[논문리뷰] 저항밴드를 사용한 바벨 스쿼트, 내 무릎은 안전할까?

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바깥 외출에 제약이 많은 요즘, 헬스장 대신 집에서도 할 수 있는 실내 운동이 주목받고 있습니다. 

그중에서도 스쿼트는 간단한 동작으로 구성되어 있고 여러 도구를 이용해 다양한 방법으로 운동할 수 있어

전문 운동선수나 재활인 뿐만 아니라 일반 사람들에게도 꾸준히 관심을 받아왔습니다.

 

스쿼트와 함께 사용할 수 있는 도구에는 필라테스 링, 저항밴드, 바벨 등이 있는데

이번에 이야기해 볼 내용은 바로 저항밴드를 이용한 바벨 스쿼트입니다. 

 

https://experiencelife.com/article/the-workout-8-weeks-to-strong/

 

스쿼트를 할 때 저항밴드를 사용하게 되면 신체의 정렬에 대한 고유수용성감각(proprioception)을 줄 수 있고

일부 근육의 활성도를 증가시킬 수 있기 때문에 많은 치료사들은 스쿼트에 저항밴드를 적용할 것을 제안해왔습니다. 

그러나 스쿼트는 전문가의 지도 없이 혼자서도 할 수 있는 운동인만큼

적절한 방법으로 주의해서 운동하지 않으면 무릎에 손상을 일으킬 수 있고, 

특히 저항밴드를 적용할 경우 이마면(frontal plane)에서 발생하는 무릎안쪽전위에 영향을 줄 수 있습니다. 

 

* 무릎안쪽전위(MKD, Medial Knee Displacement) : 무릎이 신체의 중심선을 향해 움직여 엄지발가락보다 안쪽에 위치하는 상태로

무릎에 밖굽이 힘(Valgus force)과 안쪽돌림(tibial internal rotation)을 일으키는 힘을 만든다. 

 

저항밴드의 적용으로 발생한 무릎안쪽전위에 의해 밖굽이와 안쪽돌림 힘이 증가하면

그 힘에 직접적으로 영향을 받는 앞십자인대(ACL, Anterior Cruiciate Ligament)가 손상을 받기 쉬워집니다. 

이 같은 손상을 막기 위해서는 스쿼트에 사용해야 할 저항밴드의 종류나 스쿼트의 강도를 고려해야 하는데

정확한 방법을 알고 운동하는 사람들은 많지 않습니다. 

 

https://www.twotags.com.au/products/twotags-medium-resistance-band

 

그래서 오늘은 저항밴드의 적용이 무릎에 어떤 영향을 주는지, 

저항밴드의 종류와 스쿼트 강도에 따라 어떤 근육이 활성화되는지 연구한 논문이 있어 소개해드리려고 합니다. 

 

 

연구목적
바벨 스쿼트(Barbell back squat) 시 저항밴드의 종류에 따른 최고 밖굽이 각도(Peak knee valgus angle), 
정강이 안쪽돌림 각도(Internal tibial rotation angle)와 저항밴드의 적용이 하지 근육 활성도에 미치는 영향

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연구방법

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1. 대상자

대상자 수 : 26명 (남 13명, 여 13명)

모집 기준

- 적어도 6개월 간 스쿼트를 해왔던 자

- 고리형(looped) 저항밴드 초보 사용자

- 18세 이상의 건강한 자

 

2. 사용도구

A. EMG(Electromyography)

부착 위치 : 총 9개의 EMG 센서 (양쪽 VM, VL, BF, GM / 오른쪽 Gm)

(Vastus medialis 안쪽넓은근 Vastus lateralis 가쪽넓은근, Biceps femoris 넓다리두갈래근, Gluteus maximus 큰볼기근 / Gluteus medius 중간볼기근)

 

B. Vicon

총 20개의 Retroreflective marker 부착

3번의 데이터 수집 - 스쿼트 시작, 가장 깊이 내려갔을 때, 다시 올라올 때 끝 지점

 

C. 저항밴드

가벼운 밴드(Light) : 0.21N/mm

매우 강한 밴드(Extra heavy) : 0.68N/mm

 

