런닝시 받는 충격을 감소시키는 데에는 신체적 구조에 의한 자연 감쇠와 발목의 회내(pronation), 회외(supination) 동작 및 무릎의 굽힘 등과 같이 신체 동작의 스프링 역할에 의한 감쇠로 구분할 수 있다. 이러한 충격이 신체의 각 부위에 얼마나 많이 전달되느냐에 대한 연구는 응용 신체역학분야에 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 런닝에서 힐(heel)의 지면 접촉 시 발생하는 충격이 신체 각 부위로 전달되면서 감쇠되는 정도를 정량적으로 파악하는 것을 목적으로 한다. 그 방법으로 발에서부터 머리까지 전달되는 충격의 크기와 충격파를 측정하기 위하여 발목의 shank, 무릎(knee), 골반의 장골(ilium), 제7경추(7th cervical vertebra), 그리고 머리부분에 전달되는 충격을 측정하기 위해 치아(teeth)등 5가지 부위에 ...
런닝시 받는 충격을 감소시키는 데에는 신체적 구조에 의한 자연 감쇠와 발목의 회내(pronation), 회외(supination) 동작 및 무릎의 굽힘 등과 같이 신체 동작의 스프링 역할에 의한 감쇠로 구분할 수 있다. 이러한 충격이 신체의 각 부위에 얼마나 많이 전달되느냐에 대한 연구는 응용 신체역학분야에 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 런닝에서 힐(heel)의 지면 접촉 시 발생하는 충격이 신체 각 부위로 전달되면서 감쇠되는 정도를 정량적으로 파악하는 것을 목적으로 한다. 그 방법으로 발에서부터 머리까지 전달되는 충격의 크기와 충격파를 측정하기 위하여 발목의 shank, 무릎(knee), 골반의 장골(ilium), 제7경추(7th cervical vertebra), 그리고 머리부분에 전달되는 충격을 측정하기 위해 치아(teeth)등 5가지 부위에 가속도계를 부착하였고, 5가지 런닝속도와 피험자의 Rohrer 지수에 따른 신체충실도(허약, 정상, 비만), 그리고 신발 착용여부를 조건으로 각 부위의 가속도를 측정하며, 그에 따른 주파수 분석을 하였다. 그 결과는 다음과 같다. (1) 각 조건별 가속도의 피크 값은 신발 착용여부, 신체충실도 그리고 런닝속도와 부위별로 유의한 차이를 보이고 있었다. 즉, 가속도의 크기는 신발을 착용함으로써 작아지고, 런닝속도가 증가함에 따라 커지며, 몸무게가 커질수록 각 부위별 가속도 값이 증가한다. (2) 신발 착용의 효과는 하체에서는 많은 효과를 보이지만, 상체에서는 신발 착용의 효과가 크지 않고, 신체충실도에 따라 비만일수록 shank 및 무릎에서의 감쇠율이 더 커지는 것으로 나타났다. (3) 신체충실도별 가속도 값의 크기는 허약<정상<비만 순으로 나타났고, 느린 런닝 속도에서는 각 체질별 가속도 값은 거의 차이를 보이지 않고 있으나, 빠른 런닝 속도일수록 그 차이가 증가하고 있다. 또한 하체에서는 신체 충실도별 가속도의 차이가 많이 나타나는 반면에 상체에서는 그 차이가 보이지 않는다. (4) 런닝 시 발생하는 충격력은 신체부위 중 허벅지에서 가장 많은 충격이 흡수되고, 그 이상의 부위에서는 감쇠 정도가 적다. 그리고 런닝속도가 빨라짐에 따라 무릎에서 감쇠되는 값은 가속도 값은 점점 커진다. (5) 주파수 분석 특징을 보면 무릎 통과 후 16[Hz] 이상의 진동을 대부분 감쇠하는 것으로 나타나 골반과 제7경추, 머리에서는 10[Hz]이하의 저주파수대가 그 특성을 보인다. 신발 착용여부에 따른 주파수 감쇠 특성은 신발 착용시 shank와 무릎부위에서 발생하는 20[Hz] 이상의 주파수대를 감쇠하는 특성을 보였다. (7) 런닝속도, 키와 몸무게, 그리고 선정된 신체계측 항목을 독립변수로 각 부위별 가속도 값을 예측하는 회귀모형을 산출하였다. 이러한 연구결과들은 런닝시 충격력에 대한 신체의 흡수 능력과 주파수 특성에 관한 기초 자료로서 보다 효과적인 충격흡수 신발 개발과 런닝의 형태나 상해예방을 위한 합리적인 런닝 설계에 체계적으로 적용할 수 있다. 그러나 런닝시 지면과 직접 접촉하는 발뒤꿈치의 충격력에 대한 연구가 진행되어야 하며, 발목의 회내 및 회외 운동의 정도, 무릎 각도의 정도에 대한 가속도 및 주파수의 변화에 대하여 계속적인 연구가 진행되어야 명확한 신체의 충격흡수 능력을 규명할 수 있을 것이다.
