 가쪽돌림 운동 프로그램을 설계하고 실시하기 위해서는 어깨 가쪽돌림 운동 시 운동방법과 아래팔 자세에 따른 근활성도와 가시아래근/뒤어깨세모근의 근활성도 비를 비교한 연구 또한 필요하다.

따라서 본 연구의 목적은 어깨 재활을 위해 일반적으로 사용되는 4가지 어깨 가쪽돌림 운동방법과 2가지 아래팔 자세에 따른 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도를 조사하여 가시아래근을 선택적으로 활성화하기 위한 최적의 어깨 운동방법과 아래팔의 자세를 알아보고자 한다. 본 연구의 구체적인 가설은 다음과 같다. 첫째, 4가지 어깨 가쪽돌림 운동방법 간에 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도는 차이가 있을 것이다. 둘째, 어깨 가쪽돌림 운동 시 2가지 아래팔 자세 간에 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도는 차이가 있을 것이다. 셋째, 4가지 어깨 가쪽돌림 운동방법 간에 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 차이가 있을 것이다. 넷째, 어깨 가쪽돌림 운동 시 2가지 아래팔 자세 간에 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 차이가 있을 것이다.

MATERIALS AND METHODS

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1. 연구대상자

본 연구에서는 대전광역시 소재에 있는 대전대학교에 재학 중인 건강한 20대 성인을 대상으로 모집공고를 통해 모집하였다. 연구대상자의 선정 조건은 다음과 같다: 1) 어깨 가쪽돌림 운동 시에 통증이나 불편함이 발생되지 않는 자, 2) 어깨 가쪽돌림 운동을 10회 반복 할 수 있는 자(남성, 5 lb; 여성, 3 lb), 3) 본 연구 목적을 이해하고 서면 동의한 자를 대상으로 하였다. 연구대상자의 제외 조건은 다음과 같다: 1) 최근 6개월 이내에 어깨 질환으로 정형외과적 수술과 치료의 경험이 있는 자, 2) 현재 어깨 통증을 경험하는 자, 3) 어깨 부위에 피부 병변으로 인해 어깨 움직임에 방해가 있는 사람들뿐만 아니라 근육 질환이나 위축 또는 신경학적 손상의 진단을 받은 자, 4) 팔의 기형으로 인해 어깨의 가쪽돌림이나 아래팔 회전이 불가능하거나 불편함이 있는 자로 하였다.

본 연구의 대상자 수는 Cohen의 표본추출 공식에 따른 표본 수 계산 프로그램인 G-power 프로그램(ver. 3.1.9.4; University of Kiel, Kiel, Germany)을 사용하였고, 효과 크기 0.25, 유의수준 0.05, 검정력 0.8로 설정한 후 표본 크기를 산출하였다. 그 결과 필요한 최소 표본 크기는 24명이었으며, 탈락률 20%을 감안하여 총 33명을 모집하였다. 대상자 선정 과정 중 3명이 제외되었고, 연구 과정 중에 탈락자는 없어 최종 30명이 완료하였다. 모든 대상자들에게 이 연구의 절차와 목적에 대해 사전에 구두로 설명하였으며, 대상자들은 자발적인 동의와 동의서를 작성한 후 실험에 참여하였다.

2. 연구 설계 및 절차

본 연구는 단면연구 설계(cross-sectional study)로 어깨 가쪽돌림 운동 시 4가지 운동방법과 2가지 아래팔 자세에 따른 뒤어깨세모근, 가시아래근, 그리고 위팔두갈래근의 근활성도를 비교 분석하였다. 측정 과정은 뒤어깨세모근, 가시아래근, 그리고 위팔두갈래근에 대한 최대 수의적 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction, MVIC)을 측정한 후, 사전연습과정과 실제 측정과정 순으로 진행하였다(Figure 1). 사전 연습과정에서 연구자는 대상자에게 운동방법에 대한 설명을 하였으며, 대상자는 거울을 보며 연습하였다. 사전 근피로를 예방하기 위하여 무게를 사용하지 않고 연습하였다. 실제 측정과정에서 대상자는 봉투에서 순서가 표기된 종이의 뽑기를 통해 4가지의 운동 방법과 2가지 아래팔 자세에 따른 운동을 무작위로 진행하였다. 본 연구는 사전에 대전대학교 기관생명윤리위원회로부터 승인을 받고 진행하였다(IRB no. 1040647-202110-HR-005-03).

Figure 1. Study design. MVIC, maximal voluntary isometric contraction; SIER, sitting external rotation at 0° abduction; STER, standing external rotation at 90° abduction; PRER, prone external rotation at 90° of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0° abduction; Neu, neutral; Sup, supinated.

3. 실험방법

1) 근전도 측정 도구 및 부착 부위

뒤어깨세모근, 가시아래근, 그리고 위팔두갈래근의 근활성도를 측정하기 위하여 표면 근전도 장비 WEMG-8 (LXM5308; Laxtha, Daejeon, Korea)를 사용하였다. 수집된 표면 근전도 자료는 근전도 소프트웨어(Telescan 3.29; Laxtha, Daejeon, Korea) 프로그램을 이용하였고, 전극은 Ag/AgCI의 2극 표면 전극을 사용하였다. 근전도 신호의 표본추출률(sampling rate)은 1,024 Hz로 설정하였으며, 20–500 Hz의 주파수 대역폭(band pass)과 60 Hz의 노치필터(notch filter)를 사용하였다. 수집된 근전도 신호는 제곱 평균 제곱근(root mean square) 값으로 처리하여 분석하였다. 표면근전도 신호에 대한 피부 저항을 감소시키기 위하여 면도로 털을 제거하고 부드러운 사포로 2–3회 문질러 피부 각질층을 제거한 후, 소독용 알코올로 피부를 깨끗이 하였다. 각 근육의 전극 부착 위치는 대상자의 우세손 측의 어깨에 부착하였고, 전극은 2 cm 간격으로 고정하였으며 근섬유의 방향과 평행하게 부착하였다. 뒤어깨세모근은 어깨뼈봉우리의 뒤쪽 가장자리에서 아래로 2.5 cm 지점에 부착하였고, 가시아래근은 어깨뼈의 가시 중간점에서 아래로 2.5 cm 지점에, 위팔두갈래근은 전극은 팔꿈치 오금과 안쪽 어깨봉우리 사이를 이은 선의 1/3 지점에 부착하였다. 접지전극(ground electrode)은 팔꿈치머리 부위에 부착하였다(Figure 2) [29].

Figure 2. Electrode placement. (A) posterior deltoid, (B) infraspinatus, (C) biceps brachii.
2) 측정 근육의 최대 수의적 등척성 수축력 방법

본 연구에서는 측정한 근전도 값의 정규화(normalization)를 위하여 최대 수의적 등척성 수축 백분율(%maximal voluntary isometric contraction, %MVIC) 방법을 사용하였다. 각 근육의 MVIC 측정 방법은 뒤어깨세모근은 어깨 90° 벌림, 중립 회전(손바닥 아래로), 팔꿈치를 완전히 편 자세에서 연구자가 위팔뼈 먼쪽 부위에 어깨 수평모음에 대한 저항을 주었다. 가시아래근은 어깨 0° 벌림, 중립 회전 그리고 팔꿈치 90° 굽힌 자세에서 연구자가 어깨 안쪽돌림에 대한 저항을 주었다. 위팔두갈래근은 어깨 0° 벌림, 팔꿈치 90° 굽힘, 아래팔 뒤침자세에서 연구자가 아래팔에 팔꿈치 굽힘에 대한 저항을 주었다[5]. 대상자는 각 근육에 대해 5초 동안 MVIC를 측정하였고, 3회 반복 측정하였다. 근육의 피로도를 최소화하기 위하여 각 반복 사이에 1분간의 휴식, 각 근육 사이에 2분의 휴식시간을 가졌다. 근전도 데이터는 5초를 다섯 구간으로 나눠 오차가 많이 발생되는 0–1초 구간과 4–5초 구간을 제외한 나머지 세 구간의 평균값을 사용하였다. 대상자들은 MVIC를 측정하기 전에 진자 운동(pendulum exercise), 어깨 굽힘, 벌림, 가쪽돌림 그리고 안쪽돌림으로 구성된 준비운동(warm-up)을 수행하였다.

3) 어깨 가쪽돌림 운동방법 및 측정방법

어깨 가쪽돌림 운동은 어깨 재활 시 일반적으로 사용되는 4가지의 운동 방법으로 진행하였다: 첫째, 앉은 자세에서 어깨를 0° 벌린 후 가쪽돌림(sitting external rotation at 0° abduction [SIER]); 둘째, 바로 선 자세에서 어깨를 90° 벌린 후 가쪽돌림(standing external rotation at 90° abduction [STER]); 셋째, 엎드려 누운 자세에서 어깨를 90° 벌린 후 가쪽돌림(PRER); 넷째, 옆으로 누운 자세에서 가쪽돌림(SLER) [2,5]. 모든 운동은 팔꿈치관절을 90° 굽힌 자세에서 진행하였다. 2가지의 아래팔 자세는 중립자세와 뒤침자세로, 모든 대상자는 4가지의 운동을 2가지 아래팔 자세로 총 8번의 운동을 진행하였다(Figures 3, 4). 대상자는 각 운동을 한 세트에 10번의 반복으로 수행하였다. 반복의 속도는 60 bpm으로 설정된 메트로놈을 사용하여 조절하였으며, 동심성 수축과 편심성 수축 구간을 각각 한 박자 동안 수행하여 2초의 간격으로 총 20초간 수행하였다[5,27,30]. 대상자는 운동을 박자에 맞춰 동일한 각도로 수행하기 위해 사전연습과정에서 충분한 연습을 하였으며 전면에 배치된 거울을 통해 시각적 피드백을 받았다. 아령의 무게는 남성은 5 lb, 여성은 3 lb 아령(Vinyl dumbbell; SPRI Products Inc., Libertyville, IL, USA)을 이용하였고[27], 각 운동 사이에 적어도 3분의 쉬는 시간을 가졌다. 운동에 대한 근전도 신호는 10번의 반복 중 3번째 반복부터 7번째 반복까지 5회 반복된 신호인 총 10초의 근전도 신호를 수집하여 평균을 내었다[5,16]. 기록된 근전도 데이터는 %MVIC로 정규화하였다.

Figure 3. Shoulder external rotation exercises in forearm neutral position. (A) sitting external rotation at 0° abduction, (B) standing external rotation at 90° abduction, (C) prone external rotation at 90° of abduction, (D) side-lying external rotation.
Figure 4. Shoulder external rotation exercises in forearm supination position. (A) sitting external rotation at 0° abduction, (B) standing external rotation at 90° abduction, (C) prone external rotation at 90° of abduction, (D) side-lying external rotation.

4. 분석 방법

본 연구대상자로부터 얻은 수집된 모든 자료의 통계 처리는 윈도우용 SPSS version 25.0 프로그램(IBM Corp., Armonk, NY, USA)을 이용하였다. 대상자의 일반적 특성은 기술통계를 이용하여 평균과 표준편차를 제시하였다. 측정된 변수들의 정규성 검정을 위하여 샤피로-윌크 검정(Shapiro-Wilk test)을 사용하였다. 어깨 가쪽돌림 운동 시 2가지 아래팔 자세 간에 측정한 근육들의 근활성도와 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비를 비교 분석하기 위하여 짝비교 검정(paired t-test)을 사용하였다. 4가지 어깨 가쪽돌림 운동방법 간에 측정한 근육들의 근활성도와 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비를 비교하기 위해 일요인 반복측정 분산분석(one-way repeated analysis of variance) 방법을 사용하였다. 유의한 차이가 있을 경우, 사후 분석(post-hoc)으로 Bonferroni 검정 방법을 사용하였다. 본 연구의 모든 통계 분석 시 유의수준은 0.05로 정하였다.

