노인의 동시 균형 및 저항 훈련의 효과

배경:

나이가 들어감에 따라 신체 능력은 점차 저하됩니다. 낙상의 원인은 다원적인 것으로 추정되지만, 근력과 균형 조절의 상실이 낙상의 가장 중요한 내재적 위험인자로 보인다.

여러 메타 분석 및 리뷰는 저항, 균형 및 복합 운동 중재가 근력, 힘 및 균형 수행 능력의 측정에 긍정적인 영향을 미치므로 낙상에 대한 내재적(즉, 사람과 관련된) 위험 요소에 대해 강조합니다. 순수 저항 훈련뿐 아니라 순수 균형은 자세 제어(예: 보행 측정, 다리 확장 강도)를 개선하고 노인의 낙상 위험을 줄이는 데 효과적이었습니다. 복합 저항 및 균형 훈련은 일반적으로 저항 및 균형 운동이 동일한 훈련 세션 내에서 연속 순서로 실행되는 순차적 또는 동시 훈련 프로그램을 설명합니다. 이러한 운동 개입은 긍정적인 효과도 나타냈습니다. 저항 훈련과 균형 훈련을 병합하여 두 가지를 동시에 실행하는 것은 노인의 낙상 예방과 관련하여 아직 조사되지 않았습니다.

지난 15년 동안 '불안정성 저항 훈련'(IRT)이라고 불리는 동시 저항 및 균형 훈련에 대한 연구가 성장했습니다. IRT는 불안정한 장치(스위스 볼, BOSU® 볼, 워블 보드 등)와 외부 하중(예: 웨이트)을 사용합니다. 이 훈련 양식은 코어 및 하지 근육 활성화에 긍정적인 영향을 미쳐 균형을 개선하고 전통적인 저항 훈련과 유사한 근력 측정에서 비슷한 이득을 얻는 것으로 나타났습니다. 예를 들어, Kibele과 Behm은 건강한 젊은 성인의 IRT 후 단일 레그 홉에서 탁월한 개선을 발견했습니다. 그들은 IRT가 단일 레그 홉을 요구하는 균형에서 두드러지는 더 높은 균형 적응을 유도한다는 훈련 특이성의 원칙에 따라 결론을 내렸습니다. 또한 Behm과 Colado는 고령자를 위한 IRT를 권장했으며 다양한 종류의 IRT가 고령자에게 미치는 영향을 조사한 연구가 있습니다. Granacher와 동료들은 고령자의 체간 근력, 척추 이동성, 동적 균형 및 기능적 이동성에 대한 코어 불안정성 근력 훈련(CIT)의 효과를 조사했습니다. 그들은 대조군에 비해 힘, 균형 및 이동성 측정에서 의미 있는 개선을 발견했습니다. 노인에 대한 스위스 볼 운동 프로그램의 효과를 조사한 또 다른 연구에서는 대조군과 비교하여 체력 및 균형 측정에 긍정적인 효과가 있음을 발견했습니다. 사용된 운동을 기반으로 이러한 연구는 코어를 강화하고 주로 균형 능력을 향상시키는 데 중점을 두었습니다. 나이든 여성의 균형을 개선하기 위한 약간 다른 접근 방식으로 Chulvi-Medrano와 동료들은 불안정한 T-Bow® 장치를 사용하는 하지 훈련 프로그램을 활용했습니다. 훈련 그룹은 동적, 정적 및 전반적인 균형 측정에서 개선된 반면 대조군은 균형 능력이 감소하거나 변화가 없었습니다. 앞서 언급한 세 가지 연구 모두 불안정한 장치를 사용했지만 훈련 프로그램에 추가 부하를 포함하지 않았으므로 IRT의 저항 요소는 체중으로 제한됩니다. 따라서 노인의 근력, 힘 및 균형 측정을 개선하기 위한 저항으로 추가 부하를 통합하는 IRT의 타당성 및 효율성에 대한 증거를 뒷받침하는 문헌이 부족합니다.

조사관이 아는 한, 고령자의 낙상 위험 요인에 대한 저항으로서 추가 부하가 있는 IRT의 효과를 조사한 연구는 아직 수행되지 않았습니다.

측정:

데이터는 생체 역학 실험실에서 수집되었습니다. 설문지는 별도의 방에서 완료되었습니다. 모든 테스트는 모든 참가자에게 동등한 대우를 유지하기 위해 테스트 절차에 관한 표준화된 구두 지침을 사용하여 수행되고 설명되었습니다. 단일 평가는 참가자당 90분 동안 지속되었습니다.

