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서론

지난 수십 년 동안 전 세계적으로 고령화가 관찰되고 있으며, 고령자와 초고령자의 수가 상당히 증가하고 있다(Veronese, 2020). 고령화는 크게 두 가지 이유로 인해 비롯되는데 첫번째는 출생아 수의 감소이고, 두 번째는 낮은 사망률이다(Cheng et al., 2020). 통계청에 따르면 2022년 대한민국의 출생아 수는 24만 9천명으로 전년도에 비해 약 4.4%가 감소하였고, 합계출산율(여자 1명이 평생 낳을 것으로 예상되는 평균 출생아 수)은 0.78명으로 전년도에 비해 0.03명 감소하였다(Statistics Korea, 2023). 사망 또한 인구구조의 변화에 직접적으로 영향을 미치는데 보건 환경이 개선되고 의학 기술이 점차 발전함에 따라 고령층의 기대수명이 지속적으로 증가하면서 사망률을 감소시키고 있다(Kim, 2020). 이에 따라 세계의 주된 관심사는 연장된 수명이 건강한 삶 또는 높은 삶의 질과 관련이 있는지 여부이다(Langhammer et al., 2018).

최근 연구에서 체계적이고 적절한 양의 신체활동은 노화를 지연시킬 수 있으며(Gopinath et al., 2018; Rebelo-Marques et al., 2018), 만성질환을 감소시키고, 건강하고 활동적인 삶을 가능하게 한다는 것이 증명되었다(Bouaziz et al., 2016, 2017). 그 뿐만 아니라 노화는 근육의 기능 및 심폐 기능의 감소와 관련이 있으므로 노인들이 일상적인 활동을 수행하고 독립적인 기능을 유지할 수 있는 능력이 저하된다(Izquierdo et al., 2021).

심폐체력은 지속적인 신체활동 중에 에너지를 생산하기 위해 골격근에 산소를 전달하는 호흡 및 순환 능력을 의미하며(Kim, 2022), 노화로 인하여 1회 박출량 및 심박수의 감소, 동정맥 산소 차의 변화 등으로 인하여 심폐 기능이 감소하게 된다(Hepple et al., 1996). 그러나 규칙적인 운동을 하는 경우 연령의 증가에 따른 근육 및 유산소 능력의 감소가 상당히 약화되고 신체조성, 근력, 신체활동 수준, 인지기능 등을 긍정적으로 개선시킨다(Izquierdo et al., 2021). 따라서 심폐체력은 사망률에 영향을 줄 수 있는 수정 가능한 지표이므로 노인에게 있어서 심폐체력은 매우 중요한 요인이다(Mandsager et al., 2018).

트레드밀을 사용한 점증운동부하검사는 심폐체력을 측정하는데 가장 널리 사용되는 방법인 동시에 기준이 되는 객관적인 측정 방법이다(Mandsager et al., 2018). 그러나 실험실 이외의 장소에서 항상 사용할 수 있는 측정 방법이 아니기 때문에 임상에서 실용적이고 측정하기에 용이한 6분 또는 2분 걷기 검사, YMCA 스텝 테스트 등의 현장 검사가 개발되었다(Bohannon & Crouch, 2019; Wu et al., 2003).

6분 걷기와 2분 걷기는 노인의 유산소 지구력을 측정하기 위해 상호 교환적으로 사용되며(Węgrzynowska-Teodorczyk et al., 2016), 일반적으로 2분 걷기는 여러 가지 이유로 6분 걷기를 수행할 수 없는 경우에 수행되는 대체 측정 방법이다(Garcia et al., 2013; Rikli & Jones, 1999). 2분 걷기는 6분 걷기에 비해 매우 좁은 장소에서도 가능하고, 비용이 적게 들며, 시간적인 소요도 짧기 때문에 현장에서 활용하기에 용이하며 장거리 보행이 어려운 노인에게 적합한 검사 방법이다(Oliveros et al., 2022).

