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문제 정의
- 본 연구는 런닝동작의 지지 구간에서 인솔의 기능성 차이가 지면반력기의 지면반력 변인, 근전도 변인에 미치는 영향을 비교 분석하여 런닝을 목적으로 하는 기능성인솔을 착용할 경우 인솔에 의한 충격흡수 및 분산이 인체에 작용하는 영향을 운동역학적으로 검증해 봄으로써 인솔의 연구, 제작 및 사용에 필요한 자료로서 활용하는데 있다. 이러한 연구의 목적에 따라 10명의 피험자에게 3가지 조건 맨발, 일반인솔, 기능성인솔에서 2.
- 그러므로 런닝 및 워킹을 목적으로 개발된 인솔이라고 할지라도 런닝화에 인솔을 넣어 사용하였을 때 런닝화와 인솔이 규격이 일치하지 않기 때문에 런닝시 인체에 미치는 영향에 대해서는 운동역학적 연구가 필요하다고 생각된다. 본 연구는 인솔의 기능성 차이를 알아보기 위하여 지면반력 분석, 근전도 분석을 통하여 운동역학적 변인들을 비교 분석 하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
- Noraxon사의 TeleMyo 240QIG를 이용하여 근육의전기적인 변화를 분석하고자 하였으며, 자료의 수집 주파수는 1000Hz(신성휴, 박기자. 2003)로 수집한 low data를 MyoResearch XP를 이용하여 RM5값으로 변환한 후 피험자 각각의 측정값을 %RVC방법을 이용하여 비교 하였다. 표면전극의 위치와 변인들은<그림 5>, <표 4>와 같다
- 본 연구에서는 피험자가 지면반력측정기를 지날 때 인위 적으로 지면반력측정기와 근전도 측정기에 채널을 추가하여 추가된 채널을 통해 램프의 점등과 동시에 지면반력측정기 그리고 근전도 측정기를 동조시켰다. 근전도 측정을 위한 표면전극을 피험자의 오른다리에 부착하고 맨발, 일반인솔, 기능성인솔을 넣은 런닝화를 착용하고 가장 편안하고 자연스럽게 런닝동작을 수행하여 오른발이 지면반력측정기위에 정확히 착지할 수 있도록 연습시켰다.
- 기능성인솔에는 의료용 인솔, 스포츠 인솔 등이 있는데 본 연구는 런닝에서의 인솔에 의한 영향을 비교하기위해 A사의 런닝 및 워킹을 목적으로 개발된 충격 흡수기능을 특화시킨 기능성인솔 을 사용하였다지면 반력측정기, 근전도 측정기 등을와 같이 배치하였다.
- 착지 형태는 맨 처음 착지 시 지면과 접촉하는 부위에 따라 후족착지형, 중족착지형, 전족착지형으로 구분하는데, 이 가운데 후족착지형이 일반적인 것으로서 80% 이상이라고 한다. 따라서 본 연구에서는 일반적인 착지방법이라고 할 수 있는 후족착지형만을 선정하였다 그리고 피험자를 지면반력측정기 보드 위를 주행시키고 지면반력을 분석하여 피험자 선택의 기준으로 삼았다.
- 런닝시 사용되는 대근을 중심으로 오른발 뒤꿈치가 지면에 닿을 때부터 발이 지면에서 떨어질 때까지 바닥에 접촉하였을 동안 피험자의 오른쪽 다리의 내측광근(vastus medial), 대퇴이두근(biceps femoris), 전경골근(tibialis anterior), 내측비복근(gastrocnemius medial)에 표면전극(singe & dual electrode, Noraxon USA;전극간 거리:lcm) 을 부착하였다 근육의 선택은 Nigg(1988)가 연구한 런닝과 워킹시 근전도 분석에서와 같은 근육을 선택하여 비교하였다.
- 본 연구에서 분석하고자 하는 종속 변인은 지지 기간 동안 발의 운동에 관한 운동역학적 변인인 발의 지면반력 그리고 근육의 작용에 따른 근전도에 관련된 변인들이며, 이들에 관한 구체적인 내용은 다음과 같다.