강도/파워 평가:

근력과 근력의 주요 결과를 측정하기 위해 잘 확립된 임상 및 생체 역학 테스트가 시행되었습니다. Granacher 등의 권고에 따라. 근력 평가는 근육 피로의 간섭 효과를 줄이기 위해 균형 평가 후에 수행되었습니다. 또한 강도 및 균형 테스트는 각 블록 내에서 무작위 순서로 시행되었습니다. 모든 테스트에 대해 하나의 연습 시험이 제공되었습니다. 테스트 절차는 Gschwind et al.의 권장 사항에 따라 수행되었습니다. 달리 명시되지 않은 경우. 추가 통계 분석을 위해 평균을 사용하여 두 가지 테스트 시도를 실행했습니다. 최대 아이소메트릭 다리 확장 강도와 손 쥐기 강도를 제외하고. 거기에서 두 번의 연속 시도의 더 나은 값이 통계 분석에 사용되었습니다. 시험 사이에 피로를 줄이기 위해 충분한 회복 기간이 제공되었습니다.

최대 아이소메트릭 다리 확장 강도(ILES)는 직립 자세에서 케이블 당김 장치(Takei A5002, Fitness Monitors, Wrexham, England)로 검사했습니다. 무릎 각도가 약 135°가 되도록 개별 케이블 길이를 선택했습니다. 참가자들은 부상을 방지하기 위해 "처음에는 적당한 강도로 당기고 상체를 쭉 펴고 똑바로 세운 상태를 유지하면서 강도를 최대 운동까지 천천히 높이도록" 요청했습니다. 똑바로 세운 자세를 유지하기 위해 참가자들은 어깨와 벽 사이의 접촉을 유지하고 당기는 동안 견갑골을 들어 올리지 않도록 지시 받았습니다. 테스트는 측정 사이에 최소 1분 간격으로 반복되었습니다. ILES는 우수한 테스트-재테스트 신뢰도를 보여주었습니다(ICC = .98). 다리 확장 강도.

악력을 측정하기 위해 Takei 손 동력계(Takei A5401, Fitness Monitors, Wrexham, England)를 사용했습니다. 참가자는 몸에 팔을 정렬하고 똑바로 서서 주로 사용하는 손을 사용하여 가능한 한 세게 장치를 쥐었습니다. 핸들의 너비는 참가자의 손 크기에 맞게 조정되었습니다. 중간 지골은 내부 손잡이에 위치해야 했습니다. Takei 휴대용 동력계는 우수한 테스트-재테스트 신뢰도를 보여주었습니다(ICC = .95).

아이소 메트릭 강도 외에도 전력 테스트가 수행되었습니다. 안정적인 표면에서의 표준 의자 상승 테스트(CRT)에 추가하여 폼 패드(AIREX©)에 서서 테스트 시도를 기록했습니다. 참가자들은 팔의 도움 없이 가능한 한 빨리 일어서고 앉는 횟수를 5회나 늘려야 했습니다. 따라서 팔은 상체를 가로질러 접혀야 했습니다. 시간은 일반 스톱워치로 가장 가까운 .01까지 측정되었습니다. 두번째. "ready-set-go" 카운트다운 후 테스트 시간이 시작되었고 참가자가 다섯 번째로 앉았을 때 중지되었습니다. CRT의 경우 높은 테스트-재테스트 신뢰도가 나타났습니다(ICC = .89).

또한, 계단 오르기 파워 테스트가 시행되었습니다. 이 테스트는 이동성 성능 및 강도 측정과 의미 있는 연관성을 보여주었습니다. 상승 및 하강 시간을 별도로 기록하고 다음 공식으로 전력을 계산했습니다. P =((M x D) x g )/t, 여기서 P = 전력(와트), M = 체질량(kg), D = 이동한 수직 거리 (미터), t = 시간(초) 및 g = 9.8(중력 상수). 참가자들은 9계단(계단 높이 17cm)을 빠르고 안전하게 오르내리도록 지시받았습니다. 두 번째 발이 각각 맨 위 계단 및/또는 바닥에 도달했을 때 시간이 시작되고 멈췄습니다. 난간 사용은 안전상의 이유로 허용되었습니다. 시간은 일반 스톱워치로 가장 가까운 .01까지 측정되었습니다. 두번째. 검사-재검사 신뢰도는 우수한 것으로 나타났습니다(r = .99).