이러한 이점에도 불구하고 2023년 8월 6일 기준으로 PubMed 검색 결과 ‘six-minute walking test’는 15,124건, ‘two-minute step test’는 141건만 존재해 2분 걷기에 관한 선행연구가 부족한 실정이다. 또한 다양한 인종을 대상으로 2분 걷기의 타당도 연구가 존재하나, 한국인을 대상으로는 검사-재검사 신뢰도 연구만 존재한다. 따라서 본 연구의 목적은 한국 노인을 대상으로 측정이 용이한 2분 걷기의 타당도를 확인하고, 최대산소섭취량의 추정식을 개발한 후 현장으로의 적용을 위해 교차타당도를 검증하는 데 있다.

연구방법

연구대상

본 연구의 대상자는 의학적으로 실험 참여에 결격사유가 없는 65세 이상의 노인으로 모집하였다. 표본의 규모는 200명으로 성별과 연령(5세 단위)에 따라 설계하여 모집하였다. 이들 중에 점증운동부하 검사 및 2분 걷기 검사의 수행이 어렵거나 측정지가 유효하지 않은 대상자 36명과 정형외과적 수술로 인하여 정상적인 보행이 어려워 검사를 중도 포기한 대상자 14명을 제외하고 총 150명(남 74명, 여 76명)이 최종 분석에 포함되었다. 연구대상자들의 신체적인 특성은 <Table 1>과 같다.

Table 1.

Participant characteristics (Mean ± SD)

연구 결과

2분 걷기 준거타당도 분석

최대산소섭취량과 2분 걷기의 준거타당도 분석 결과는 <Table 2>, <Figure 1>과 같다. 전체 대상자 150명으로 2분 걷기의 준거타당도를 분석한 결과, 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)는 0.457로 유의하게 나타났다(p<.001). 성별에 따라서는 상관계수가 남자는 0.428(p<.001), 여자는 0.482(p<.001)로 나타났다. 연령에 따라서는 상관계수가 65-69세는 0.504(p=.002), 70-74세는 0.459(p=.003), 75-79세는 0.325(p=.027), 80세 이상은 0.418(p=.022)로 모두 유의하게 나타났다.

Table 2.

Correlation between VO_2max and 2-minute step test

Fig. 1.

Criterion validity of VO_2max and two-minute step test

최대산소섭취량 추정식 개발

Training set를 이용하여 최대산소섭취량 추정식을 개발하기 위해 단계적 선택법으로 설명변수를 투입하여 다중회귀분석을 수행하였으며, 결과는 <Table 3>과 같다. 설명변수로는 다중공선성을 고려하여 고혈압 약 투약 여부, 체지방량을 제외하고 성, 연령, 신장, 체중, 제지방량, 체지방률, BMI, 2분 걷기 총 횟수, 심장질환 진단 유무, 근골격계 질환 진단 유무, 고혈압 진단 유무, 당뇨병 진단 유무를 투입하였다. 분석 결과, 다중상관계수는 0.656이며 모형의 설명력은 43.0%(p<.001)로 나타났다. Durbin- Watson 값이 1.275로 잔차들이 서로 독립적임이 검정되었고, VIF 값을 통해 다중공선성이 나타나지 않았다. 최종적으로 개발된 최대산소섭취량 추정식은 다음과 같다.

Table 3.

Multiple regression analysis for prediction of VO_2max by 2-minute step test in training set (n=120)

VO_2max (mL/kg/min) = 29.255 – 2.678 (Sex[male:0, female:1]) - 0.180 (Age) - 0.133 (Body fat[%]) + 0.081 (2MST[No. of steps])

개발된 최대산소섭취량 추정식의 교차타당도 분석

실제로 측정된 최대산소섭취량과 다중회귀분석을 수행하여 개발된 추정식을 통해 예측된 최대산소섭취량 간의 교차타당도 분석을 위해 Test set를 이용하였고, 결과는 <Table 4>, <Figure 2>와 같다. 측정을 통해 얻어진 최대산소섭취량은 19.73±3.36mL/kg/min으로 나타났고, 개발된 추정식을 통해 얻어진 예측된 최대산소섭취량은 19.08±4.36 mL/kg/min으로 나타났으며, 상관계수는 0.654(p<.001)로 유의하게 나타났다.