- 본 연구에서는 런닝시 착지 발에 대한 지면반발력에대한 변인을 분석하였으며, BioWave ver 3.2 프로그램을 사용하여 수집(자료 주파수는 500Hz) 한 low data를 이용하였다.
- 지면반력 분석과 근전도분석 시 자료의 동시성이 중요하기 때문에 실험 장비를 동조(synchronization)시키는 것이 요구된다. 본 연구에서는 피험자가 지면반력측정기를 지날 때 인위 적으로 지면반력측정기와 근전도 측정기에 채널을 추가하여 추가된 채널을 통해 램프의 점등과 동시에 지면반력측정기 그리고 근전도 측정기를 동조시켰다. 근전도 측정을 위한 표면전극을 피험자의 오른다리에 부착하고 맨발, 일반인솔, 기능성인솔을 넣은 런닝화를 착용하고 가장 편안하고 자연스럽게 런닝동작을 수행하여 오른발이 지면반력측정기위에 정확히 착지할 수 있도록 연습시켰다.
- 실험에서는 영상분석, 지면 반력분석, 근전도분석을 실험하였으나 본 연구에서는 운동역학적변인들만 비교하였다
- 있다. 이러한 연구의 목적에 따라 10명의 피험자에게 3가지 조건 맨발, 일반인솔, 기능성인솔에서 2.0 ± 0.24m/s로 런닝을 실시하여 분석한 주요 변인은 지면반력 변인으로는 접촉 시간, 수직 충격려 수직충격력까지의 시간, 수직 활동려 수직 활동력까지의 시간, 최대 부하율, 최대 부하율까지의 시간, 초기 20%의 충격량, 전체 충격량이 있으며, 근전도 변인으로는 각 근육을 맨발을 기준으로 %RVC방법을 사용하여 내측광근, 대퇴이두근, 전경골근, 비복근을 일원변량 분석을 사용하여 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 정해진 속도에 맞추어 런닝동작을 수행하여 지면반력 측정기 보드 중앙에 착지할 수 있도록 연습을 충분히한 후, 연구자의 출발 신호와 함께 런닝을 시작하여 자연스러운 동작으로 오른발이 정확히 지면반력 측정기위를 밟고 지나가도록 하였다. 이때 일정한 속도 유지를 위하여 메트로놈을 사용하였으며 런닝속도는 2.
- 피험자를 충분히 쉬게 한 후에 피험자에게 맨발, 일반 인솔, 기능성인솔의 3가지 조건에서 실험을 실시하여 3회씩 측정한 자료를 수집하였다.
대상 데이터
- 따라서 발 형태에 따른 자료의 오류를 최소화하는것은 필수적이라고 할 수 있다. 국내 신발 관련 선행연구(곽창수, 1999)에서 수행한 것처럼 본 연구에서도 육안으로 살펴보아 일반족의 발을 가진 사람만을 피험자로 선정하였다. Monro 등(1987)에 의하면, 지면반력은 착지 형태에 따라서도 영향을 받게 된다고 한다.
- 적합하다고 할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 대학생 10명을 대상으로 그리고 인솔의 기능이 같더라도 발의 종류에 따라 실험결과가 달라질 수 있으므로 이 점을 최소화하기 위하여 피험자들은 편평족Qow-rched foot)과 고궁족(high-arched foot) 이 아닌 정상족 (normal foot)의 형태를 가진 사람으로 선정하였으며' 피험자들은 처근 1년간 하지에 상해를 입은 경력이 없었다. 피험자의 신체적 특징은 키 1.
- 본 연구에 사용된 실험에 사용된 분석 장비는 지면반력 측정기, 근전도 측정기, 기타 장비로 구분할 수 있으며, 장비에 관한 내용은과 같다.
- 중급자용 마라톤화로 한국인의 발모양을 고려한 라스트를 사용한 제품을 사용하였다(조선일보 2005, 04).