균형:

동적 정상상태 균형은 10m 보행로를 보행하면서 시간-공간적 보행변수(보폭(cm), 이중지지시간(%), 속도(m/s), 보폭(cm))를 측정하였다. 2차원 OptoGait© 시스템(Microgait, Bozano, Italy). 또한 변동 계수를 계산했습니다(CV = (SD/평균) x 100). OptoGait© 시스템은 높은 클래스 간 상관 계수(ICC's = .93 - .99) 및 OptoGait© 시스템과 이전에 검증된 시스템 간의 높은 동시 유효성. 참가자들은 테스트-재테스트 신뢰도를 계산하기 위해 자신이 선택한 속도로 3번 자신의 신발을 신고 10m를 걷도록 요청받았습니다. OptoGait© 시스템은 자동으로 기록할 수 있기 때문에 시작 신호가 필요하지 않습니다. 휴식을 취하고 데이터를 저장하고 다음 시도를 준비하기 위해 개별 시도 사이에 3분의 간격이 주어졌습니다. 보도의 시작과 끝에서 안전하게 가속 및 감속할 수 있도록 충분한 거리를 제공했습니다. 또한 가속 및 감속 편향 가능성을 제거하기 위해 첫 번째 단계와 마지막 단계를 분석에서 제외했습니다. 랩탑 컴퓨터(Lenovo ThinkPad T530)에서 실행되는 제조업체 제공 OptoGait© 소프트웨어를 사용하여 각 시도를 1000Hz로 기록했습니다.

FRT(Functional Reach Test) 및 TUG(Timed up and Go Test)를 사용하여 사전 저울을 테스트했습니다. FRT는 참가자가 서 있는 동안 앞으로 뻗을 수 있는 최대 거리를 측정합니다. 이를 위해 참가자들은 주로 사용하는 팔을 들고 한 걸음 앞으로 나가지 않고 최대한 앞으로 뻗으라고 지시했습니다. 최대 도달 거리(cm)를 평가했습니다. FRT는 고령자를 대상으로 우수한 검사-재검사 신뢰도를 보였다(ICC = .92). FRT 시도는 참가자가 고정된 위치에서 두 발을 바닥에 유지할 수 없을 때 반복되었습니다. 고체 표면의 표준 FRT 외에도 폼 패드(AIREX©)에 서서 테스트 시도를 기록했습니다. TUG의 경우, 참가자들은 의자에서 일어나 정상적인 보행 속도로 3미터를 원뿔 주위를 돌고 돌아와서 앉도록 요청받았습니다. TUG 시간은 일반 스톱워치로 가장 가까운 .01까지 기록되었습니다. 두 번째로 "ready-set-go" 명령을 내렸고 참가자들이 앉자마자 멈췄습니다. TUG는 우수한 검사-재검사 신뢰도를 보였다(ICC = .99). 노인에서.

반응 균형을 테스트하기 위해 푸시 앤 릴리스 테스트(PRT)가 사용되었습니다. PRT는 갑작스러운 동요에 대한 자세 반응을 평가합니다. 참가자들은 검사자의 손을 뒤로 밀고 검사자가 손을 뗀 후 균형을 되찾도록 지시 받았습니다. 균형을 회복하는 데 필요한 단계의 수를 세고 해당 점수를 기록했습니다(0 = 1걸음, 1 = 독립적인 회복으로 2-3걸음 뒤로 작은 걸음, 2 = 독립적인 회복으로 ≥4걸음, 3 = 회복을 위한 도움이 있는 걸음 , 4 = 넘어지거나 도움 없이 서 있을 수 없음). PRT에 대한 자세한 설명은 Jacobs와 동료를 참조하십시오. PRT는 높은 검사-재검사 신뢰도를 보였다(ICC = .84). 89%의 민감도와 85%의 특이도를 가지고 있습니다.

설문지:

심리 사회적 기능은 여러 설문지를 사용하여 평가되었습니다. 전반적인 인지는 높은 검사-재검사 신뢰도(r = .89)를 보이는 인지 기능을 평가하는 신뢰할 수 있는 검사인 MMSE를 사용하여 검사되었습니다. CDT와 FAB-D는 실행 기능을 평가하는 데 사용되었습니다. CDT의 평가자 간 신뢰도는 높은 것으로 나타났습니다(IRR = .92). .50 및 .84의 민감도 및 특이도 값, 각기. Falls self-efficacy는 독일어 버전의 FES-I를 사용하여 측정되었습니다. 이 테스트는 우수한 내적 타당도를 보여주었습니다(Cronbach's alpha = .96). 및 테스트-재테스트 신뢰도(r = .96) 추락에 대한 두려움의 수준을 평가하기 위해. 건강 관련 신체 활동, 운동 및 에너지 소비량을 평가하기 위해 FQoPA를 실시했습니다. Frey와 동료들은 FQoPA 점수가 높은 타당도(r = .42)를 나타내는 최대 산소 섭취량과 상관관계가 있음을 보여주었습니다.