Table 4.

Analysis of the cross-validation between predicted and measured VO_2max in test set (n=30) (Mean ± SD)

Fig. 2.

Scatter plots of cross-validation between measured and predicted VO_2max in test set (n=30)

논 의

본 연구는 65세 이상의 한국인 노인을 대상으로 2분 걷기의 준거타당도를 검증하고, 2분 걷기 측정 결과와 인구학적 변인을 사용하여 최대산소섭취량의 추정식을 개발한 후 교차타당도를 검증하고자 하였다.

노인의 건강을 개선하고 심혈관질환을 예방하는데 있어서 심폐체력은 중요한 요소이므로(Kaminsky et al., 2019; Nauman et al., 2017; Young et al., 2015) 이를 평가하기 위해 질환 유무에 관계없이 점증운동부하검사로 최대하검사(submaximal test)를 수행하는 것은 필수적이다(Berlanga et al., 2023). 그러나 장비가 고가이면서, 측정 방법이 어렵고, 한 사람당 측정 시간이 오래 소요되는 등 여러 가지 제한점이 존재하므로 간편한 현장 검사로 대체할 필요성이 있다(Dourado et al., 2021). 직접 측정한 최대산소섭취량과 간접적으로 측정한 2분 걷기 간의 타당도는 기존의 선행연구들을 통해 검증되었는데, 2분 걷기와 Modified Balke 프로토콜을 이용한 최대하 트레드밀검사는 강한(strong) 상관관계(r=0.74)가 있었고(Rikli & Jones, 1999), Bruce 프로토콜을 이용한 최대 운동부하검사와도 강한 상관관계(r=0.70, p<.001)가 있다고 보고되었다(Ricci et al., 2019). 본 연구에서 2분 걷기의 준거타당도 분석 결과 상관계수가 0.457로 기존의 선행연구들에 비해 다소 낮으나 통계적으로 유의하게 나타나(p<.001) 노인 대상의 심폐체력을 측정하기에 타당한 방법이라고 판단된다.

2분 걷기는 6분 걷기 수행이 어려운 경우에 대안으로 사용되는 측정 방법이며(Garcia et al., 2013), 이 두 가지 검사 간의 타당도를 심장재활 중인 노인과 건강한 노인을 대상으로 검증한 결과 상관계수가 각각 0.87(p<.001), 0.696(p<.001)으로 강한 상관관계가 나타나(Berlanga et al., 2023; Chow et al., 2023) 두 검사를 상호 교환적으로 사용해도 문제가 없다는 것이 확인되었다. 일부 연구에서는 2분 걷기가 심폐체력 수준이 낮아 오래 걷는데 어려움이 있는 고혈압(Pedrosa & Holanda, 2009), 관상동맥 질환(Oliveros et al., 2022), 말초동맥 질환(Braghieri et al., 2021), 심부전(Alosco et al., 2012), 무릎 골관절염(de Morais Almeida et al., 2022) 등이 있는 노인에게 6분 걷기보다 더 적합하다고 보고하고 있다.

