Ch 3. Resistance Exercise

Special considerations for isometric training Intensity of muscle contraction Exercise load of 60 to 80 % of a muscle’s force-developing capacity to gain strength Duration of muscle activation Static muscle performance, an isometric contraction should be held for 6 to 10 seconds: 2초는 시작시간, 6초는 유지시간, 2초는 정리시간 Repetitive contractions Use of repetitive contractions, held for 6 to 10 seconds, cramp↓ Joint angle and mode specificity No more than 10 degrees in either direction in the ROM from the training angle Four to six points in the range of angle Limitations of isometrics Resisted isometric Ex is not as effective for developing muscle endurance as resisted dynamic exercise

Dynamic Exercise : concentric and eccentric A dynamic muscle contraction causes joint movement and excursion of a body segment as the muscle contracts and shortens (concentric contraction) or lengthens under tension (eccentric contraction)

Concentric muscle contraction : 신체분절을 가속시키는 반면, 원심성 수축은 방향이나 운동량의 갑작스런 변화시 신체분절을 감속 근육 긴장도 변화가 일어나고, 근육의 물리적 단축이 발생하고, 무거운 것을 옮기는것처럼 외력을 극복하는 역동적 근부하 형태로 반응 Eccentric muscle contraction : 큰 충격활동을 하는 동안 충격흡수의 원천 근육의 힘 생성 능력을 초과하는 부하를 조절하기 위해 근육이 길어지면서 장력을 발생하게 되는 동적인 저항운동의 한 형태 구심성과 원심성 운동을 하는 동안 저항의 적용 Constant resistance, such as body weight, a free weight, or a simple weight-pulley system A weight machine that provides variable resistance An isokinetic devices that controls the velocity of limb movement

내려갈때 저항은 근육의 활동성, 수축성 구조뿐만 아니라 근육의 비수축성 구조에 의해서 조절된 저항으로 힘이 발생 들어올릴때 저항 : 근육의 수축성 구조만이 저항 같은 조건하에서 최대 원심성 수축은 최대 구심성 수축보다 더 큰 힘을 발생

Dynamic exercise: constant vs variable resistance 일정한 동적외부 저항 운동 아령, cuff weight, weight machine, pulley system 자유무게에 의해 제공된 일정한 외부저항에 대해 가동범위 내에서 사지를 움직이는 저항훈련 가변성 저항 운동 근육에 저항을 주기위해 수축된 근육에 다양한 수준의 저항을 더 제공 저항은 불규칙하게 생긴 cam, lever-arm system 탄성적 저항도구 => 사지움직임의 왕복 및 속도는 환자에 의해서 조절

Isokinetic Exercise Isokinetic exercise : 근육의 속도가 기계에 의하여 일정하게 조절되는 운동으로 역학적 저항운동의 한 형태 Isokinetic : movement that occurs at an equal (constant) speed 등속성 저항운동의 특징 관절가동범위에 따라 적절하게 주어지는 저항은 효율적인 장력 생성에 도움을 주어 전체 관절가동범위에서 근육이 장력을 생성할 수 있도록 함

등속성 저항 운동의 장점과 단점 장점 등속성 장치는 근육이 수축할 때에 관절가동범위의 모든 지점에서 최대의 저항을 제공 저속훈련과 고속훈련 모두 안전하고 효율적으로 시행 할 수 있음 운동 중 통증 호(Painful arc)를 조절 할 수 있음 환자가 피로할 때도 운동을 계속 할 수 있음 동일 근육군을 대상으로 구심성 일과 원심성 일을 반복적으로 수행할 수 있음 저항에 대한 상호운동(reciprocal exercise)을 할 수 있으며 길항근이 수축하는 동안 주동근을 휴식하게 할 수 있으므로 근육 허혈을 최소화 할 수 있음 시각이나 청각적으로 컴퓨화된 자극은 최대 근일보다 더 높은 장력을 발휘 할 수 있도록 피이드 백을 제공

단점 등속성 운동방법 장비의 부피가 크고 가격이 비쌈 만약 환자에게 여러 근육군을 운동 시키려면 훈련된 치료사에 의한 보조가 필요함 가정훈련 프로그램으로는 사용할 수 없음 대부분의 장치는 단지 열린 사슬 저항운동만을 제공 등속성 운동방법 Velocity spectrum rehabilitation : 운동속도를 대역별로 분리해서 실시하는 방법 초기단계 : 느린속도와 중간속도로 구심성 형태의 최대하 등속성 운동 (submaximal isokinetic exercise)을 시키는것이 효율적 후반기 : 최대저항과 함께 빠른 속도로 실시하는 운동프로그램 Eccentric isokinetic training 재활프로그램의 후기에 적용 환자의 경우 견관절 능동가동범위의 약 80% 정도 달성

