아주대병원 스포츠의학센터 이두형 교수(정형외과)와 아주대 산업공학과 정명철 교수가 건강한 성인 15명을 대상으로, 0.139㎜ 두께의 매우 가는 섬유 센서를 깊은 곳에 위치한 회전근개 근육 세 곳에 삽입하고 다양한 어깨 운동 동작을 하게 한 뒤 ‘심부 근육의 활성도’ 측정을 통해 어깨 관절 운동의 패턴을 분석했다.
분석 결과, 어깨 힘줄에 가해지는 스트레스는 운동용 지팡이나 도르래 등을 이용해서 팔을 운동시킬 때보다 테이블 위에서 손의 미끄러짐을 이용해 운동시키는 때가 적은 것으로 확인했다. 또 팔꿈치 굴곡 운동에서도 어깨 심부 근육이 최대 15% 이상 상당히 많이 사용됨을 알 수 있었다.
스포츠 과학 영역에서 생체 근육 신호를 측정하는 일은 매우 근본적인 작업이다. 그동안 스포츠 활동에서 피부에 가까운 근육은 ‘표면’ 근전도라는 장치를 통해 측정할 수 있었으나, 관절에 가까이 위치한 즉 ‘심부’에 위치한 근육 움직임은 측정할 수 없는 한계가 있었다. 기존에 근육이나 신경마비가 의심되는 환자를 대상으로 병원에서 굵은 바늘을 이용하여 근전도를 측정하긴 했으나, 이 방법은 스포츠 영역에서 사용할 수 없는 한계가 있었다.
이에 반해 최근 미국과 일본에서는 극세 섬유 센서를 심부 근육에 삽입하여 스포츠 동작에서 심부 근육 활성도를 측정하는 데 성공했고, 이번 연구를 통해 국내에서도 0.139㎜ 두께의 극세 섬유 센서를 이용하여 심부 근육 활성도를 측정할 수 있게 된 것이다.
이두형 교수는 “이번 연구는 극세 섬유 센서로 운동 과정에서 국내에서 처음으로 심부 근육의 하나인 회전근개의 활성도를 측정했다는 데 의미가 있다”고 설명하고 “다양한 스포츠 동작에서 근육의 표층만이 아닌 심부 근육까지 정확히 모니터링할 수 있게 되었으니, 앞으로는 스포츠의학 연구에서 특정 동작을 할 때 각 근육에 가해지는 스트레스나 피로도를 분석할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구결과는 최근 유럽스포츠학회 공식 학술지 ‘무릎 수술 및 스포츠 손상 관절내시경(KSSTA, Knee Surgery Sports Traumatology Arthroscopy)에 게재됐다.
김동희 기자