본 연구에서 5세 단위의 연령 집단으로 구분하여 최대산소섭취량과 2분 걷기의 상관관계를 분석한 결과 여자(r=0.482)에 비해 남자(r=0.428)의 상관계수가 낮았으며, 연령대가 증가할수록 75-79세 그룹을 제외하고 상관계수가 점차 낮아지는 경향성을 보였다. 최대산소섭취량은 일생동안 일정하게 감소하지는 않지만 매 10년마다 가속화되어 감소하였고 여자보다 남자의 감소율이 더 크게 나타났다(Fleg et al., 2005; Izquierdo et al., 2021). 남자는 여자보다 초기에 최대산소섭취량이 더 높지만 10년 동안의 감소율이 14.7%인데 반해 여자는 55세에서 84세 사이에 감소율이 7%로 나타났는데(Stathokostas et al., 2004) 이러한 결과가 초래된 이유는 최대 심박출량과 동정맥 산소차가 감소하였기 때문이다(Weiss et al., 2006).

Milanović et al.(2013)의 연구에서 2분 걷기 횟수는 70-80세 그룹이 60-69세 그룹에 비해 유의하게 낮게 나타났다(p<.05). 40세 이후부터 유산소 능력이 현저하게 감소되기 시작하여 65세에는 약 30% 정도가 감소된다(Kostić et al., 2011). 이는 노인이 나이가 들어가면서 최대산소섭취량이 매년 약 0.5-1.0%가 감소하기 때문에 걷기, 달리기 등의 활동을 할 수 있는 유산소 능력이 저하된다는 것을 의미한다(Martin & Morgan, 1992). 이러한 이유로 연령이 증가됨에 따라 상관계수가 낮아졌을 것이라 사료된다. 본 연구에서 2분 걷기 횟수는 65-69세가 112±15.49회, 70-74세가 113.67±14.61회, 75-79세가 104.17±17.28회, 80세 이상이 99.77±14.95회로 선행연구와 유사하게 연령에 따라 감소하는 경향성을 보였으나 75-79세 그룹의 표준편차가 다른 연령대 그룹에 비해 크게 나타났기 때문에 상관계수가 다른 연령 그룹에 비해 상대적으로 낮게 나온 것이라 생각된다.

최대산소섭취량의 추정식 개발을 위해 설명변수로 성, 연령, 신장, 체중, 체지방량, 체지방률, 제지방량, BMI, 2분 걷기 총 횟수, 심장질환, 근골격계 질환, 고혈압, 당뇨병 진단 여부, 고혈압 약 투약 여부를 모두 투입하였으나 체지방량과 고혈압 약 투약 여부 변인의 다중 공선성이 높게 나타나 이 두 가지 변인을 제외하고 단계적 선택법으로 회귀분석을 수행하였다. 그 결과 최종적으로 성, 연령, 2분 걷기 시 총 횟수, 체지방률이 설명변수로 채택되었다(Adjusted R²=0.430, p<.001).

노화가 진행됨에 따라 심폐체력, 근력, 지구력, 민첩성, 유연성 등의 체력 요인이 감소하는 경향이 있으며, 이로 인해 정상적인 기능에 문제가 발생하여 일상생활에 어려움을 초래한다(Riebe et al., 2009). Hurley & Roth(2000)의 연구에 따르면 체력 요인들 중 근력은 50세 이후에 10년 마다 약 12-14%가 감소한다고 하였고, Daley & Spinks(2000)의 연구에서는 근력과 근육량이 30-80세 사이에 30-50% 정도 감소한다고 하였다. 이처럼 근력 또는 근육량이 감소하는 임상적인 증상을 근감소증(Sarcopenia)이라고 정의하고 있으며(Marzetti et al., 2017) 여러 선행연구에서 질병의 이환율, 사망률, 신체적 장애, 낙상, 골절, 우울증, 삶의 질 저하 등과 관련이 있다고 보고하고 있다(Landi et al., 2010, 2012; Lang et al., 2010). 그 뿐만 아니라 근감소증은 본 연구에서 사용된 심폐체력 측정 도구인 2분 걷기에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