3. 연구과정

- 키(cm), 몸무게(kg), 무릎너비(mm), 발목 너비(mm), ASIS(위앞엉덩뼈가시) 사이 거리(mm), 다리 길이(mm) 사전 조사

- 1RM(1 Repetition Maximum, 1회 최대로 들어 올릴 수 있는 중량) 설정

- Normalization : 3RM의 80%로 스쿼트 5회 반복, 각 근육의 최고 근활성도는 MVC(최대 자발적 수축) 값으로 수집

- 80% 1RM(고강도 스쿼트), 40% 1RM(저강도 스쿼트)에서 바벨 스쿼트 각 3회(밴드 없이, 가벼운 밴드, 매우 강한 밴드)

- 스쿼트 방법

  발은 어깨 너비보다 조금 넓게 벌리고 맨발로 실시

  하이바 스쿼트(High-bar squat, 바벨을 위쪽 등세모근에 두는 방식)

  저항밴드는 넙다리뼈의 가쪽위관절융기에 위치

  스쿼트 1회 당 5초 설정, 세트 사이 5분 휴식

  스쿼트 시 무릎을 엄지발가락 바깥으로 유지하도록 교육

 

4. 측정변수

최고 무릎 밖굽이 각도(PKV, Peak knee valgus angle)

Vicon Nexus system V.2.7.1, MXF40 cameras 장비 이용

최대 정강이 안쪽돌림(MTR, Maximum tibial rotation)

Vicon Nexus system V.2.7.1, MXF40 cameras 장비 이용

근활성도(Muscle activity)

Delsys Trigno Lab wireless EMG system 이용

 

5. 통계분석

반복 측정 일반선형 모형(Repeated Measures General Linear Model); 한 사람에게 여러 변수를 두고 비교

(매우 강한 밴드, 가벼운 밴드, 밴드없음)x(저강도, 고강도 스쿼트) 3X2 반복 측정에 의한 분석 비교

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결과 및 해석

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연구 결과 두 변수(PKV, MTR)에서 매우 강한 저항밴드를 적용했을 때와

저항밴드를 적용하지 않았을 때 사이에 유의한 차이가 있었습니다. (Table 1 참고)

두 종류의 밴드(매우 강한 밴드, 가벼운 밴드) 사이에는 유의한 차이가 없었지만

높은 저항의 밴드일수록 PKV, MTR 각도가 커지는 경향성이 관찰되었습니다. 

 

노란 박스 - 최고 PKV 값, 파란 박스 - 최고 MTR 값

 

다음으로 근활성도를 살펴보았을 때 근육에 따라 다른 결과를 확인할 수 있었습니다. (Figure 3 참고)

Gm과 BF의 근활성도는 저항밴드의 사용 여부에 따른 유의한 차이가 없었습니다. 

 

반면 고강도/저강도 스쿼트 시 어떤 밴드를 사용하든지 GM의 근활성도가 전반적으로 증가함을 볼 수 있었습니다. 

(고강도 스쿼트 13.25%, 저강도 스쿼트 23.15% 증가) 만약 바벨 스쿼트를 하는 목적이 GM을 강화하기 위해서라면

저강도 스쿼트를 하면서 강한 저항밴드를 적용하는 것이 효과적이라고 할 수 있습니다. 

 

그러나 많은 사람들이 VL과 VM, 즉 넙다리네갈래근(QF, Quadriceps femoris)을 목적으로 스쿼트를 하고 있는데

연구 결과 전반적으로 저항밴드를 적용하지 않았을 때 근활성도가 높은 결과를 보였습니다. 

따라서 만약 넙다리네갈래근 강화가 목적이라면 저항밴드의 사용은 오히려 도움이 되지 않을 수 있습니다. 

 

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결론

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바벨 스쿼트를 할 때 저항밴드를 사용하는 것은 GM 활성화에는 효과적일 수 있지만, 
넙다리네갈래근 강화 효과가 부족하고 오히려 PKV & MTR 각도가 증가해 무릎 손상의 위험이 커질 수 있습니다. 
따라서 저항밴드를 적용할 때는 강화하고자 하는 근육을 고려해 사용하고,
무릎 손상의 위험성을 인지하여 저항밴드 강도 설정에 주의할 것을 제안합니다. 

[Reference] Reece MB, Arnold GP, Nasir S, et al. Barbell back squat: how do resistance bands affect muscle activation and knee kinematics?. BMJ Open Sport & Exercise Medicine 2020;6:e000610. doi: 10.1136/bmjsem-2019-000610

 

원문 : pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32095265/

Barbell back squat: how do resistance bands affect muscle activation and knee kinematics? - PubMed

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