RESULTS

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1. 연구대상자의 일반적인 특성

연구대상자 30명은 남자가 14명, 여자가 16명이었다. 한 사람을 제외하고 모두 오른손잡이였다. 연구대상자의 일반적 특성은 Table 1에 제시하였다.

Table 1 . General characteristics of subjects.

VariableData
Age (y)21.97 ± 1.59
Sex (Male/Female)14/16
Dominant side (Rt/Lt)29/1
Height (cm)167.13 ± 7.54
Weight (kg)62.03 ± 9.82
BMI (kg/m2)22.13 ± 2.46

Values are presented as mean ± standard deviation or number only. Rt, right; Lt, left; BMI, body mass index..

2. 어깨 가쪽돌림 운동 시 운동방법에 따른 근육별 근활성도 비교

4가지 어깨 가쪽돌림 운동방법에 따른 뒤어깨세모근, 가시아래근, 위팔두갈래근의 근활성도는 Table 2에 제시하였다. 4가지 운동방법별로 측정한 모든 근육들의 근활성도는 유의한 차이가 있었다(p < 0.01). 사후분석 결과, 뒤어깨세모근의 근활성도는 PRER에서 SIER, STER, SLER보다 유의하게 높았고, SLER과 STER에서 SIER보다 유의하게 높게 나타났다(p < 0.01). 가시아래근은 PRER, SLER, STER, SIER 순으로 근활성도가 유의하게 높게 나타났다(p < 0.01). 위팔두갈래근의 근활성도는 STER에서 SIER, SLER, PRER보다 유의하게 높았고, SIER과 PRER에서 SLER보다 유의하게 높게 나타났다(p < 0.01). 이러한 결과는 아래팔의 두 측정 자세에서 모두 같은 순서를 보였다. 모든 운동방법에서 가시아래근의 근활성도가 가장 높았으며(p < 0.01) (Figure 5), 운동방법별 근활성도의 순위는 Figure 6에 제시하였다.

Table 2 . Comparison of muscle activity of each muscle by exercises and forearm positions.

VariableSIERSTERPRERSLERF
Posterior deltoidNeutral2.65 ± 1.3515.69 ± 5.51a52.38 ± 13.21a,b17.12 ± 6.98a,c152.400**
Supinated2.35 ± 1.1115.77 ± 6.62a47.95 ± 10.81a,b15.51 ± 6.90a,c171.749**
Difference0.30 ± 0.52–0.08 ± 2.884.43 ± 7.61a,b1.61 ± 2.47a5.994**
t3.164**–0.1503.184**3.580**
InfraspinatusNeutral26.77 ± 9.0145.01 ± 13.74a80.39 ± 18.67a,b54.66 ± 11.51a,b,c180.628**
Supinated23.09 ± 8.8743.99 ± 13.42a77.08 ± 16.54a,b52.95 ± 11.13a,b,c215.421**
Difference3.68 ± 3.901.02 ± 4.703.31 ± 9.371.71 ± 5.671.633
t5.168**1.1881.9381.651
Biceps brachiiNeutral9.23 ± 4.5013.49 ± 9.51a9.73 ± 11.01b3.30 ± 2.51a,b,c43.155**
Supinated8.03 ± 4.2216.69 ± 9.85a11.78 ± 14.10b4.28 ± 3.08a,b,c29.706**
Difference1.20 ± 3.34–3.20 ± 3.38a–2.05 ± 5.22a–0.98 ± 1.70a,b9.574**
t1.967–5.185**–2.153*–3.162**

Values are presented as mean ± standard deviation. SIER, sitting external rotation at 0° abduction; STER, standing external rotation at 90° abduction; PRER, prone external rotation at 90° of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0° abduction. aThere is a significant difference from SIER (p < 0.05), bThere is a significant difference from STER (p < 0.05), cThere is a significant difference from PRER (p < 0.05). *p < 0.05, **p < 0.01..
Figure 5. Muscle activity of each exercise and forearm position. SIER, sitting external rotation at 0° abduction; STER, standing external rotation at 90° abduction; PRER, prone external rotation at 90° of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0° abduction; %MVIC, %maximal voluntary isometric contraction; PD, posterior deltoid; IF, infraspinatus; BB, biceps brachii; Neu, neutral; Sup, supinated. *p < 0.05. **p < 0.01.
Figure 6. Muscle activity rankings per exercise of posterior deltoid and infraspinatus. PD, posterior deltoid; IF, infraspinatus; %MVIC, %maximal voluntary isometric contraction; Neu, neutral; Sup, supinated; PRER, prone external rotation at 90° of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0° abduction; STER, standing external rotation at 90° abduction; SIER, sitting external rotation at 0° abduction.

3. 어깨 가쪽돌림 운동 시 아래팔의 자세에 따른 근육별 근활성도 비교

2가지 아래팔 자세에 따른 뒤어깨세모근, 가시아래근, 위팔두갈래근의 근활성도는 Table 2에 제시하였다. 뒤어깨세모근의 근활성도는 SIER, PRER, SLER에서 아래팔 중립자세가 뒤침자세보다 유의하게 더 높았다(p < 0.01). 가시아래근의 근활성도는 SIER에서 아래팔 중립자세가 뒤침자세보다 유의하게 더 높았다(p < 0.01). 위팔두갈래근의 근활성도는 STER, PRER, SLER에서 아래팔 뒤침자세가 중립자세보다 유의하게 더 높았다(PRER, p < 0.05; STER, SLER, p < 0.01) (Figure 5).

4. 어깨 가쪽돌림 운동 시 운동방법에 따른 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비 비교

4가지 어깨 가쪽돌림 운동방법에 따른 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 Table 3에 제시하였다. 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 4가지 운동방법 간에 유의한 차이를 보였다(p < 0.01). 사후분석 결과 SIER에서 STER, SLER, PRER보다 유의하게 높았으며, SLER과 STER에서 PRER보다 유의하게 높았다(p < 0.01). 이는 아래팔 두 자세에서 모두 동일하였다.

Table 3 . Comparison of IF/PD muscle activity ratio by exercises and forearm positions.

VariableSIERSTERPRERSLERF
IF/PD ratioNeutral11.33 ± 4.063.05 ± 1.03a1.59 ± 0.40a,b3.75 ± 1.95a,c79.067**
Supinated10.64 ± 3.613.06 ± 1.13a1.66 ± 0.39a,b4.08 ± 2.16a,c65.323**
Difference0.69 ± 1.61–0.02 ± 0.49–0.07 ± 0.16–0.33 ± 0.832.531
t2.356*–0.191–2.212*–2.210*

Values are presented as mean ± standard deviation. SIER, sitting external rotation at 0°abduction; STER, standing external rotation at 90°abduction; PRER, prone external rotation at 90°of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0°abduction; IF, infraspinatus; PD, posterior deltoid. aThere is a significant difference from SIER (p < 0.05), bThere is a significant difference from STER (p < 0.05), cThere is a significant difference from PRER (p < 0.05). *p < 0.05, **p < 0.01..

5. 어깨 가쪽돌림 운동 시 아래팔의 자세에 따른 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비 비교

2가지 아래팔 자세에 따른 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 Table 3에 제시하였다. 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 SIER에서 아래팔 중립자세가 뒤침자세보다 유의하게 더 높았다(p < 0.05). PRER과 SLER에서는 아래팔 뒤침자세가 중립자세보다 유의하게 더 높았다(p < 0.05).

DISCUSSION

Go to

어깨 가쪽돌림 운동은 물리치료분야에서 어깨질환 환자의 재활운동으로 자주 사용된다[8]. 그러나 가시아래근의 약화나 뒤어깨세모근의 과사용으로 인해 운동 시에 가시아래근보다 뒤어깨세모근의 과활성화가 나타나면 위팔뼈머리의 앞쪽 이동이 증가하여 오히려 어깨의 기능적 불안정성을 증가시킨다[7,20]. 따라서 많은 저자들은 어깨 가쪽돌림 운동 시 가시아래근의 선택적 활성화를 권장하고 있다[5,7,8,10,13,16,18,20,27]. 이에 본 연구는 근전도 장비를 이용하여 어깨 가쪽돌림 운동 시 운동방법과 아래팔 자세에 따른 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도를 조사하여 뒤어깨세모근의 사용을 최소화하면서 가시아래근을 선택적으로 활성화하기 위한 운동방법과 운동방법마다 최적의 아래팔 자세를 알아내기 위하여 실시하였다.

어깨 가쪽돌림 운동 시 임상에서 흔히 사용되는 4가지 운동방법에 따른 근육별 근활성도를 분석한 결과 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도는 PRER에서 가장 높았다. 이는 PRER과 SIER, STER, SLER과 비교했을 때 PRER에서 가시아래근 활성도가 가장 높다고 보고한 Yu 등[28]과 Blackburn [22]의 결과와 동일함을 보였다. 그러나 이전의 일부 다른 연구에서는 PRER보다 SLER에서 가시아래근의 활성도가 더 높거나 두 방법 사이에는 유의한 차이가 나타나지 않는다는 보고도 있었다[5,11,23]. 이것은 연구마다 운동 및 측정방법의 차이가 있었으며, 아령의 무게 선정 또한 달랐기 때문에 다른 결과가 나왔다고 사료되므로 추후에 동일한 연구방법을 적용한 더 많은 연구가 필요하다. 뒤어깨세모근의 근활성도는 Reinold 등[5]과 Ha 등[23]의 연구와 동일함을 보였다. 이는 이전의 연구에서 엎드린 자세가 다른 자세에 비해 뒤어깨세모근에 중력을 더 많이 주는 자세이기 때문이라고 보고하였다.

가시아래근은 PRER에서 가장 높은 근활성도를 보였지만 뒤어깨세모근을 최소화하고 가시아래근을 선택적으로 활성화하기 위한 운동을 선택하기 위해서는 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비 또한 참고되어야 한다[7,18]. 본 연구결과에서 4가지 운동방법에 따른 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 SIER에서 가장 높았으며, PRER에서 가장 낮았다. 이는 뒤어깨세모근은 SIER에서 중력의 영향을 가장 덜 받는 자세이며, SIER은 어깨 모음을 유발했기 때문이다[18]. 어깨 가쪽돌림 운동 시에 어깨 모음은 높은 뒤어깨세모근의 근활성도를 낮출 수 있고, 가시아래근을 선택적으로 활성화할 수 있는 방법이라고 Sakita 등[16]과 Clisby 등[7]은 제시하였다. 일반적으로 가시아래근 강화 운동방법은 운동의 목적과 환자의 자세에 따라 결정된다. STER과 PRER은 스포츠 활동에서 관찰되는 어깨 위치, 관절낭 긴장 및 근섬유 길이-장력 관계를 재현 할 수 있다[23]. 그러나 STER과 PRER 같은 어깨를 90° 벌린 자세에서의 가쪽돌림 운동은 위팔뼈머리가 앞쪽으로 이동하기 쉬워 어깨주변조직, 특히 아래쪽 어깨위팔인대의 전방에 긴장을 가할 수 있다[23,31]. 그러므로 STER과 PRER은 일상활동이나 스포츠활동에서 상지의 기능을 재현 할 수 있어 건강한 사람에게는 기능적 이점이 있을 수 있지만, 전방 불안정성 또는 어깨충돌증후군과 같은 돌림근띠 부상의 영향을 받는 환자는 피해야 한다. 이러한 어깨환자의 운동프로그램을 설계할 때는 SIER과 SLER이 더 낮은 뒤어깨세모근 활성화와 함께 가시아래근의 적절한 활성화를 생성하므로 더 나은 선택이 될 수 있다[31,32]. 따라서 본 연구와 이전의 연구 결과들을 통해 SIER은 어깨 불안정 환자의 초기 재활운동으로, PRER은 어깨의 안정성이 확보된 후에 강화 운동으로 제안될 수 있다.