2분 걷기 측정 시 양쪽 무릎을 일정 높이 이상으로 번갈아 가며 지속적으로 올려야 하며, 한 쪽 무릎이 올라갔다가 다시 지면에 닿을 때 까지 반대쪽 다리가 안정적으로 지지해야 하는 시간이 필요하기 때문에 평소에 걷는 동작에 비해 강도가 높다(Zhao & Chung, 2016). 노인 51명을 대상으로 2분 걷기와 6분 걷기를 모두 수행한 선행연구(Berlanga et al., 2023)에서 2분 걷기의 운동자각도(5.82 ± 1.87)가 6분 걷기의 운동자각도(4.11 ± 2.03)에 비해 통계적으로 유의하게 높은 것으로 나타났다(p<.001). Senior Fitness Test를 개발한 Rikli & Jones(1999)의 연구에 따르면 2분 걷기 측정 시, 대상자가 스스로 보행 속도(cadence)를 조절해서 2분 동안 유지해야 하지만 파일럿 테스트 결과 많은 노인들이 보행 속도를 끝까지 유지하기 어려웠던 것으로 나타났다. 또한 2분 걷기(r=0.61, p<.001)는 6분 걷기(r=0.48, p<.001)에 비해 하지 근력과 긍정적인 상관관계가 더욱 강하게 나타났는데 이는 6분 걷기가 평평한 지면 위를 걷는 동작으로 측정이 이루어지는 반면에 2분 걷기는 평지가 아닌 계단을 오르는 것과 같은 동작을 지속적으로 수행해야 하므로 심폐체력 평가뿐만 아니라 하지 근지구력 평가에도 적합한 측정 도구라고 보고하였다(Węgrzynowska-Teodorczyk et al., 2016).

교차타당도 분석 결과, 상관계수가 0.654(p<.001)로 나타나 개발된 추정식의 타당도가 검증되어 현장에서 활용이 가능할 것으로 사료된다. 그러나 2분 걷기는 대상자 스스로가 측정이 이루어지는 2분 내내 보행 속도를 빠르면서도 일정하게 유지시키지 못한다면 정확한 측정이 이루어지지 않을 수 있다. 또한 연령의 증가, 하지 근육량 감소, 근골격계 질환 등으로 인하여 하지 근력이 저하되면 무릎을 들어 올리는 고강도의 동작을 지속적으로 수행하는데 어려움이 있으므로 심폐체력보다 하지 근력이 2분 걷기 횟수에 더 큰 영향을 미칠 수 있을 것이다. 하지만 2분 걷기는 좁은 공간에서도 측정이 가능하고 측정 시간이 짧기 때문에 많은 인원을 측정하기에 보다 적합한 도구일 것이라 판단된다. 본 연구에서 표본의 규모를 연령에 따라 설계하여 모집하였으나 총 대상자 수가 150명으로 다양한 특성을 가진 노인을 모두 대표하기에는 어려움이 있다는 제한점이 있으므로 더 많은 대상자를 모집하여 측정한다면 보다 의미 있는 결론을 도출할 수 있을 것이라 생각된다.

결론 및 제언

본 연구는 한국 노인을 대상으로 2분 걷기 타당도를 처음으로 검증한 연구이다. 직접 측정한 최대산소섭취량과 2분 걷기 간의 준거타당도를 검증한 결과 상관계수가 유의하게 나타났으며, 본 연구를 통해 개발된 추정식을 검증한 교차타당도 또한 모두 상관계수가 유의하게 나타났다. 최종적으로 개발된 최대산소섭취량 추정식의 설명 변수는 성, 연령, 2분 걷기 시 총 횟수, 체지방률인 것으로 나타났으며, 이 변수들은 측정하기에 간단하고 현장에서 활용하기에 용이한 변인들인 것으로 판단된다. 그러나 본 연구의 대상자 수보다 더 많은 수의 대상자들을 측정한 후 개발된 추정식의 타당도 검증이 한 번 더 이루어진다면 보다 현장에서 유용하게 활용할 수 있을 것이라 예상된다.

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