무릎 골관절염 환자의 근육 산소화 및 회복 역학 평가

무릎 골관절염(OA)은 통증, 근육 약화 및 하지 근육 수행 능력에 부정적인 영향을 미치는 기능적 제한과 관련된 퇴행성 관절 장애입니다. 이전 연구에서는 무릎 OA 환자, 특히 내측광근(VMO)에서 대퇴사두근의 구조적 및 생리학적 변화를 보고했습니다. 이러한 변화에는 근육 단면적 감소, 근육 내 지방 침윤 증가, 혈관 변화 및 신경근 활성화 장애가 포함되며, 이는 무릎 관절 안정성 감소 및 질병 진행에 기여할 수 있습니다.

근육 산소화(SmO₂)는 골격근에서 산소 공급과 이용 사이의 균형을 반영하는 중요한 생리학적 매개변수이며 근육 대사 및 순환 기능에 대한 객관적인 정보를 제공합니다. SmO₂가 무릎 OA에서 대퇴사두근 기능 장애를 이해하는 데 잠재적 관련성이 있음에도 불구하고, 이 집단에서 운동 유발 산소화 반응 및 회복 역학을 조사한 연구는 여전히 제한적입니다.

이 관찰적, 비교 횡단면 연구는 무릎 OA 환자의 VMO SmO₂ 역학을 평가하고 이러한 매개변수를 연령 및 성별이 일치하는 건강한 대조군과 비교하는 것을 목표로 합니다. 이 연구는 또한 SmO₂ 매개변수, 근력, 기능적 수행 능력 및 통증 강도 간의 연관성을 조사할 것입니다.

물리치료 및 재활 의사에 의해 무릎 OA로 진단된 개인 및 적격 기준을 충족하는 건강한 자원봉사자가 참여하도록 초대될 것입니다. 참여 전 모든 참가자로부터 서면 동의서를 받을 것입니다. 포함 기준을 충족하는 참가자는 무릎 OA 군과 건강한 대조군의 두 그룹으로 할당될 것입니다. 모든 참가자는 단일 평가 세션 동안 동일한 평가 절차를 거칠 것입니다.

국제 골관절염 연구 학회(OARSI)의 권장 사항에 따라 양측 무릎 OA 참가자에서 분석 대상 무릎은 미리 정의된 전략을 사용하여 결정될 것입니다: (1) 휴식 시 또는 활동 중 통증이 더 큰 무릎이 선택될 것입니다; (2) 통증 수준이 동일한 경우 방사선학적 중증도(Kellgren-Lawrence 등급)가 더 큰 무릎이 선택될 것입니다; (3) 통증과 방사선학적 중증도가 모두 동일한 경우 우세 다리(공을 차는 데 선호하는 사지)가 대상 무릎으로 지정될 것입니다. 대상 무릎은 SmO₂ 및 무릎 특이적 임상 평가를 포함한 추적 측정을 위한 기준 무릎 역할을 할 것입니다.

우리가 아는 한, 이전 연구는 무릎 OA 환자와 건강한 대조군 간의 SmO₂ 매개변수를 직접 비교한 바가 없습니다. 따라서 전방 십자인대 재건술을 받은 개인에서 유사한 근육군과 동일한 측정 기술을 사용하여 SmO₂ 변화를 조사한 연구를 참고 자료로 사용했습니다. 표본 크기 추정은 두 그룹 간 평균 차이를 비교하기 위한 양측 독립 표본 t-검정 모델을 기반으로 G*Power 소프트웨어(버전 3.1)를 사용하여 수행되었습니다. 참고 연구에서 보고된 VMO SmO₂에 대한 효과 크기(Cohen's d = 1.02)가 계산에 사용되었습니다. 알파 수준 0.05, 통계적 검정력 0.80 및 그룹 할당 비율 1:1로 필요한 표본 크기는 그룹당 17명의 참가자로 계산되어 총 34명의 참가자가 됩니다.

측정 전 참가자는 앉은 자세로 10분간 휴식할 것입니다. 통증 강도는 시각 아날로그 척도(VAS)를 사용하여 평가될 것입니다. 휴식 기간 후 VMO 근육 위에 배치된 근적외선 분광법 장치(Moxy Monitor)를 사용하여 SmO₂ 측정이 수행될 것입니다. 기준선 SmO₂ 값은 60초 측정 기간 동안 기록될 것입니다.

기준선 측정 후 참가자는 표준화된 미니 스쿼트 운동 과제를 수행할 것입니다. 미니 스쿼트는 무릎 골관절염 환자에서 하지 근육을 활성화하는 데 일반적으로 사용되는 안전하고 기능적인 폐쇄 사슬 운동으로 선택되었으며, 무릎 사이에 공을 배치하여 등척성 고관절 내전과 결합하여 내측광근 활성화 및 내측 무릎 안정화를 강화했습니다. 운동 직후 VMO 근육 산소화가 모니터링되고 회복 과정이 기록될 것입니다. 회복 시간은 참가자가 앉은 자세로 휴식하는 동안 SmO₂ 값이 기준선 수준으로 돌아오는 데 필요한 지속 시간으로 정의될 것입니다.

회복 측정 완료 후 참가자는 피로 효과를 최소화하기 위해 10분간 휴식할 것입니다. 이후 근력은 무릎 굽힘 15°에서 수행된 최대 자발적 등척성 무릎 신전 수축을 통해 등속성 동력계를 사용하여 평가될 것입니다. 이 관절 각도는 내측광근이 무릎 신전 말단 근처에서 더 큰 활성화를 보이기 때문에 선택되었습니다. 또한 15°에서의 검사는 관절 스트레스를 최소화하면서 토크 생산을 위한 생체역학적으로 유리한 위치에 대퇴사두근을 배치합니다. 참가자는 표준화된 언어적 격려와 60초 휴식 간격으로 각각 약 6초 동안 지속되는 세 번의 최대 수축을 수행할 것이며 평균 최대 토크 값이 분석에 사용될 것입니다. 그런 다음 기능적 수행 능력은 30초 앉았다 일어서기 검사를 사용하여 평가될 것입니다. 모든 측정은 단일 세션 동안 수행될 것이며 참가자는 종단적으로 추적되지 않을 것입니다.

통계 분석은 SPSS를 사용하여 수행될 것입니다. 데이터 분포는 정규성 검정을 사용하여 평가될 것입니다. 기술 통계는 평균 ± 표준 편차 또는 중앙값으로 적절하게 제시될 것입니다. 무릎 OA 환자와 건강한 대조군 간의 그룹 차이는 독립 표본 t-검정 또는 Mann-Whitney U 검정을 사용하여 분석될 것입니다. 근육 산소화 매개변수, 근력, 기능적 수행 능력 및 통증 간의 연관성은 Pearson 또는 Spearman 상관 분석을 사용하여 검토될 것입니다. p-값 < 0.05는 통계적으로 유의한 것으로 간주될 것입니다.