본 연구에서 2가지 아래팔 자세를 선정한 이유는 어깨 가쪽돌림 운동 시에 아래팔의 자세에 따라 어깨근육의 근활성도가 차이가 있다는 이전 연구의 결과를 참고하였고[25-27,33], 2가지 아래팔 자세에 따른 어깨 가쪽돌림 운동이 임상적 의의가 있을 것으로 여겨졌기 때문이다. 이전의 연구들은 가장 일반적인 어깨 가쪽돌림 운동인 SIER에서 아래팔의 자세에 따른 어깨근육의 근활성도를 비교하였다. 그러나 본 연구에서는 가시아래근의 활성화를 최대화하기 위한 최적의 아래팔 자세는 운동마다 다르다는 이전 연구의 결과를 참고하여[27], SIER뿐만 아니라 일반적으로 임상에서 사용되는 STER, PRER, SLER 운동을 추가하였다. 본 연구에서 어깨 가쪽돌림 운동 시 2가지 아래팔 자세에 따른 근육별 근활성도를 분석한 결과 가시아래근은 SIER에서 아래팔 중립자세가 뒤침자세보다 더 높은 근활성도를 보였다. 그러나 이전의 Kang [25]의 연구에서는 SIER에서 뒤침자세가 중립자세보다 가시아래근의 활성화가 더 높다고 보고하였다. 이러한 선행 연구와 본 연구를 비교해 볼 때 연구방법에서 차이가 났다. 본 연구는 아래팔 중립자세와 뒤침자세에서 가쪽돌림 각도를 동일하게 교육하고 운동을 실시하였으며, 60 bpm으로 설정된 메트로놈을 사용하여 동심성 수축과 편심성 수축 구간을 각각 한 박자 동안 수행하였다. 그러나 Kang [25]의 연구에서는 아래팔 자세에 따라 개인의 최고 관절 가동범위에서 운동을 실시하였으며, 최대가동범위 위치에서 5초간 등척성 수축을 수행하였다. 이 때 아래팔 뒤침자세가 중립자세보다 평균적으로 더 높은 가동범위로 운동을 수행하였기 때문에 본 연구의 결과와 다르게 나타난 것으로 보인다. 뒤어깨세모근은 SIER, PRER, SLER에서 중립자세가 뒤침자세보다 더 높은 근활성도를 보였다. 이러한 결과는 이전의 연구에서 뒤어깨세모근은 SIER에서 아래팔 중립자세가 뒤침자세보다 근활성도가 더 높다고 보고한 것과 동일하다[25,26]. 이와 같이 어깨 가쪽돌림 운동 시 아래팔 자세에 따라 어깨근육의 근활성도의 차이가 나는 것은 아래팔 자세의 변화에도 위팔뼈 회전은 유지되었지만 아래팔에서 원위적으로 조정하는 경우에도 어깨위팔관절에 변화가 나타날 수 있다고 가정하는 것이 타당하다. 이러한 변화는 어깨근육의 특정 근육을 높은 수준으로 활성화 시키기에 유리하거나 불리한 조건으로 만들 수 있다[27]. 그러나 아래팔의 회전이 어깨위팔관절의 어떠한 변화를 주었고 그 변화가 어깨근육의 미치는 영향을 알아보기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다.

2가지 아래팔자세에 따른 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 SIER에서 중립자세가 뒤침자세보다 더 높았으며, PRER과 SLER에서는 뒤침자세가 중립자세보다 더 높았다. 이는 운동마다 위팔두갈래근의 근활성도가 더 높게 나타난 아래팔 자세에서 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비 또한 더 높게 나타났다. 많은 연구에서 위팔두갈래근 긴 갈래는 어깨의 벌림 및 가쪽돌림 시에 주요 안정화 역할을 한다고 하였고[34], Kim 등[35]은 위팔두갈래근의 활동이 어깨의 벌림 및 가쪽돌림 시에 어깨의 전방 불안정성을 제거한다고 보고하였다. 또한 본 연구결과에서는 어깨의 안정성에 영향을 미치는 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비와 위팔두갈래근의 근활성도가 상관성을 보였다. 이러한 결과를 비추어 보았을 때 어깨부상 재활 및 예방을 위해 처방되는 어깨 가쪽돌림 운동에서는 위팔두갈래근의 활동 또한 고려되어야 하며, 아래팔 자세가 이에 영향을 미칠 것으로 보인다.

본 연구에서는 몇 가지의 제한점이 있다. 첫째, 모든 참가자가 건강한 20대 성인을 대상으로 하였기 때문에 본 실험의 결과를 어깨의 손상을 지닌 환자에게는 일반화하기 어렵다. 따라서 본 실험의 연구 결과가 어깨 통증이 있는 참가자에게 적용되는지 여부를 확인하기 위해서는 추가 연구가 필요하다. 둘째, 어깨 가쪽돌림 운동 시 활성화되는 관련된 다른 근육들의 근활성도 값을 얻지 못했으므로 이를 평가하기 위한 추가적인 연구가 필요하다. 셋째, 우리의 연구는 단면조사 연구이므로 어깨 통증과 가시아래근 약화가 있는 환자에 대한 선택적 훈련의 장기적 효과를 확인하기 위해 장기적인 종단적 추적 연구가 필요하다. 앞으로의 연구에서는 더욱 다양한 어깨 가쪽돌림 운동에서 아래팔 자세에 따른 어깨근육의 근활성도 패턴을 비교, 분석하고 또한 어깨 통증이 있는 환자와 건강한 사람의 차이를 비교하는 연구가 필요할 것이다.

CONCLUSIONS

Go to

본 연구는 건강한 20대 30명을 대상으로, 어깨 재활을 위해 물리치료실에서 일반적으로 사용되는 4가지의 어깨 가쪽돌림 운동방법(앉은 자세에서 어깨를 0도 벌린 후 가쪽돌림[SIER], 바로 선 자세에서 어깨를 90도 벌린 후 가쪽돌림[STER], 엎드려 누운 자세에서 어깨를 90도 벌린 후 가쪽돌림[PRER], 옆으로 누운 자세에서 가쪽돌림[SLER])과, 2가지의 아래팔 자세(중립과 뒤침자세)에 따른 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도를 분석하여 어깨 가쪽돌림운동 시 가시아래근의 활성화를 위한 최적의 어깨 운동방법과 아래팔의 자세가 무엇인가를 알아보고자 실시하였다.

그 결과, 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도는 PRER에서 가장 높았고, 아래팔 중립자세가 뒤침자세보다 더 높은 근활성도를 보였다. 가시아래근/뒤어깨세모근의 근활성도 비는 SIER에서 가장 높았고, 각 운동마다 위팔두갈래근의 근활성도가 높은 아래팔자세에서 비가 더 높았다. 이러한 결과를 기초로 하여 어깨 불안정 환자의 초기 돌림근띠 재활에서는 아래팔 중립자세에서 SIER이 초기 재활운동으로 선택될 수 있고, 어깨의 안정성이 확보된 상태에서의 가시아래근 근력강화 운동은 아래팔 중립자세에서 PRER이 우선적으로 선택될 수 있다. 이에 본 연구는 어깨 가쪽돌림 운동 시 운동방법과 아래팔 자세는 어깨 재활 및 손상 예방 운동프로그램을 설계할 때 고려되어야 할 것임을 제안한다.

References

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  1. Luime JJ, Koes BW, Hendriksen IJ, Burdorf A, Verhagen AP, Miedema HS, et al. Prevalence and incidence of shoulder pain in the general population; a systematic review. Scand J Rheumatol 2004;33(2):73-81.
    Pubmed CrossRef
  2. Kinsella R, Pizzari T. Electromyographic activity of the shoulder muscles during rehabilitation exercises in subjects with and without subacromial pain syndrome: a systematic review. Shoulder Elbow 2017;9(2):112-26.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  3. Parsons S, Breen A, Foster NE, Letley L, Pincus T, Vogel S, et al. Prevalence and comparative troublesomeness by age of musculoskeletal pain in different body locations. Fam Pract 2007;24(4):308-16.
    Pubmed CrossRef
  4. Terry GC, Chopp TM. Functional anatomy of the shoulder. J Athl Train 2000;35(3):248-55.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  5. Reinold MM, Wilk KE, Fleisig GS, Zheng N, Barrentine SW, Chmielewski T, et al. Electromyographic analysis of the rotator cuff and deltoid musculature during common shoulder external rotation exercises. J Orthop Sports Phys Ther 2004;34(7):385-94.
    Pubmed CrossRef
  6. McCluskey GM, Getz BA. Pathophysiology of anterior shoulder instability. J Athl Train 2000;35(3):268-72.
    Pubmed KoreaMed
  7. Clisby EF, Bitter NL, Sandow MJ, Jones MA, Magarey ME, Jaberzadeh S. Relative contributions of the infraspinatus and deltoid during external rotation in patients with symptomatic subacromial impingement. J Shoulder Elbow Surg 2008;17(1 Suppl):87S-92S.
    Pubmed CrossRef
  8. Bitter NL, Clisby EF, Jones MA, Magarey ME, Jaberzadeh S, Sandow MJ. Relative contributions of infraspinatus and deltoid during external rotation in healthy shoulders. J Shoulder Elbow Surg 2007;16(5):563-8.
    Pubmed CrossRef
  9. Mayerhoefer ME, Breitenseher MJ, Wurnig C, Roposch A. Shoulder impingement: relationship of clinical symptoms and imaging criteria. Clin J Sport Med 2009;19(2):83-9.
    Pubmed CrossRef
  10. Jang JH, Oh JS. Changes in shoulder external rotator muscle activity during shoulder external rotation in various arm positions in the sagittal plane. J Phys Ther Sci 2014;26(1):135-7.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  11. Ballantyne BT, O'Hare SJ, Paschall JL, Pavia-Smith MM, Pitz AM, Gillon JF, et al. Electromyographic activity of selected shoulder muscles in commonly used therapeutic exercises. Phys Ther 1993;73(10):668-77. discussion 677-82.
    Pubmed CrossRef
  12. Kim H, Hwang U, Jung S, Ahn S, Kim J, Kwon O. Effect of horizontal adduction force on infraspinatus and deltoid activities during the side-lying wiper exercise using pressure biofeedback. Phys Ther Korea 2017;24(4):77-83.
    CrossRef
  13. Jaggi A, Lambert S. Rehabilitation for shoulder instability. Br J Sports Med 2010;44(5):333-40.
    Pubmed CrossRef
  14. Myers JB, Hwang JH, Pasquale MR, Blackburn JT, Lephart SM. Rotator cuff coactivation ratios in participants with subacromial impingement syndrome. J Sci Med Sport 2009;12(6):603-8.
    Pubmed CrossRef
  15. McCreesh KM, Crotty JM, Lewis JS. Acromiohumeral distance measurement in rotator cuff tendinopathy: is there a reliable, clinically applicable method? A systematic review. Br J Sports Med 2015;49(5):298-305.
    Pubmed CrossRef
  16. Sakita K, Seeley MK, Myrer JW, Hopkins JT. Shoulder-muscle electromyography during shoulder external-rotation exercises with and without slight abduction. J Sport Rehabil 2015;24(2):109-15.
    Pubmed CrossRef
  17. Kolber MJ, Beekhuizen KS, Santore T, Fiers H. Implications for specific shoulder positioning during external rotator strengthening. Strength Cond J 2008;30(4):12-6.
    CrossRef
  18. Kim JW, Yoon JY, Kang MH, Oh JS. Selective activation of the infraspinatus during various shoulder external rotation exercises. J Phys Ther Sci 2012;24(7):581-4.
    CrossRef
  19. Sahrmann SDiagnosis and treatment of movement impairment syndromes. St. Louis (MO): Mosby.
  20. Lim OB, Kim JA, Song SJ, Cynn HS, Yi CH. Effect of selective muscle training using visual EMG biofeedback on infraspinatus and posterior deltoid. J Hum Kinet 2014;44:83-90.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  21. Grimsby O, Rivard JScience, theory and clinical application in orthopaedic manual physical therapy: scientific therapeutic exercise progressions (STEP): the neck and upper extremity. Taylorsville (UT): The Academy of Graduate Physical Therapy.
  22. Blackburn TA. EMG analysis of posterior rotator cuff exercises. J Athl Train 1990;25:40-5.
  23. Ha SM, Kwon OY, Cynn HS, Lee WH, Kim SJ, Park KN. Selective activation of the infraspinatus muscle. J Athl Train 2013;48(3):346-52.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  24. Ryan G, Johnston H, Moreside J. Infraspinatus isolation during external rotation exercise at varying degrees of abduction. J Sport Rehabil 2018;27(4):334-9.
    Pubmed CrossRef
  25. Kang KH. The study about muscle activities and ROM of shoulder joint according to supination during external rotation. Korean Soc Wellness 2017;12(4):553-63.
    CrossRef
  26. Lee GB, Hwang JM, Lee DY, Yu JH, Kim JS, Kim SG, et al. The effect of forearm position on the activity of the upper-extremity muscles during shoulder external rotation exercise using a pulley. Neurotherapy 2021;25(2):9-15.
    CrossRef
  27. Hedt C, Lambert BS, Daum J, Pearson JM, McCulloch PC. Forearm position matters during eccentric shoulder exercises: an EMG recruitment study with implications for rehabilitation. Int J Sports Phys Ther 2020;15(6):1110-8.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  28. Yu IY, Lee DK, Kang MJ, Oh JS. Effects of 3 infraspinatus muscle strengthening exercises on isokinetic peak torque and muscle activity. J Sport Rehabil 2019;28(3):229-35.
    Pubmed CrossRef
  29. SENIAM. Recommendations for sensor locations on individual muscles. . European Union [Internet]. Enschede: 2005[cited 2021 Nov 2].
    Available from: http://seniam.org/sensor_location.htm.
  30. David G, Magarey ME, Jones MA, Dvir Z, Türker KS, Sharpe M. EMG and strength correlates of selected shoulder muscles during rotations of the glenohumeral joint. Clin Biomech (Bristol, Avon) 2000;15(2):95-102.
    Pubmed CrossRef
  31. Reinold MM, Escamilla RF, Wilk KE. Current concepts in the scientific and clinical rationale behind exercises for glenohumeral and scapulothoracic musculature. J Orthop Sports Phys Ther 2009;39(2):105-17.
    Pubmed CrossRef
  32. Alizadehkhaiyat O, Hawkes DH, Kemp GJ, Frostick SP. Electromyographic analysis of the shoulder girdle musculature during external rotation exercises. Orthop J Sports Med 2015;3(11):2325967115613988.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  33. Schoenfeld B, Sonmez RG, Kolber MJ, Contreras B, Harris R, Ozen S. Effect of hand position on EMG activity of the posterior shoulder musculature during a horizontal abduction exercise. J Strength Cond Res 2013;27(10):2644-9.
    Pubmed CrossRef
  34. Kim SH, Ha KI, Kim HS, Kim SW. Electromyographic activity of the biceps brachii muscle in shoulders with anterior instability. Arthroscopy 2001;17(8):864-8.
    Pubmed CrossRef
  35. Kim SH, Ha KI, Ahn JH, Kim SH, Choi HJ. Biceps load test II: a clinical test for SLAP lesions of the shoulder. Arthroscopy 2001;17(2):160-4.
    Pubmed CrossRef