런닝시 받는 충격을 감소시키는 데에는 신체적 구조에 의한 자연 감쇠와 발목의 회내(pronation), 회외(supination) 동작 및 무릎의 굽힘 등과 같이 신체 동작의 스프링 역할에 의한 감쇠로 구분할 수 있다. 이러한 충격이 신체의 각 부위에 얼마나 많이 전달되느냐에 대한 연구는 응용 신체역학분야에 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 런닝에서 힐(heel)의 지면 접촉 시 발생하는 충격이 신체 각 부위로 전달되면서 감쇠되는 정도를 정량적으로 파악하는 것을 목적으로 한다. 그 방법으로 발에서부터 머리까지 전달되는 충격의 크기와 충격파를 측정하기 위하여 발목의 shank, 무릎(knee), 골반의 장골(ilium), 제7경추(7th cervical vertebra), 그리고 머리부분에 전달되는 충격을 측정하기 위해 치아(teeth)등 5가지 부위에 가속도계를 부착하였고, 5가지 런닝속도와 피험자의 Rohrer 지수에 따른 신체충실도(허약, 정상, 비만), 그리고 신발 착용여부를 조건으로 각 부위의 가속도를 측정하며, 그에 따른 주파수 분석을 하였다. 그 결과는 다음과 같다. (1) 각 조건별 가속도의 피크 값은 신발 착용여부, 신체충실도 그리고 런닝속도와 부위별로 유의한 차이를 보이고 있었다. 즉, 가속도의 크기는 신발을 착용함으로써 작아지고, 런닝속도가 증가함에 따라 커지며, 몸무게가 커질수록 각 부위별 가속도 값이 증가한다. (2) 신발 착용의 효과는 하체에서는 많은 효과를 보이지만, 상체에서는 신발 착용의 효과가 크지 않고, 신체충실도에 따라 비만일수록 shank 및 무릎에서의 감쇠율이 더 커지는 것으로 나타났다. (3) 신체충실도별 가속도 값의 크기는 허약<정상<비만 순으로 나타났고, 느린 런닝 속도에서는 각 체질별 가속도 값은 거의 차이를 보이지 않고 있으나, 빠른 런닝 속도일수록 그 차이가 증가하고 있다. 또한 하체에서는 신체 충실도별 가속도의 차이가 많이 나타나는 반면에 상체에서는 그 차이가 보이지 않는다. (4) 런닝 시 발생하는 충격력은 신체부위 중 허벅지에서 가장 많은 충격이 흡수되고, 그 이상의 부위에서는 감쇠 정도가 적다. 그리고 런닝속도가 빨라짐에 따라 무릎에서 감쇠되는 값은 가속도 값은 점점 커진다. (5) 주파수 분석 특징을 보면 무릎 통과 후 16[Hz] 이상의 진동을 대부분 감쇠하는 것으로 나타나 골반과 제7경추, 머리에서는 10[Hz]이하의 저주파수대가 그 특성을 보인다. 신발 착용여부에 따른 주파수 감쇠 특성은 신발 착용시 shank와 무릎부위에서 발생하는 20[Hz] 이상의 주파수대를 감쇠하는 특성을 보였다. (7) 런닝속도, 키와 몸무게, 그리고 선정된 신체계측 항목을 독립변수로 각 부위별 가속도 값을 예측하는 회귀모형을 산출하였다. 이러한 연구결과들은 런닝시 충격력에 대한 신체의 흡수 능력과 주파수 특성에 관한 기초 자료로서 보다 효과적인 충격흡수 신발 개발과 런닝의 형태나 상해예방을 위한 합리적인 런닝 설계에 체계적으로 적용할 수 있다. 그러나 런닝시 지면과 직접 접촉하는 발뒤꿈치의 충격력에 대한 연구가 진행되어야 하며, 발목의 회내 및 회외 운동의 정도, 무릎 각도의 정도에 대한 가속도 및 주파수의 변화에 대하여 계속적인 연구가 진행되어야 명확한 신체의 충격흡수 능력을 규명할 수 있을 것이다.