Open-chain and closed-chain Exercise Isolation of muscle groups Control of movements Joint approximation Coactivation and dynamic stabilization Proprioception, kinesthesia, neuromuscular control, and balance Carry-over to function

Closed chain exercises Open chain exercise : with the distal segment free non-weight bearing Not very functional in most cases Closed chain exercises With the distal segment closed Weight bearing Effective in restoring function Balance and coordination Normal proprioceptive feedback Nature posture Normal physiological loads Muscles are required to interact

Resistance Exercise: principles, precautions, and contraindications 저항의 위치 저항은 전형적으로 강화될 근육의 부착된 분절 끝 부위에 적용된다. 저항의 말단 부위는 최소의 수동이나 기계적 저항으로 최대의 외부 토크 양을 생성한다. 저항은 관절이 안정적이고 통증이 없고 관절을 지지할 만한 적당한 근강도가 적절하다면 관절사이를 가로질러 적용한다. 부하로 인한 압력에 의해 불편하다면 저항의 위치를 변경한다. 저항의 방향 구심성 운동동안 저항은 설정된 움직임에 반대되는 방향으로 적용한다. 원심성 운동 동안 저항은 설정된 움직임과 같은 방향으로 적용한다.

고정(stabilization) 운동의 강도/저항의 양 In open-chain resisted exercises external stabilization of a segment is usually applied at the proximal attachment of the muscle to be strengthened. During closed-chain, multijoint resisted exercises, the patient must use muscle control (internal stabilization) to hold nonmoving segments in alignment 운동의 강도/저항의 양 처음에 환자는 운동기술과 올바른 형태를 배우기 위해서 최소한의 저항으로 움직임 형태를 연습한다. 환자는 통증이 없고 조절이 가능한 범위내에서 강한 힘을 발휘한다. 저항의 수준은 떨리거나 흔들림 없는 부드러운 움직임이여야 한다. 환자가 사용가능한 관절가동범위가 완전하지 않고, 근육 tremor 또는 부수적인 움직임이 발생할 경우 신체정렬, 안정성, 저항의 양을 조정한다.

저항과 세트의 수/양; 휴식기간 일반적으로 대부분의 성인은 중간정도의 운동부하에 대해 특정 동작을 8~12회 정도 반복할 수 있다. 이러한 운동의 양은 근피로와 같은 급성반응과 근력의 적응성 획득과 같은 만성반응을 유발한다. 환자가 8~12회 반복을 완전하게 시행할 수 없다면 저항의 양을 감소시킨다. 만약 가능하다면 짧은 휴식 후에 8~12번의 두번째 세트의 부가적 반복수행을 수행한다. 점진적인 과부하를 위해, 초기에는 반복이나 세트의 수를 증가시키고 운동 프로그램의 후반 지점에서는 저항을 점차적으로 증가시킨다.

Precautions during resistance training Valsalva maneuver An expiratory effort against a closed glottis, must be avoided during resistance exercise A strenuous and prolonged effort Increases intra-abdominal and intrathoracic pressures –> abrupt but temporary increase in arterial blood pressure High-effort isometric and dynamic muscle contraction

High-risk patients Complications from the rapid rise in blood pressure with a history of coronary artery disease, myocardial infarction, cerebrovascular disorders, or hyperextension Prevention during exercise Caution the patient about breath-holding Ask the pt. to breathe rhythmically, count, or talk during exercise Have the patient exhale with each resisted effort Be certain that high-risk patients avoid high intensity resistance exercises Substitute motions Overtraining and overwork

Delayed-onset muscle soreness Acute muscle soreness Strenuous exercise performed to the point of muscle exhaustion-> muscle fatigued Lack of adequate blood flow and oxygen Burning and aching sensation within the muscle Cool down period of low-intensity exercise Delayed-onset muscle soreness 격렬하고 평소하지 않았던 저항운동 후나 근육 과도한 노력의 일부형태가 근복부나 근건접합부 부위에서 완전한 운동 후 12~24시간 내에 발생하는 것 Pathologic fracture 골격계에 아주 작은 스트레스에도 발생하는 질환으로 이미 약해진 뼈의 골절