Article

Original Article

Phys. Ther. Korea 2022; 29(2): 106-116

Published online May 20, 2022 https://doi.org/10.12674/ptk.2022.29.2.106

Copyright © Korean Research Society of Physical Therapy.

어깨 가쪽돌림 운동 시 운동방법과 아래팔의 자세에 따른 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도 비교

손명기1, 김선엽2

1대전대학교 대학원 물리치료학과, 2대전대학교 보건의료과학대학 물리치료학과

Received: April 19, 2022; Revised: May 11, 2022; Accepted: May 12, 2022

Comparison of Infraspinatus and Posterior Deltoid Muscle Activities According to Exercise Methods and Forearm Positions During Shoulder External Rotation Exercises

Myeong-gi Son1 , PT, BHSc, Suhn-yeop Kim2 , PT, PhD

1Department of Physical Therapy, The Graduate School, Daejeon University, 2Department of Physical Therapy, College of Health and Medical Science, Daejeon University, Daejeon, Korea

Correspondence to:Suhn-yeop Kim
E-mail: kimsy@dju.kr
https://orcid.org/0000-0002-0558-7125

Received: April 19, 2022; Revised: May 11, 2022; Accepted: May 12, 2022

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

Background: Shoulder external rotation exercises are commonly used to improve the stabilizing ability of the infraspinatus. However, during exercise, excessive activation of the posterior deltoid compared to the infraspinatus causes the humeral head to move anteriorly in an abnormal position. Many researchers have emphasized selective activation of the infraspinatus during shoulder external rotation exercise. Objects: This study aims to delineate the optimal exercise method for selective activation of infraspinatus by investigating the muscle activities of the infraspinatus and posterior deltoid according to the four shoulder exercise methods and two forearm positions.
Methods: Thirty healthy individuals participated in this study. The participants were instructed to perform shoulder external rotation exercises following four exercise methods: sitting external rotation (SIER); standing external rotation at 90° abduction (STER); prone external rotation at 90° abduction (PRER); side-lying external rotation (SLER), and two forearm positions (neutral, supinated). The electromyography (EMG) signal amplitude was measured during each exercise. Surface EMG signals were recorded from the posterior deltoid, infraspinatus, and biceps brachii.
Results: EMG results of the infraspinatus and posterior deltoid in PRER, were significantly higher than that of the other exercises (p < 0.01). The EMG ratio (infraspinatus/posterior deltoid) in SIER was significantly higher than that of the other exercises. EMG activation of the posterior deltoid in SIER, PRER, and SLER was significantly higher in neutral than in supinated (p < 0.01). Furthermore, the EMG of the infraspinatus in SIER was significantly higher in neutral than in supinated (p < 0.01). The EMG ratio (infraspinatus/ posterior deltoid) in SIER was significantly higher in neutral than in supinated (p < 0.05.) Contrarily EMG ratios in PRER and SLER were significantly higher in supinated than in neutral (p < 0.05).
Conclusion: The results show that clinicians should consider these exercise methods and forearm positions when planning shoulder external rotation exercises for optimal shoulder rehabilitation.

Keywords: Forearm position, Infraspinatus, Muscle activity, Posterior deltoid, Shoulder external rotation exercise

INTRODUCTION

어깨 통증은 우리사회에서 업무나 여가 활동을 저해하고 기능장애를 일으키는 주요 건강 문제 중 하나이다. 인구의 최대 67%가 일생 중 한 번 이상 경험하는 가장 흔한 근골격계 질환으로, 재발과 증상이 지속되는 경우가 흔하며 어깨 통증 환자의 약 14%는 2년 이상 지속되는 통증을 경험한다[1-3]. 이는 어깨위팔관절이 인체 관절 중 가장 많은 운동량을 가지고 있지만 위팔뼈머리와 관절면의 접촉면이 25%–30%로 불안정한 상태를 가지고 있어 다양한 부상에 노출되어 있기 때문이다[4,5]. 이러한 어깨의 기능적 안정성은 정적 상태에서는 관절테두리, 관절주머니, 오목위팔인대와 같은 구조물이 안정성을 제공하고 동적 상태에서는 돌림근띠(rotator cuff)가 안정성을 제공한다[5,6]. 따라서 많은 임상가와 연구자들은 부상을 예방하고 임상 및 스포츠 관련 상황에서 어깨 안정성을 개선하기 위해 돌림근띠 근육의 강화를 강조하였다[7,8].

돌림근띠 근육은 어깨밑근, 작은원근, 가시위근, 가시아래근으로 구성되며 어깨의 동적인 움직임 동안에 위팔뼈머리를 관절오목 내에 정상적으로 위치시켜 안정성을 제공하는 중요한 역할을 한다[9,10]. 특히 그 중 가시아래근은 어깨 가쪽돌림과 관련된 운동프로그램과 기능활동 중에 역동적인 안정성을 제공하고 일차적인 가쪽돌림 장치로 중요한 역할을 한다[5,7,11]. 또한 어깨 가쪽돌림 시에 관절오목 내에서 위팔뼈머리의 앞쪽으로 과도한 이동을 막는다[12]. 그러나 만약 가시아래근의 약화가 있다면 어깨 가쪽돌림 시에 뒤어깨세모근의 우세한 활성화 증가로 보상되어 위팔뼈머리가 과도하게 위쪽과 앞쪽으로 이동된다[13]. 이는 결과적으로 어깨위팔관절의 불안정성을 증가시키고 어깨충돌증후군을 유발할 수 있다[14,15]. 그러므로 많은 연구자들은 어깨 가쪽돌림 강화 운동을 설계할 때 뒤어깨세모근의 활성화를 최소화하고 가시아래근을 선택적으로 활성화하는 것에 초점을 맞추었다[5,8,16].

어깨 가쪽돌림 운동(external rotation exercise)은 돌림근띠 재훈련 프로그램을 하는 동안 짝힘(force couple)의 균형을 회복하고, 어깨 부상 재활과 예방을 위해 가장 일반적으로 처방되는 어깨 강화 운동 중 하나이다[5,8,17]. 어깨 가쪽돌림 운동은 주로 가시아래근의 안정성을 개선하고 힘과 지구력을 향상시키는 운동이지만, 뒤어깨세모근 또한 가시아래근과 함께 활성화된다[5,18]. 만약 운동 시에 가시아래근과 비교하여 뒤어깨세모근이 과도하게 활성화되면 위팔뼈머리를 비정상적으로 앞쪽으로 이동시켜 어깨의 불안정성을 지속시킨다[13,19]. 이전 연구에서 많은 사람들은 어깨 가쪽돌림 운동 시 가시아래근의 활성화보다 뒤어깨세모근의 활성화에 더 관여하는 경향이 있으며, 특히 어깨충돌증후군 또는 어깨 불안정성 환자는 가시아래근에 비해 뒤어깨세모근의 활성화가 과도하게 나타났다[20,21]. 이러한 뒤어깨세모근의 원치 않는 과도한 근육 활성화를 억제하기 위해 많은 연구자들은 어깨 가쪽돌림 운동 시 가시아래근의 선택적 활성화를 주장하였다[20]. 어깨 가쪽돌림 운동 시 뒤어깨세모근과 가시아래근의 동원은 팔과 몸의 위치를 포함한 여러 변수에 따라 달라지기 때문에 운동 중 정확한 자세에 대한 피드백은 원치 않는 보상을 수정하는데 유용할 수 있다[12,19]. 어깨 가쪽돌림 운동 시 가시아래근의 근력을 증진시키고 과도한 뒤어깨세모근의 활성화를 방지하기 위한 다양한 자세가 있지만, 특정 운동 자세의 효과와 이러한 자세가 관련 근육의 활성화 수준을 어떻게 변화시키는지에 대한 정보는 부족하다[18].