운동 중재 설계:

참가자들은 나이와 성별 비율의 균등 분포에 따라 세 가지 개입 그룹으로 계층화되었습니다. 교육 프로그램의 할당은 무작위로 이루어졌습니다. 개입 그룹 1은 '전통적인' 기계 기반 저항 훈련(M-RT)을 실시했습니다. 중재 그룹 2(기계 기반 불안정성 저항 - M-IRT)는 운동 기계를 사용하는 유사한 훈련 프로그램을 따랐지만 각각 참가자와 운동 기계 또는 바닥 사이에 추가 불안정 장치를 배치했습니다. 세 번째 개입 그룹은 운동 기구 대신 아령을 사용하여 불안정 장치(F-IRT)에 대한 프리 웨이트 저항 훈련을 실시했습니다. 모든 개입 그룹은 60분 동안 비연속적인 날에 주당 2회, 10주 동안 교육을 받았습니다. 10주간의 개입 기간은 1주간의 입문 단계와 각각 3주간 지속되는 3개의 주요 훈련 블록으로 구성되었습니다. 훈련 강도는 모든 그룹에 대한 부하 및 세트와 그룹 M-IRT 및 F-IRT에 대한 불안정 수준을 조절하여 10주 훈련 프로그램에 걸쳐 점진적으로 개별적으로 증가했습니다. 1주차, 4주차, 7주차 이후 각 운동에 대한 1RM(1반복 최대 - 1반복 내에서 생성될 수 있는 최대 힘의 양) 테스트에 따라 훈련 부하(무게)가 증가했습니다. 훈련을 받지 않은 노인에게는 1RM의 부하가 너무 무겁기 때문에 Epley의 예측식을 사용하여 훈련 부하를 계산한 결과 0.03%로 나타났다. 스쿼트에서 실제 달성한 1RM의 편차는 .97의 상관관계를 가집니다. 강사는 반복 횟수가 적을수록 1RM 예측 정확도가 더 높기 때문에 반복 횟수가 15-20회를 초과하지 않도록 했습니다. 불안정한 조건, 특히 추가 중량으로 훈련하는 것은 어느 정도의 사고 위험을 내포합니다. 따라서 모든 불안정성 운동은 강사와 상자와 같은 추가 보조 장치에 의해 확보되었습니다. 숙련된 강사가 교육을 감독했습니다. 처음 2주 동안 참가자 대 강사 비율은 5:1이었고 그 이후에는 10:1이었습니다.

낙상을 예방하기 위한 저항 훈련의 효과가 자주 보고되었기 때문에 개입 그룹 1(M-RT)이 능동적 통제 그룹 역할을 했습니다. Orr와 동료들의 연구에서 비교 가능한 기본 특성을 가진 참가자들은 수동 대조군과 비교하여 훨씬 더 높은 치료 효과를 보였습니다(p < .001). 이 연구의 목적은 테스트되지 않은 개입(IRT)과 효과적인 치료(RT)를 비교하는 것이었기 때문에 연구자들은 수동적 통제 그룹 설계 대신 능동적 개입을 구현하기로 결정했습니다.

개입 프로그램:

세 중재 그룹 모두 워밍업 및 쿨다운 단계의 세 가지 주요 운동으로 구성된 저항 훈련 프로그램을 수행했습니다. 참가자들은 각 훈련 세션 시작 시 간단한 워밍업으로 계단 보행기를 10분간 저강도로 밟았습니다. 개입 운동의 핵심 부분은 다리 확장 근육 강화에 중점을 두었습니다. 따라서 Flanagan과 동료들이 추천한 스쿼트 동작이 선택되었습니다. M-RT 및 M-IRT 그룹은 스미스 머신에서 스쿼트를 수행하여 바벨을 엉덩이 높이에 고정했습니다. 파일럿 테스트에서 노인의 어깨 및 허리 가동성이 너무 제한되어 바벨을 어깨에 고정할 수 없음이 밝혀졌습니다. 또한 M-IRT 그룹은 불안정 장치(예: BOSU 볼, 워블 보드, 팽창식 디스크)를 발 아래에 배치합니다. 불안정 장치는 F-IRT 그룹에서도 사용되었지만 바벨 대신 덤벨로 스쿼트를 수행했습니다. 2차 레그 익스텐션 운동으로 M-RT와 M-IRT(발과 발판 사이에 놓인 불안정 장치 사용)를 위한 레그 프레스를 선택했습니다. 프론트 런지(덤벨 포함)는 F-IRT 그룹에서 보조 운동으로 사용되었습니다. 코어를 강화하기 위해 브리지 운동이 훈련 프로그램에 통합되었습니다. 다시 그룹 M-IRT와 F-IRT는 어깨와 발 아래에 배치된 불안정 장치를 추가로 사용했습니다.

통계:

제1종 오류를 .05로 가정하고 제2종 오류를 .10으로 가정한 G*Power 3.1을 사용한 선험적 검정력 분석 (90% 통계 검정력)을 계산하여 통계적으로 유의미한 상호 작용 효과를 달성하기 위한 적절한 표본 크기를 결정했습니다. 계산은 노인의 코어 불안정성 근력 훈련의 효과를 평가하는 연구를 기반으로 했습니다. 분석 결과 매체(.24 ≤ f ≤ .39)를 얻기 위해 54명의 참가자(그룹당 18명)의 필요성이 밝혀졌습니다. "시간 x 그룹" 상호작용 효과. 탈락 가능성을 고려하여 20%의 탈락률을 보상하기 위해 66명 이상의 참가자를 모집하기로 결정했습니다.

주요 분석에 앞서 정규 분포는 각 종속 변수에 대한 Kolmogorov-Smirnov 테스트로 테스트되었습니다. 또한 Levene의 등분산 검정을 수행했습니다. 분포 및 균질성에 따라 일원 분산 분석 또는 Kruskal-Wallis 테스트를 사용하여 그룹 간의 기준선 차이를 테스트했습니다. 가설을 테스트하기 위해 3(그룹: M-RT, M-IRT & F-IRT) x 2(시간: 사전 및 사후 테스트) ANOVA를 정시에 반복 측정하여 계산했습니다. 분포 또는 균질성 위반의 경우 비모수적 Friedman 및 Kruskal-Wallis 테스트를 계산하여 매개변수 테스트 및 비모수 변수의 결과를 제어했습니다. 차이가 감지되면 비모수적 결과가 표현되었습니다. 다중 비교에 대한 Bonferroni 보정이 너무 보수적인 것으로 밝혀졌기 때문에 Ryan-Holm-Bonferroni 조정 사후 테스트를 사용하여 중요한 "시간 x 그룹" 상호 작용 또는 경향(.051 ≤ p < .10)을 분석했습니다. 독립적인 t-테스트 또는 Mann Whitney-U를 사용하여 그룹 간의 차이를 식별했습니다. Ryan-Holm-Bonferroni 보정된 p-값이 보고되었습니다. 또한 마지막 훈련 블록 내 절대 훈련 강도의 차이를 분석했습니다. 따라서 모든 그룹에 공통된 스쿼트 운동의 훈련 부하를 사용했습니다. 단방향 ANOVA를 사용하여 차이를 계산했습니다. 분포와 균질성에 따라 Ryan-Holm-Bonferroni 조정 사후 테스트(독립 t-테스트 또는 Mann Whitney-U)를 계산하여 그룹 간의 차이를 감지했습니다. 그룹 내 모든 변수의 변화는 공식 ∆% = ((Meanpre / Meanpost) - 1) x 100으로 계산되었습니다. ANOVA'에 대한 효과 크기는 Cohen의 f를 계산하여 결정되었습니다. Cohen에 따라 f-값 ≤ .24 작은 효과를 나타냄, .25 ≤ f ≤ .39 중간 효과를 나타내고 f ≥ .40 큰 효과를 나타냅니다. 사후 테스트를 위해 Cohen의 d가 계산되었습니다. Cohen에 따라 d-값 ≤ .49 작은 효과를 나타냄, .50 ≤ d ≤ .79 중간 효과 및 d ≥ .80을 나타냅니다. 큰 효과를 나타냅니다. 유의 수준은 α = 5%로 설정되었습니다. 모든 분석은 SPSS 버전 21.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 수행되었습니다.