Risk factors for type I (primary) osteoporosis 정상적인 노화과정 : 남자와 여자 영향을 줌 호르몬 불균형이나 결손 : 폐경기후 에스트로겐 분비 감소 유전적 감소 : 가족력, 인종과 민족적 배경 특발성 요소 : 종종 사춘기 전 발병 Risk factors for type II osteoporosis 장기간의 무활동 : 골절후 연부조직이나 관절통증, 부종이나 관절삼출액 장기간의 비사용과 체중지지의 불능 : 좌식생활형태, 신경근 장애를 동반한 부전마비, 염증질환 약물의 장기간 사용: 염증질환이나 이식수술후 환자를 위한 전신 코티코스테로이드, 암이나 염증질환을 가진 환자를 위한 면역 억제제, 항응고제, 항경련제 등 Prevention of pathologic fracture 고강도, 많은 양의 체중훈련을 피한다 강도와 양은 점진적으로 진행 대부분의 근력운동은 체중지지자세에서 작은 충격 또는 충격이 없이 시행 척추나 사지의 빠른 움직임은 피한다

Contraindication to resistance training Pain Inflammation Severe cardiopulmonary disease

Manual resistance Exercise A form of active resistive exercise in which the resistance force is applied by the therapist to either a dynamic or a static muscular contraction 관절동작이 허용될 때 저항은 장력하에서 근육이 수축하고 짧아지거나 길어지고 있는 동안 가동범위 전체에 걸쳐 저항을 적용 운동은 동작의 해부학적 면에서, 고유수용성신경근 촉진을 동반하는 대각선 패턴, 또는 기능적 활동을 자극하는 움직임의 결합패턴으로 실행 특정한 근육은 도수근육검사과정의 저항있는 근육활동으로 근육강화 재활프로그램에서 도수저항운동은 근력과 근지구력의 회복이나 증진을 위해 치료사가 이용할 수 있는 능동운동의 하나

도수저항운동의 지침과 고려사항 Body mechanics of the Therapist Application of Manual resistance and stabilization Verbal commands Number of Repetitions

Proprioceptive neuromuscular facilitation (PNF) : principles and techniques Approach to therapeutic exercise that combines functionally based diagnoal patterns of movement with techniques of neuromuscular facilitation to evoke motor responses and improve neuromuscular control and function Proprioceptor : a receptor that is located deep within the tissue of body (muscle, tendon, joint, inner ear) and that responds to change in position, movement, deep pressure Proprioceptive : receiving stimulation within the tissue of the body Neuromuscular : pertaining to the nerves and muscles Defined as methods of promoting the response of the neuromuscular mechanism through stimulation of proprioceptors

PNF 패턴의 기본적인 사용방법과 원칙 도수접촉 최대저항 치료사의 자세와 움직임 신장 정상타이밍 견인 압박접근 구두명령 시각신호

PNF와 관련된 특수 기술 율동적 시작 반복수축 길항근의 반전 등척성 교대 운동패턴을 습득하는 것을 도와준다. 반복적이고 율동적인 수축은 대각선 패턴의 위약한 주동근 구성 요소를 강화시키기 위해 관절운동범위 내의 어떠한 점에 적용 길항근의 반전 느린 반전: 느린 반전 유지 등척성 교대 율동적 안정화

Mechanical resistance exercise Any form of exercise in which resistance is applied by the use of some type of equipment Use in rehabilitation Use in conditioning programs(글상자 3-12)

아동과 성인에 맞는 특수 고려사항 아동과 웨이트트레이닝 성인과 웨이트트레이닝 아동을 위한 근력운동 프로그램 고안 노인에 있어서 저항운동의 주요 목표는 기능적 독립수준을 유지, 증가 균형능력을 향상 낙상 발생률을 감소

PRE (progressive Resistive Exercise) A system of dynamic resistance training in which a constant external load is applied to the contracting muscles by some mechanical means (usually a free weight or weight machine ) and incrementally progressed

Plyometric training : high velocity eccentric to concentric muscle loading, reflexive reactions, and functional movement patterns Stretch-shortening drills 고유수용기의 활동을 촉진하여 신경근계의 효율을 높이려고 하는 신경생리학적 기전 고강도의 빠른 속도운동이므로 이 기술을 적용하기 위해서는 환자가 적절한 근력과 지구력을 가지고 있어야 함

practice Resistance exercise PNF 기법