많은 연구자들은 어깨 가쪽돌림 운동 시에 가시아래근의 기능 회복과 선택적 활성화에 대한 프로토콜을 연구하였고, 운동방법과 어깨 관절 위치에 따라 선택적 가시아래근 활성화의 결과가 다양하다고 보고하였다[5,11,16,18,22-24]. Ryan 등[24]은 어깨 벌림 각도에 따른 어깨 가쪽돌림 운동에서 어깨 주변 근육의 근활성화를 비교하여 벌림 각도가 증가함에 따라 가시아래근의 활성화가 감소되고, 뒤어깨세모근의 활성화를 증가시킨다고 하였다. Sakita 등[16]은 어깨 모음에 대한 힘을 적용한 후 어깨 가쪽돌림 운동이 가시아래근을 선택적으로 활성화 할 수 있다고 하였다. 어깨 벌림 각도에 대한 연구들은 동일한 결과가 나타나고 있지만 가시아래근을 선택적으로 활성화하기 위한 최적의 운동 방법에 대해서는 논란의 여지가 있다. Blackburn [22]은 엎드려 누운 자세에서 어깨를 90° 벌린 후 가쪽돌림 운동(prone external rotation at 90° of abduction [PRER])이 옆으로 누운 자세에서 가쪽돌림 운동(side-lying external rotation [SLER])보다 가시아래근을 강화하는데 더 효과적이라고 보고하였다. 그러나 다른 연구자들[5]은 SLER이 PRER보다 가시아래근 강화에 효과적인 운동이라는 것을 발견하였고, Ballantyne 등[11]은 PRER과 SLER 두 운동 사이에 가시아래근 활동의 차이는 없다고 보고하였다. 이와 같이 치료와 훈련을 위해 가시아래근의 선택적 활성화가 권장되지만, 치료사가 운동프로그램을 설계하는 데에 도움이 되는 정보는 제한적이므로 가시아래근을 선택적으로 활성화시키는 최적의 운동에 대한 연구는 계속되어야 한다.

최근의 연구에서는 어깨 가쪽돌림 운동 시에 운동방법과 어깨 관절 위치뿐만 아니라 아래팔의 자세도 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도를 변화시킨다고 보고하였다[25-27]. 또한 다양한 어깨 가쪽돌림 운동 중 어떤 운동이 가시아래근의 활성화를 증가시키고 뒤어깨세모근의 활성화를 감소시키는지를 결정하기 위해서는 가시아래근/뒤어깨세모근의 근활성도 비를 평가하는 것 또한 필요하다. 이는 어떤 운동이 가시아래근을 선택적으로 강화하는데 더 효과적인지 결정할 수 있게 해준다[28]. 대부분의 연구는 운동의 종류나 어깨 벌림 각도에 따른 어깨관절근육의 근활성도 변화를 살펴보았지만 효과적인 어깨 가쪽돌림 운동 프로그램을 설계하고 실시하기 위해서는 어깨 가쪽돌림 운동 시 운동방법과 아래팔 자세에 따른 근활성도와 가시아래근/뒤어깨세모근의 근활성도 비를 비교한 연구 또한 필요하다.

따라서 본 연구의 목적은 어깨 재활을 위해 일반적으로 사용되는 4가지 어깨 가쪽돌림 운동방법과 2가지 아래팔 자세에 따른 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도를 조사하여 가시아래근을 선택적으로 활성화하기 위한 최적의 어깨 운동방법과 아래팔의 자세를 알아보고자 한다. 본 연구의 구체적인 가설은 다음과 같다. 첫째, 4가지 어깨 가쪽돌림 운동방법 간에 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도는 차이가 있을 것이다. 둘째, 어깨 가쪽돌림 운동 시 2가지 아래팔 자세 간에 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도는 차이가 있을 것이다. 셋째, 4가지 어깨 가쪽돌림 운동방법 간에 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 차이가 있을 것이다. 넷째, 어깨 가쪽돌림 운동 시 2가지 아래팔 자세 간에 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 차이가 있을 것이다.

MATERIALS AND METHODS

1. 연구대상자

본 연구에서는 대전광역시 소재에 있는 대전대학교에 재학 중인 건강한 20대 성인을 대상으로 모집공고를 통해 모집하였다. 연구대상자의 선정 조건은 다음과 같다: 1) 어깨 가쪽돌림 운동 시에 통증이나 불편함이 발생되지 않는 자, 2) 어깨 가쪽돌림 운동을 10회 반복 할 수 있는 자(남성, 5 lb; 여성, 3 lb), 3) 본 연구 목적을 이해하고 서면 동의한 자를 대상으로 하였다. 연구대상자의 제외 조건은 다음과 같다: 1) 최근 6개월 이내에 어깨 질환으로 정형외과적 수술과 치료의 경험이 있는 자, 2) 현재 어깨 통증을 경험하는 자, 3) 어깨 부위에 피부 병변으로 인해 어깨 움직임에 방해가 있는 사람들뿐만 아니라 근육 질환이나 위축 또는 신경학적 손상의 진단을 받은 자, 4) 팔의 기형으로 인해 어깨의 가쪽돌림이나 아래팔 회전이 불가능하거나 불편함이 있는 자로 하였다.

본 연구의 대상자 수는 Cohen의 표본추출 공식에 따른 표본 수 계산 프로그램인 G-power 프로그램(ver. 3.1.9.4; University of Kiel, Kiel, Germany)을 사용하였고, 효과 크기 0.25, 유의수준 0.05, 검정력 0.8로 설정한 후 표본 크기를 산출하였다. 그 결과 필요한 최소 표본 크기는 24명이었으며, 탈락률 20%을 감안하여 총 33명을 모집하였다. 대상자 선정 과정 중 3명이 제외되었고, 연구 과정 중에 탈락자는 없어 최종 30명이 완료하였다. 모든 대상자들에게 이 연구의 절차와 목적에 대해 사전에 구두로 설명하였으며, 대상자들은 자발적인 동의와 동의서를 작성한 후 실험에 참여하였다.

2. 연구 설계 및 절차

본 연구는 단면연구 설계(cross-sectional study)로 어깨 가쪽돌림 운동 시 4가지 운동방법과 2가지 아래팔 자세에 따른 뒤어깨세모근, 가시아래근, 그리고 위팔두갈래근의 근활성도를 비교 분석하였다. 측정 과정은 뒤어깨세모근, 가시아래근, 그리고 위팔두갈래근에 대한 최대 수의적 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction, MVIC)을 측정한 후, 사전연습과정과 실제 측정과정 순으로 진행하였다(Figure 1). 사전 연습과정에서 연구자는 대상자에게 운동방법에 대한 설명을 하였으며, 대상자는 거울을 보며 연습하였다. 사전 근피로를 예방하기 위하여 무게를 사용하지 않고 연습하였다. 실제 측정과정에서 대상자는 봉투에서 순서가 표기된 종이의 뽑기를 통해 4가지의 운동 방법과 2가지 아래팔 자세에 따른 운동을 무작위로 진행하였다. 본 연구는 사전에 대전대학교 기관생명윤리위원회로부터 승인을 받고 진행하였다(IRB no. 1040647-202110-HR-005-03).

Figure 1. Study design. MVIC, maximal voluntary isometric contraction; SIER, sitting external rotation at 0° abduction; STER, standing external rotation at 90° abduction; PRER, prone external rotation at 90° of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0° abduction; Neu, neutral; Sup, supinated.

3. 실험방법

1) 근전도 측정 도구 및 부착 부위

뒤어깨세모근, 가시아래근, 그리고 위팔두갈래근의 근활성도를 측정하기 위하여 표면 근전도 장비 WEMG-8 (LXM5308; Laxtha, Daejeon, Korea)를 사용하였다. 수집된 표면 근전도 자료는 근전도 소프트웨어(Telescan 3.29; Laxtha, Daejeon, Korea) 프로그램을 이용하였고, 전극은 Ag/AgCI의 2극 표면 전극을 사용하였다. 근전도 신호의 표본추출률(sampling rate)은 1,024 Hz로 설정하였으며, 20–500 Hz의 주파수 대역폭(band pass)과 60 Hz의 노치필터(notch filter)를 사용하였다. 수집된 근전도 신호는 제곱 평균 제곱근(root mean square) 값으로 처리하여 분석하였다. 표면근전도 신호에 대한 피부 저항을 감소시키기 위하여 면도로 털을 제거하고 부드러운 사포로 2–3회 문질러 피부 각질층을 제거한 후, 소독용 알코올로 피부를 깨끗이 하였다. 각 근육의 전극 부착 위치는 대상자의 우세손 측의 어깨에 부착하였고, 전극은 2 cm 간격으로 고정하였으며 근섬유의 방향과 평행하게 부착하였다. 뒤어깨세모근은 어깨뼈봉우리의 뒤쪽 가장자리에서 아래로 2.5 cm 지점에 부착하였고, 가시아래근은 어깨뼈의 가시 중간점에서 아래로 2.5 cm 지점에, 위팔두갈래근은 전극은 팔꿈치 오금과 안쪽 어깨봉우리 사이를 이은 선의 1/3 지점에 부착하였다. 접지전극(ground electrode)은 팔꿈치머리 부위에 부착하였다(Figure 2) [29].

Figure 2. Electrode placement. (A) posterior deltoid, (B) infraspinatus, (C) biceps brachii.
2) 측정 근육의 최대 수의적 등척성 수축력 방법

본 연구에서는 측정한 근전도 값의 정규화(normalization)를 위하여 최대 수의적 등척성 수축 백분율(%maximal voluntary isometric contraction, %MVIC) 방법을 사용하였다. 각 근육의 MVIC 측정 방법은 뒤어깨세모근은 어깨 90° 벌림, 중립 회전(손바닥 아래로), 팔꿈치를 완전히 편 자세에서 연구자가 위팔뼈 먼쪽 부위에 어깨 수평모음에 대한 저항을 주었다. 가시아래근은 어깨 0° 벌림, 중립 회전 그리고 팔꿈치 90° 굽힌 자세에서 연구자가 어깨 안쪽돌림에 대한 저항을 주었다. 위팔두갈래근은 어깨 0° 벌림, 팔꿈치 90° 굽힘, 아래팔 뒤침자세에서 연구자가 아래팔에 팔꿈치 굽힘에 대한 저항을 주었다[5]. 대상자는 각 근육에 대해 5초 동안 MVIC를 측정하였고, 3회 반복 측정하였다. 근육의 피로도를 최소화하기 위하여 각 반복 사이에 1분간의 휴식, 각 근육 사이에 2분의 휴식시간을 가졌다. 근전도 데이터는 5초를 다섯 구간으로 나눠 오차가 많이 발생되는 0–1초 구간과 4–5초 구간을 제외한 나머지 세 구간의 평균값을 사용하였다. 대상자들은 MVIC를 측정하기 전에 진자 운동(pendulum exercise), 어깨 굽힘, 벌림, 가쪽돌림 그리고 안쪽돌림으로 구성된 준비운동(warm-up)을 수행하였다.