Contacts of the feet with the ground produce impact forces that cause a shock wave to travel throughout the musculo-skeletel system from foot to head. The body relies upon several mechanisms to regulate shock transmission; anatomical structures(bone, cartilage, joint etc.) and movements included pro...
Contacts of the feet with the ground produce impact forces that cause a shock wave to travel throughout the musculo-skeletel system from foot to head. The body relies upon several mechanisms to regulate shock transmission; anatomical structures(bone, cartilage, joint etc.) and movements included pronation/supination, knee's flexion angle. Also, such impacts are characterized by a transient peak In the ground reaction force(impact force), rapid deceleration of the lower extremity(impact shock), and the initiation of a wave of acceleration and deceleration(impact shock wave) that is propagated through the body. This study examined the characteristics of transmission of impact shock and shock attenuation in the body segments at footstrike during running. To measure impact shock during treadmill running at five different speeds with wearing shoe and barefoot, accelerometers were attached onto five body segments; shank, knee, ilium, 7th cervical vertebra, head teeth. 21 subjects divided to weak, normal, fat group with Rohrer's index. The results are following. The results of this study can be systematically applied for resonable running pattern and effective running shoe with impact absorbing ability. (1) The peak value of acceleration was significantly different according to wearing shoe/barefoot, running speeds, healths, measuring body segments. The peak value of acceleration were less on wearing shoe than it on bare(cot. and increased with running speed increased. (2) The peak value of acceleration increased with running speed increased. And, the effects of shoes to diminish impact at footstrike were more on lower extremity(shank, knee) than upper. (3) The order of magnitude of acceleration was showed weak, normal, fat subject group. The deferences between the values of acceleration on 3 subject groups health were few in lower running speeds, but were increased in fast speeds. Also, those were more on lower extremity, but were little on upper. (4) The amount of impact force during running were most attenuated on the part between knee and ilium, and those were increased with increased running speeds. (5) In spectral analysis, it was characterized that frequencies over 16 [Hz] of impact wave were attenuated on knee, therefore frequencies below 10 [Hz] were specified on ilium, 7th cervical vertebra, head. When one wore shoe, frequencies over 20[Hz] were attenuated on shank and knee. (6) Using variables such as the anthropometric data and running speed, the multi regression models were calculated to estimated acceleration value of each segment.
Contacts of the feet with the ground produce impact forces that cause a shock wave to travel throughout the musculo-skeletel system from foot to head. The body relies upon several mechanisms to regulate shock transmission; anatomical structures(bone, cartilage, joint etc.) and movements included pronation/supination, knee's flexion angle. Also, such impacts are characterized by a transient peak In the ground reaction force(impact force), rapid deceleration of the lower extremity(impact shock), and the initiation of a wave of acceleration and deceleration(impact shock wave) that is propagated through the body. This study examined the characteristics of transmission of impact shock and shock attenuation in the body segments at footstrike during running. To measure impact shock during treadmill running at five different speeds with wearing shoe and barefoot, accelerometers were attached onto five body segments; shank, knee, ilium, 7th cervical vertebra, head teeth. 21 subjects divided to weak, normal, fat group with Rohrer's index. The results are following. The results of this study can be systematically applied for resonable running pattern and effective running shoe with impact absorbing ability. (1) The peak value of acceleration was significantly different according to wearing shoe/barefoot, running speeds, healths, measuring body segments. The peak value of acceleration were less on wearing shoe than it on bare(cot. and increased with running speed increased. (2) The peak value of acceleration increased with running speed increased. And, the effects of shoes to diminish impact at footstrike were more on lower extremity(shank, knee) than upper. (3) The order of magnitude of acceleration was showed weak, normal, fat subject group. The deferences between the values of acceleration on 3 subject groups health were few in lower running speeds, but were increased in fast speeds. Also, those were more on lower extremity, but were little on upper. (4) The amount of impact force during running were most attenuated on the part between knee and ilium, and those were increased with increased running speeds. (5) In spectral analysis, it was characterized that frequencies over 16 [Hz] of impact wave were attenuated on knee, therefore frequencies below 10 [Hz] were specified on ilium, 7th cervical vertebra, head. When one wore shoe, frequencies over 20[Hz] were attenuated on shank and knee. (6) Using variables such as the anthropometric data and running speed, the multi regression models were calculated to estimated acceleration value of each segment.
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