3) 어깨 가쪽돌림 운동방법 및 측정방법

어깨 가쪽돌림 운동은 어깨 재활 시 일반적으로 사용되는 4가지의 운동 방법으로 진행하였다: 첫째, 앉은 자세에서 어깨를 0° 벌린 후 가쪽돌림(sitting external rotation at 0° abduction [SIER]); 둘째, 바로 선 자세에서 어깨를 90° 벌린 후 가쪽돌림(standing external rotation at 90° abduction [STER]); 셋째, 엎드려 누운 자세에서 어깨를 90° 벌린 후 가쪽돌림(PRER); 넷째, 옆으로 누운 자세에서 가쪽돌림(SLER) [2,5]. 모든 운동은 팔꿈치관절을 90° 굽힌 자세에서 진행하였다. 2가지의 아래팔 자세는 중립자세와 뒤침자세로, 모든 대상자는 4가지의 운동을 2가지 아래팔 자세로 총 8번의 운동을 진행하였다(Figures 3, 4). 대상자는 각 운동을 한 세트에 10번의 반복으로 수행하였다. 반복의 속도는 60 bpm으로 설정된 메트로놈을 사용하여 조절하였으며, 동심성 수축과 편심성 수축 구간을 각각 한 박자 동안 수행하여 2초의 간격으로 총 20초간 수행하였다[5,27,30]. 대상자는 운동을 박자에 맞춰 동일한 각도로 수행하기 위해 사전연습과정에서 충분한 연습을 하였으며 전면에 배치된 거울을 통해 시각적 피드백을 받았다. 아령의 무게는 남성은 5 lb, 여성은 3 lb 아령(Vinyl dumbbell; SPRI Products Inc., Libertyville, IL, USA)을 이용하였고[27], 각 운동 사이에 적어도 3분의 쉬는 시간을 가졌다. 운동에 대한 근전도 신호는 10번의 반복 중 3번째 반복부터 7번째 반복까지 5회 반복된 신호인 총 10초의 근전도 신호를 수집하여 평균을 내었다[5,16]. 기록된 근전도 데이터는 %MVIC로 정규화하였다.

Figure 3. Shoulder external rotation exercises in forearm neutral position. (A) sitting external rotation at 0° abduction, (B) standing external rotation at 90° abduction, (C) prone external rotation at 90° of abduction, (D) side-lying external rotation.
Figure 4. Shoulder external rotation exercises in forearm supination position. (A) sitting external rotation at 0° abduction, (B) standing external rotation at 90° abduction, (C) prone external rotation at 90° of abduction, (D) side-lying external rotation.

4. 분석 방법

본 연구대상자로부터 얻은 수집된 모든 자료의 통계 처리는 윈도우용 SPSS version 25.0 프로그램(IBM Corp., Armonk, NY, USA)을 이용하였다. 대상자의 일반적 특성은 기술통계를 이용하여 평균과 표준편차를 제시하였다. 측정된 변수들의 정규성 검정을 위하여 샤피로-윌크 검정(Shapiro-Wilk test)을 사용하였다. 어깨 가쪽돌림 운동 시 2가지 아래팔 자세 간에 측정한 근육들의 근활성도와 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비를 비교 분석하기 위하여 짝비교 검정(paired t-test)을 사용하였다. 4가지 어깨 가쪽돌림 운동방법 간에 측정한 근육들의 근활성도와 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비를 비교하기 위해 일요인 반복측정 분산분석(one-way repeated analysis of variance) 방법을 사용하였다. 유의한 차이가 있을 경우, 사후 분석(post-hoc)으로 Bonferroni 검정 방법을 사용하였다. 본 연구의 모든 통계 분석 시 유의수준은 0.05로 정하였다.

RESULTS

1. 연구대상자의 일반적인 특성

연구대상자 30명은 남자가 14명, 여자가 16명이었다. 한 사람을 제외하고 모두 오른손잡이였다. 연구대상자의 일반적 특성은 Table 1에 제시하였다.

Table 1 . General characteristics of subjects.

VariableData
Age (y)21.97 ± 1.59
Sex (Male/Female)14/16
Dominant side (Rt/Lt)29/1
Height (cm)167.13 ± 7.54
Weight (kg)62.03 ± 9.82
BMI (kg/m2)22.13 ± 2.46

Values are presented as mean ± standard deviation or number only. Rt, right; Lt, left; BMI, body mass index..

2. 어깨 가쪽돌림 운동 시 운동방법에 따른 근육별 근활성도 비교

4가지 어깨 가쪽돌림 운동방법에 따른 뒤어깨세모근, 가시아래근, 위팔두갈래근의 근활성도는 Table 2에 제시하였다. 4가지 운동방법별로 측정한 모든 근육들의 근활성도는 유의한 차이가 있었다(p < 0.01). 사후분석 결과, 뒤어깨세모근의 근활성도는 PRER에서 SIER, STER, SLER보다 유의하게 높았고, SLER과 STER에서 SIER보다 유의하게 높게 나타났다(p < 0.01). 가시아래근은 PRER, SLER, STER, SIER 순으로 근활성도가 유의하게 높게 나타났다(p < 0.01). 위팔두갈래근의 근활성도는 STER에서 SIER, SLER, PRER보다 유의하게 높았고, SIER과 PRER에서 SLER보다 유의하게 높게 나타났다(p < 0.01). 이러한 결과는 아래팔의 두 측정 자세에서 모두 같은 순서를 보였다. 모든 운동방법에서 가시아래근의 근활성도가 가장 높았으며(p < 0.01) (Figure 5), 운동방법별 근활성도의 순위는 Figure 6에 제시하였다.

Table 2 . Comparison of muscle activity of each muscle by exercises and forearm positions.

VariableSIERSTERPRERSLERF
Posterior deltoidNeutral2.65 ± 1.3515.69 ± 5.51a52.38 ± 13.21a,b17.12 ± 6.98a,c152.400**
Supinated2.35 ± 1.1115.77 ± 6.62a47.95 ± 10.81a,b15.51 ± 6.90a,c171.749**
Difference0.30 ± 0.52–0.08 ± 2.884.43 ± 7.61a,b1.61 ± 2.47a5.994**
t3.164**–0.1503.184**3.580**
InfraspinatusNeutral26.77 ± 9.0145.01 ± 13.74a80.39 ± 18.67a,b54.66 ± 11.51a,b,c180.628**
Supinated23.09 ± 8.8743.99 ± 13.42a77.08 ± 16.54a,b52.95 ± 11.13a,b,c215.421**
Difference3.68 ± 3.901.02 ± 4.703.31 ± 9.371.71 ± 5.671.633
t5.168**1.1881.9381.651
Biceps brachiiNeutral9.23 ± 4.5013.49 ± 9.51a9.73 ± 11.01b3.30 ± 2.51a,b,c43.155**
Supinated8.03 ± 4.2216.69 ± 9.85a11.78 ± 14.10b4.28 ± 3.08a,b,c29.706**
Difference1.20 ± 3.34–3.20 ± 3.38a–2.05 ± 5.22a–0.98 ± 1.70a,b9.574**
t1.967–5.185**–2.153*–3.162**

Values are presented as mean ± standard deviation. SIER, sitting external rotation at 0° abduction; STER, standing external rotation at 90° abduction; PRER, prone external rotation at 90° of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0° abduction. aThere is a significant difference from SIER (p < 0.05), bThere is a significant difference from STER (p < 0.05), cThere is a significant difference from PRER (p < 0.05). *p < 0.05, **p < 0.01..
Figure 5. Muscle activity of each exercise and forearm position. SIER, sitting external rotation at 0° abduction; STER, standing external rotation at 90° abduction; PRER, prone external rotation at 90° of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0° abduction; %MVIC, %maximal voluntary isometric contraction; PD, posterior deltoid; IF, infraspinatus; BB, biceps brachii; Neu, neutral; Sup, supinated. *p < 0.05. **p < 0.01.
Figure 6. Muscle activity rankings per exercise of posterior deltoid and infraspinatus. PD, posterior deltoid; IF, infraspinatus; %MVIC, %maximal voluntary isometric contraction; Neu, neutral; Sup, supinated; PRER, prone external rotation at 90° of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0° abduction; STER, standing external rotation at 90° abduction; SIER, sitting external rotation at 0° abduction.

3. 어깨 가쪽돌림 운동 시 아래팔의 자세에 따른 근육별 근활성도 비교

2가지 아래팔 자세에 따른 뒤어깨세모근, 가시아래근, 위팔두갈래근의 근활성도는 Table 2에 제시하였다. 뒤어깨세모근의 근활성도는 SIER, PRER, SLER에서 아래팔 중립자세가 뒤침자세보다 유의하게 더 높았다(p < 0.01). 가시아래근의 근활성도는 SIER에서 아래팔 중립자세가 뒤침자세보다 유의하게 더 높았다(p < 0.01). 위팔두갈래근의 근활성도는 STER, PRER, SLER에서 아래팔 뒤침자세가 중립자세보다 유의하게 더 높았다(PRER, p < 0.05; STER, SLER, p < 0.01) (Figure 5).

4. 어깨 가쪽돌림 운동 시 운동방법에 따른 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비 비교

4가지 어깨 가쪽돌림 운동방법에 따른 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 Table 3에 제시하였다. 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 4가지 운동방법 간에 유의한 차이를 보였다(p < 0.01). 사후분석 결과 SIER에서 STER, SLER, PRER보다 유의하게 높았으며, SLER과 STER에서 PRER보다 유의하게 높았다(p < 0.01). 이는 아래팔 두 자세에서 모두 동일하였다.

Table 3 . Comparison of IF/PD muscle activity ratio by exercises and forearm positions.

VariableSIERSTERPRERSLERF
IF/PD ratioNeutral11.33 ± 4.063.05 ± 1.03a1.59 ± 0.40a,b3.75 ± 1.95a,c79.067**
Supinated10.64 ± 3.613.06 ± 1.13a1.66 ± 0.39a,b4.08 ± 2.16a,c65.323**
Difference0.69 ± 1.61–0.02 ± 0.49–0.07 ± 0.16–0.33 ± 0.832.531
t2.356*–0.191–2.212*–2.210*

Values are presented as mean ± standard deviation. SIER, sitting external rotation at 0°abduction; STER, standing external rotation at 90°abduction; PRER, prone external rotation at 90°of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0°abduction; IF, infraspinatus; PD, posterior deltoid. aThere is a significant difference from SIER (p < 0.05), bThere is a significant difference from STER (p < 0.05), cThere is a significant difference from PRER (p < 0.05). *p < 0.05, **p < 0.01..

5. 어깨 가쪽돌림 운동 시 아래팔의 자세에 따른 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비 비교

2가지 아래팔 자세에 따른 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 Table 3에 제시하였다. 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 SIER에서 아래팔 중립자세가 뒤침자세보다 유의하게 더 높았다(p < 0.05). PRER과 SLER에서는 아래팔 뒤침자세가 중립자세보다 유의하게 더 높았다(p < 0.05).

DISCUSSION

어깨 가쪽돌림 운동은 물리치료분야에서 어깨질환 환자의 재활운동으로 자주 사용된다[8]. 그러나 가시아래근의 약화나 뒤어깨세모근의 과사용으로 인해 운동 시에 가시아래근보다 뒤어깨세모근의 과활성화가 나타나면 위팔뼈머리의 앞쪽 이동이 증가하여 오히려 어깨의 기능적 불안정성을 증가시킨다[7,20]. 따라서 많은 저자들은 어깨 가쪽돌림 운동 시 가시아래근의 선택적 활성화를 권장하고 있다[5,7,8,10,13,16,18,20,27]. 이에 본 연구는 근전도 장비를 이용하여 어깨 가쪽돌림 운동 시 운동방법과 아래팔 자세에 따른 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도를 조사하여 뒤어깨세모근의 사용을 최소화하면서 가시아래근을 선택적으로 활성화하기 위한 운동방법과 운동방법마다 최적의 아래팔 자세를 알아내기 위하여 실시하였다.

어깨 가쪽돌림 운동 시 임상에서 흔히 사용되는 4가지 운동방법에 따른 근육별 근활성도를 분석한 결과 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도는 PRER에서 가장 높았다. 이는 PRER과 SIER, STER, SLER과 비교했을 때 PRER에서 가시아래근 활성도가 가장 높다고 보고한 Yu 등[28]과 Blackburn [22]의 결과와 동일함을 보였다. 그러나 이전의 일부 다른 연구에서는 PRER보다 SLER에서 가시아래근의 활성도가 더 높거나 두 방법 사이에는 유의한 차이가 나타나지 않는다는 보고도 있었다[5,11,23]. 이것은 연구마다 운동 및 측정방법의 차이가 있었으며, 아령의 무게 선정 또한 달랐기 때문에 다른 결과가 나왔다고 사료되므로 추후에 동일한 연구방법을 적용한 더 많은 연구가 필요하다. 뒤어깨세모근의 근활성도는 Reinold 등[5]과 Ha 등[23]의 연구와 동일함을 보였다. 이는 이전의 연구에서 엎드린 자세가 다른 자세에 비해 뒤어깨세모근에 중력을 더 많이 주는 자세이기 때문이라고 보고하였다.

가시아래근은 PRER에서 가장 높은 근활성도를 보였지만 뒤어깨세모근을 최소화하고 가시아래근을 선택적으로 활성화하기 위한 운동을 선택하기 위해서는 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비 또한 참고되어야 한다[7,18]. 본 연구결과에서 4가지 운동방법에 따른 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 SIER에서 가장 높았으며, PRER에서 가장 낮았다. 이는 뒤어깨세모근은 SIER에서 중력의 영향을 가장 덜 받는 자세이며, SIER은 어깨 모음을 유발했기 때문이다[18]. 어깨 가쪽돌림 운동 시에 어깨 모음은 높은 뒤어깨세모근의 근활성도를 낮출 수 있고, 가시아래근을 선택적으로 활성화할 수 있는 방법이라고 Sakita 등[16]과 Clisby 등[7]은 제시하였다. 일반적으로 가시아래근 강화 운동방법은 운동의 목적과 환자의 자세에 따라 결정된다. STER과 PRER은 스포츠 활동에서 관찰되는 어깨 위치, 관절낭 긴장 및 근섬유 길이-장력 관계를 재현 할 수 있다[23]. 그러나 STER과 PRER 같은 어깨를 90° 벌린 자세에서의 가쪽돌림 운동은 위팔뼈머리가 앞쪽으로 이동하기 쉬워 어깨주변조직, 특히 아래쪽 어깨위팔인대의 전방에 긴장을 가할 수 있다[23,31]. 그러므로 STER과 PRER은 일상활동이나 스포츠활동에서 상지의 기능을 재현 할 수 있어 건강한 사람에게는 기능적 이점이 있을 수 있지만, 전방 불안정성 또는 어깨충돌증후군과 같은 돌림근띠 부상의 영향을 받는 환자는 피해야 한다. 이러한 어깨환자의 운동프로그램을 설계할 때는 SIER과 SLER이 더 낮은 뒤어깨세모근 활성화와 함께 가시아래근의 적절한 활성화를 생성하므로 더 나은 선택이 될 수 있다[31,32]. 따라서 본 연구와 이전의 연구 결과들을 통해 SIER은 어깨 불안정 환자의 초기 재활운동으로, PRER은 어깨의 안정성이 확보된 후에 강화 운동으로 제안될 수 있다.

본 연구에서 2가지 아래팔 자세를 선정한 이유는 어깨 가쪽돌림 운동 시에 아래팔의 자세에 따라 어깨근육의 근활성도가 차이가 있다는 이전 연구의 결과를 참고하였고[25-27,33], 2가지 아래팔 자세에 따른 어깨 가쪽돌림 운동이 임상적 의의가 있을 것으로 여겨졌기 때문이다. 이전의 연구들은 가장 일반적인 어깨 가쪽돌림 운동인 SIER에서 아래팔의 자세에 따른 어깨근육의 근활성도를 비교하였다. 그러나 본 연구에서는 가시아래근의 활성화를 최대화하기 위한 최적의 아래팔 자세는 운동마다 다르다는 이전 연구의 결과를 참고하여[27], SIER뿐만 아니라 일반적으로 임상에서 사용되는 STER, PRER, SLER 운동을 추가하였다. 본 연구에서 어깨 가쪽돌림 운동 시 2가지 아래팔 자세에 따른 근육별 근활성도를 분석한 결과 가시아래근은 SIER에서 아래팔 중립자세가 뒤침자세보다 더 높은 근활성도를 보였다. 그러나 이전의 Kang [25]의 연구에서는 SIER에서 뒤침자세가 중립자세보다 가시아래근의 활성화가 더 높다고 보고하였다. 이러한 선행 연구와 본 연구를 비교해 볼 때 연구방법에서 차이가 났다. 본 연구는 아래팔 중립자세와 뒤침자세에서 가쪽돌림 각도를 동일하게 교육하고 운동을 실시하였으며, 60 bpm으로 설정된 메트로놈을 사용하여 동심성 수축과 편심성 수축 구간을 각각 한 박자 동안 수행하였다. 그러나 Kang [25]의 연구에서는 아래팔 자세에 따라 개인의 최고 관절 가동범위에서 운동을 실시하였으며, 최대가동범위 위치에서 5초간 등척성 수축을 수행하였다. 이 때 아래팔 뒤침자세가 중립자세보다 평균적으로 더 높은 가동범위로 운동을 수행하였기 때문에 본 연구의 결과와 다르게 나타난 것으로 보인다. 뒤어깨세모근은 SIER, PRER, SLER에서 중립자세가 뒤침자세보다 더 높은 근활성도를 보였다. 이러한 결과는 이전의 연구에서 뒤어깨세모근은 SIER에서 아래팔 중립자세가 뒤침자세보다 근활성도가 더 높다고 보고한 것과 동일하다[25,26]. 이와 같이 어깨 가쪽돌림 운동 시 아래팔 자세에 따라 어깨근육의 근활성도의 차이가 나는 것은 아래팔 자세의 변화에도 위팔뼈 회전은 유지되었지만 아래팔에서 원위적으로 조정하는 경우에도 어깨위팔관절에 변화가 나타날 수 있다고 가정하는 것이 타당하다. 이러한 변화는 어깨근육의 특정 근육을 높은 수준으로 활성화 시키기에 유리하거나 불리한 조건으로 만들 수 있다[27]. 그러나 아래팔의 회전이 어깨위팔관절의 어떠한 변화를 주었고 그 변화가 어깨근육의 미치는 영향을 알아보기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다.

2가지 아래팔자세에 따른 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비는 SIER에서 중립자세가 뒤침자세보다 더 높았으며, PRER과 SLER에서는 뒤침자세가 중립자세보다 더 높았다. 이는 운동마다 위팔두갈래근의 근활성도가 더 높게 나타난 아래팔 자세에서 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비 또한 더 높게 나타났다. 많은 연구에서 위팔두갈래근 긴 갈래는 어깨의 벌림 및 가쪽돌림 시에 주요 안정화 역할을 한다고 하였고[34], Kim 등[35]은 위팔두갈래근의 활동이 어깨의 벌림 및 가쪽돌림 시에 어깨의 전방 불안정성을 제거한다고 보고하였다. 또한 본 연구결과에서는 어깨의 안정성에 영향을 미치는 가시아래근/뒤어깨세모근 근활성도 비와 위팔두갈래근의 근활성도가 상관성을 보였다. 이러한 결과를 비추어 보았을 때 어깨부상 재활 및 예방을 위해 처방되는 어깨 가쪽돌림 운동에서는 위팔두갈래근의 활동 또한 고려되어야 하며, 아래팔 자세가 이에 영향을 미칠 것으로 보인다.

본 연구에서는 몇 가지의 제한점이 있다. 첫째, 모든 참가자가 건강한 20대 성인을 대상으로 하였기 때문에 본 실험의 결과를 어깨의 손상을 지닌 환자에게는 일반화하기 어렵다. 따라서 본 실험의 연구 결과가 어깨 통증이 있는 참가자에게 적용되는지 여부를 확인하기 위해서는 추가 연구가 필요하다. 둘째, 어깨 가쪽돌림 운동 시 활성화되는 관련된 다른 근육들의 근활성도 값을 얻지 못했으므로 이를 평가하기 위한 추가적인 연구가 필요하다. 셋째, 우리의 연구는 단면조사 연구이므로 어깨 통증과 가시아래근 약화가 있는 환자에 대한 선택적 훈련의 장기적 효과를 확인하기 위해 장기적인 종단적 추적 연구가 필요하다. 앞으로의 연구에서는 더욱 다양한 어깨 가쪽돌림 운동에서 아래팔 자세에 따른 어깨근육의 근활성도 패턴을 비교, 분석하고 또한 어깨 통증이 있는 환자와 건강한 사람의 차이를 비교하는 연구가 필요할 것이다.

CONCLUSIONS

본 연구는 건강한 20대 30명을 대상으로, 어깨 재활을 위해 물리치료실에서 일반적으로 사용되는 4가지의 어깨 가쪽돌림 운동방법(앉은 자세에서 어깨를 0도 벌린 후 가쪽돌림[SIER], 바로 선 자세에서 어깨를 90도 벌린 후 가쪽돌림[STER], 엎드려 누운 자세에서 어깨를 90도 벌린 후 가쪽돌림[PRER], 옆으로 누운 자세에서 가쪽돌림[SLER])과, 2가지의 아래팔 자세(중립과 뒤침자세)에 따른 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도를 분석하여 어깨 가쪽돌림운동 시 가시아래근의 활성화를 위한 최적의 어깨 운동방법과 아래팔의 자세가 무엇인가를 알아보고자 실시하였다.

그 결과, 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근활성도는 PRER에서 가장 높았고, 아래팔 중립자세가 뒤침자세보다 더 높은 근활성도를 보였다. 가시아래근/뒤어깨세모근의 근활성도 비는 SIER에서 가장 높았고, 각 운동마다 위팔두갈래근의 근활성도가 높은 아래팔자세에서 비가 더 높았다. 이러한 결과를 기초로 하여 어깨 불안정 환자의 초기 돌림근띠 재활에서는 아래팔 중립자세에서 SIER이 초기 재활운동으로 선택될 수 있고, 어깨의 안정성이 확보된 상태에서의 가시아래근 근력강화 운동은 아래팔 중립자세에서 PRER이 우선적으로 선택될 수 있다. 이에 본 연구는 어깨 가쪽돌림 운동 시 운동방법과 아래팔 자세는 어깨 재활 및 손상 예방 운동프로그램을 설계할 때 고려되어야 할 것임을 제안한다.

Fig 1.

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Figure 1.Study design. MVIC, maximal voluntary isometric contraction; SIER, sitting external rotation at 0° abduction; STER, standing external rotation at 90° abduction; PRER, prone external rotation at 90° of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0° abduction; Neu, neutral; Sup, supinated.
Physical Therapy Korea 2022; 29: 106-116https://doi.org/10.12674/ptk.2022.29.2.106

Fig 2.

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Figure 2.Electrode placement. (A) posterior deltoid, (B) infraspinatus, (C) biceps brachii.
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Fig 3.

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Figure 3.Shoulder external rotation exercises in forearm neutral position. (A) sitting external rotation at 0° abduction, (B) standing external rotation at 90° abduction, (C) prone external rotation at 90° of abduction, (D) side-lying external rotation.
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Fig 4.

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Figure 4.Shoulder external rotation exercises in forearm supination position. (A) sitting external rotation at 0° abduction, (B) standing external rotation at 90° abduction, (C) prone external rotation at 90° of abduction, (D) side-lying external rotation.
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Fig 5.

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Figure 5.Muscle activity of each exercise and forearm position. SIER, sitting external rotation at 0° abduction; STER, standing external rotation at 90° abduction; PRER, prone external rotation at 90° of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0° abduction; %MVIC, %maximal voluntary isometric contraction; PD, posterior deltoid; IF, infraspinatus; BB, biceps brachii; Neu, neutral; Sup, supinated. *p < 0.05. **p < 0.01.
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Fig 6.

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Figure 6.Muscle activity rankings per exercise of posterior deltoid and infraspinatus. PD, posterior deltoid; IF, infraspinatus; %MVIC, %maximal voluntary isometric contraction; Neu, neutral; Sup, supinated; PRER, prone external rotation at 90° of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0° abduction; STER, standing external rotation at 90° abduction; SIER, sitting external rotation at 0° abduction.
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Table 1 . General characteristics of subjects.

VariableData
Age (y)21.97 ± 1.59
Sex (Male/Female)14/16
Dominant side (Rt/Lt)29/1
Height (cm)167.13 ± 7.54
Weight (kg)62.03 ± 9.82
BMI (kg/m2)22.13 ± 2.46

Values are presented as mean ± standard deviation or number only. Rt, right; Lt, left; BMI, body mass index..

Table 2 . Comparison of muscle activity of each muscle by exercises and forearm positions.

VariableSIERSTERPRERSLERF
Posterior deltoidNeutral2.65 ± 1.3515.69 ± 5.51a52.38 ± 13.21a,b17.12 ± 6.98a,c152.400**
Supinated2.35 ± 1.1115.77 ± 6.62a47.95 ± 10.81a,b15.51 ± 6.90a,c171.749**
Difference0.30 ± 0.52–0.08 ± 2.884.43 ± 7.61a,b1.61 ± 2.47a5.994**
t3.164**–0.1503.184**3.580**
InfraspinatusNeutral26.77 ± 9.0145.01 ± 13.74a80.39 ± 18.67a,b54.66 ± 11.51a,b,c180.628**
Supinated23.09 ± 8.8743.99 ± 13.42a77.08 ± 16.54a,b52.95 ± 11.13a,b,c215.421**
Difference3.68 ± 3.901.02 ± 4.703.31 ± 9.371.71 ± 5.671.633
t5.168**1.1881.9381.651
Biceps brachiiNeutral9.23 ± 4.5013.49 ± 9.51a9.73 ± 11.01b3.30 ± 2.51a,b,c43.155**
Supinated8.03 ± 4.2216.69 ± 9.85a11.78 ± 14.10b4.28 ± 3.08a,b,c29.706**
Difference1.20 ± 3.34–3.20 ± 3.38a–2.05 ± 5.22a–0.98 ± 1.70a,b9.574**
t1.967–5.185**–2.153*–3.162**

Values are presented as mean ± standard deviation. SIER, sitting external rotation at 0° abduction; STER, standing external rotation at 90° abduction; PRER, prone external rotation at 90° of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0° abduction. aThere is a significant difference from SIER (p < 0.05), bThere is a significant difference from STER (p < 0.05), cThere is a significant difference from PRER (p < 0.05). *p < 0.05, **p < 0.01..

Table 3 . Comparison of IF/PD muscle activity ratio by exercises and forearm positions.

VariableSIERSTERPRERSLERF
IF/PD ratioNeutral11.33 ± 4.063.05 ± 1.03a1.59 ± 0.40a,b3.75 ± 1.95a,c79.067**
Supinated10.64 ± 3.613.06 ± 1.13a1.66 ± 0.39a,b4.08 ± 2.16a,c65.323**
Difference0.69 ± 1.61–0.02 ± 0.49–0.07 ± 0.16–0.33 ± 0.832.531
t2.356*–0.191–2.212*–2.210*

Values are presented as mean ± standard deviation. SIER, sitting external rotation at 0°abduction; STER, standing external rotation at 90°abduction; PRER, prone external rotation at 90°of abduction; SLER, side-lying external rotation at 0°abduction; IF, infraspinatus; PD, posterior deltoid. aThere is a significant difference from SIER (p < 0.05), bThere is a significant difference from STER (p < 0.05), cThere is a significant difference from PRER (p < 0.05). *p < 0.05, **p < 0.01..

References

  1. Luime JJ, Koes BW, Hendriksen IJ, Burdorf A, Verhagen AP, Miedema HS, et al. Prevalence and incidence of shoulder pain in the general population; a systematic review. Scand J Rheumatol 2004;33(2):73-81.
    Pubmed CrossRef
  2. Kinsella R, Pizzari T. Electromyographic activity of the shoulder muscles during rehabilitation exercises in subjects with and without subacromial pain syndrome: a systematic review. Shoulder Elbow 2017;9(2):112-26.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  3. Parsons S, Breen A, Foster NE, Letley L, Pincus T, Vogel S, et al. Prevalence and comparative troublesomeness by age of musculoskeletal pain in different body locations. Fam Pract 2007;24(4):308-16.
    Pubmed CrossRef
  4. Terry GC, Chopp TM. Functional anatomy of the shoulder. J Athl Train 2000;35(3):248-55.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  5. Reinold MM, Wilk KE, Fleisig GS, Zheng N, Barrentine SW, Chmielewski T, et al. Electromyographic analysis of the rotator cuff and deltoid musculature during common shoulder external rotation exercises. J Orthop Sports Phys Ther 2004;34(7):385-94.
    Pubmed CrossRef
  6. McCluskey GM, Getz BA. Pathophysiology of anterior shoulder instability. J Athl Train 2000;35(3):268-72.
    Pubmed KoreaMed
  7. Clisby EF, Bitter NL, Sandow MJ, Jones MA, Magarey ME, Jaberzadeh S. Relative contributions of the infraspinatus and deltoid during external rotation in patients with symptomatic subacromial impingement. J Shoulder Elbow Surg 2008;17(1 Suppl):87S-92S.
    Pubmed CrossRef
  8. Bitter NL, Clisby EF, Jones MA, Magarey ME, Jaberzadeh S, Sandow MJ. Relative contributions of infraspinatus and deltoid during external rotation in healthy shoulders. J Shoulder Elbow Surg 2007;16(5):563-8.
    Pubmed CrossRef
  9. Mayerhoefer ME, Breitenseher MJ, Wurnig C, Roposch A. Shoulder impingement: relationship of clinical symptoms and imaging criteria. Clin J Sport Med 2009;19(2):83-9.
    Pubmed CrossRef
  10. Jang JH, Oh JS. Changes in shoulder external rotator muscle activity during shoulder external rotation in various arm positions in the sagittal plane. J Phys Ther Sci 2014;26(1):135-7.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  11. Ballantyne BT, O'Hare SJ, Paschall JL, Pavia-Smith MM, Pitz AM, Gillon JF, et al. Electromyographic activity of selected shoulder muscles in commonly used therapeutic exercises. Phys Ther 1993;73(10):668-77. discussion 677-82.
    Pubmed CrossRef
  12. Kim H, Hwang U, Jung S, Ahn S, Kim J, Kwon O. Effect of horizontal adduction force on infraspinatus and deltoid activities during the side-lying wiper exercise using pressure biofeedback. Phys Ther Korea 2017;24(4):77-83.
    CrossRef
  13. Jaggi A, Lambert S. Rehabilitation for shoulder instability. Br J Sports Med 2010;44(5):333-40.
    Pubmed CrossRef
  14. Myers JB, Hwang JH, Pasquale MR, Blackburn JT, Lephart SM. Rotator cuff coactivation ratios in participants with subacromial impingement syndrome. J Sci Med Sport 2009;12(6):603-8.
    Pubmed CrossRef
  15. McCreesh KM, Crotty JM, Lewis JS. Acromiohumeral distance measurement in rotator cuff tendinopathy: is there a reliable, clinically applicable method? A systematic review. Br J Sports Med 2015;49(5):298-305.
    Pubmed CrossRef
  16. Sakita K, Seeley MK, Myrer JW, Hopkins JT. Shoulder-muscle electromyography during shoulder external-rotation exercises with and without slight abduction. J Sport Rehabil 2015;24(2):109-15.
    Pubmed CrossRef
  17. Kolber MJ, Beekhuizen KS, Santore T, Fiers H. Implications for specific shoulder positioning during external rotator strengthening. Strength Cond J 2008;30(4):12-6.
    CrossRef
  18. Kim JW, Yoon JY, Kang MH, Oh JS. Selective activation of the infraspinatus during various shoulder external rotation exercises. J Phys Ther Sci 2012;24(7):581-4.
    CrossRef
  19. Sahrmann SDiagnosis and treatment of movement impairment syndromes. St. Louis (MO): Mosby.
  20. Lim OB, Kim JA, Song SJ, Cynn HS, Yi CH. Effect of selective muscle training using visual EMG biofeedback on infraspinatus and posterior deltoid. J Hum Kinet 2014;44:83-90.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  21. Grimsby O, Rivard JScience, theory and clinical application in orthopaedic manual physical therapy: scientific therapeutic exercise progressions (STEP): the neck and upper extremity. Taylorsville (UT): The Academy of Graduate Physical Therapy.
  22. Blackburn TA. EMG analysis of posterior rotator cuff exercises. J Athl Train 1990;25:40-5.
  23. Ha SM, Kwon OY, Cynn HS, Lee WH, Kim SJ, Park KN. Selective activation of the infraspinatus muscle. J Athl Train 2013;48(3):346-52.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  24. Ryan G, Johnston H, Moreside J. Infraspinatus isolation during external rotation exercise at varying degrees of abduction. J Sport Rehabil 2018;27(4):334-9.
    Pubmed CrossRef
  25. Kang KH. The study about muscle activities and ROM of shoulder joint according to supination during external rotation. Korean Soc Wellness 2017;12(4):553-63.
    CrossRef
  26. Lee GB, Hwang JM, Lee DY, Yu JH, Kim JS, Kim SG, et al. The effect of forearm position on the activity of the upper-extremity muscles during shoulder external rotation exercise using a pulley. Neurotherapy 2021;25(2):9-15.
    CrossRef
  27. Hedt C, Lambert BS, Daum J, Pearson JM, McCulloch PC. Forearm position matters during eccentric shoulder exercises: an EMG recruitment study with implications for rehabilitation. Int J Sports Phys Ther 2020;15(6):1110-8.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  28. Yu IY, Lee DK, Kang MJ, Oh JS. Effects of 3 infraspinatus muscle strengthening exercises on isokinetic peak torque and muscle activity. J Sport Rehabil 2019;28(3):229-35.
    Pubmed CrossRef
  29. SENIAM. Recommendations for sensor locations on individual muscles. . European Union [Internet]. Enschede: 2005[cited 2021 Nov 2]. Available from: http://seniam.org/sensor_location.htm.
  30. David G, Magarey ME, Jones MA, Dvir Z, Türker KS, Sharpe M. EMG and strength correlates of selected shoulder muscles during rotations of the glenohumeral joint. Clin Biomech (Bristol, Avon) 2000;15(2):95-102.
    Pubmed CrossRef
  31. Reinold MM, Escamilla RF, Wilk KE. Current concepts in the scientific and clinical rationale behind exercises for glenohumeral and scapulothoracic musculature. J Orthop Sports Phys Ther 2009;39(2):105-17.
    Pubmed CrossRef
  32. Alizadehkhaiyat O, Hawkes DH, Kemp GJ, Frostick SP. Electromyographic analysis of the shoulder girdle musculature during external rotation exercises. Orthop J Sports Med 2015;3(11):2325967115613988.
    Pubmed KoreaMed CrossRef
  33. Schoenfeld B, Sonmez RG, Kolber MJ, Contreras B, Harris R, Ozen S. Effect of hand position on EMG activity of the posterior shoulder musculature during a horizontal abduction exercise. J Strength Cond Res 2013;27(10):2644-9.
    Pubmed CrossRef
  34. Kim SH, Ha KI, Kim HS, Kim SW. Electromyographic activity of the biceps brachii muscle in shoulders with anterior instability. Arthroscopy 2001;17(8):864-8.
    Pubmed CrossRef
  35. Kim SH, Ha KI, Ahn JH, Kim SH, Choi HJ. Biceps load test II: a clinical test for SLAP lesions of the shoulder. Arthroscopy 2001;17(2):160-4.
    Pubmed CrossRef