- 그러므로 본 연구에서는 대학생 10명을 대상으로 그리고 인솔의 기능이 같더라도 발의 종류에 따라 실험결과가 달라질 수 있으므로 이 점을 최소화하기 위하여 피험자들은 편평족Qow-rched foot)과 고궁족(high-arched foot) 이 아닌 정상족 (normal foot)의 형태를 가진 사람으로 선정하였으며' 피험자들은 처근 1년간 하지에 상해를 입은 경력이 없었다. 피험자의 신체적 특징은 키 1.77±3.64m, 체중69.66±7.82kg, 발길이268.2±2.35mm였다
데이터처리
- 이 연구에서 측정된 지면반력, 근전도 자료의 분석은 SPSS(ver. 12.0)를 이용하여 맨발, 일반인솔, 기능성 인솔로부터 측정된 자료를 일원변량분석 방법 (ANOVA)을 사용하였으며, 이때 유의한 결과가 있는 경우에는 Scheffi의 방법에 의한 사후 검증을 실시하였다. 모든 경우에서 유의수준은 a = .
이론/모형
- 런닝이나 워킹에서 신발 및 인솔의 영향을 확인하기 위한 운동역학적 변인들은 Nigg(1988)가 제시한 운동역학적 요소들, 을 사용하였으며, 지면반력기 축의 정의는과 같다
성능/효과
- 그러나최초 20% 구간 외의 변인들은 맨발과 일반인솔, 맨발과 기능성 인솔에서 유의한 차이를 보였고 일반인솔과 기능성인솔에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러므로 초기 20% 구간의 역적에서 기능성인솔과 일반 인솔, 맨발의 통계적인 차이는 기능성인솔의 기능이 초기 중격력을 줄여주는 기능이 가장 큰 것을 통계적으로 보여주고 있다.
- 증가함을 볼 수 있었다. 그러므로 기능성인솔의 초기 충격흡수 기능은 발목각 및 초기 20% 구간의 충격력에 영향을 주어 인체에 운동학 및 운동역학적인 영향을 주는 것을 확인할 수 있다. 그러나 이 결과는 10명의 연구대상에 대한 결과이고 비교 런닝화 역시 한가지이기 때문에 분석내용을 일반화시키기는 어렵다고 생각된다
- 그러나최초 20% 구간 외의 변인들은 맨발과 일반인솔, 맨발과 기능성 인솔에서 유의한 차이를 보였고 일반인솔과 기능성인솔에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러므로 초기 20% 구간의 역적에서 기능성인솔과 일반 인솔, 맨발의 통계적인 차이는 기능성인솔의 기능이 초기 중격력을 줄여주는 기능이 가장 큰 것을 통계적으로 보여주고 있다. 그리고 그 외의 지면반력 변인에서 보여주듯이 기능성인솔은 초기충격력 이외의 값에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으나 충격이 최대가 되는 시간을 지연시키거나 충격을 줄이는 기능을 지니고 있는 것을 확인할 수 있었다.
- 최초 20% 구간의 충격력은 맨발,일반인솔, 기능성인솔에서 맨발과 일반인솔사이에서 일반인솔이 작게 나타났으나 통계적인 차이는 보이지 않았다. 그러므로 최초 20% 구간의 충격력에서 기능성인솔의 충격흡수 기능은 맨발과 일반인솔보다 효과가 있음을 통계적으로 확인할 수 있다
- 그러므로 초기 20% 구간의 역적에서 기능성인솔과 일반 인솔, 맨발의 통계적인 차이는 기능성인솔의 기능이 초기 중격력을 줄여주는 기능이 가장 큰 것을 통계적으로 보여주고 있다. 그리고 그 외의 지면반력 변인에서 보여주듯이 기능성인솔은 초기충격력 이외의 값에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으나 충격이 최대가 되는 시간을 지연시키거나 충격을 줄이는 기능을 지니고 있는 것을 확인할 수 있었다.
- 근전도 변인에서 전경골근, 내측광근 대퇴이두근, 비복근의 근전도의 변화는 전체적으로 통계적인 차이를 보이지는 않았지만 기능성인솔에서 내측광근의 사용이 다소 증가함을 볼 수 있었다. 그러므로 기능성인솔의 초기 충격흡수 기능은 발목각 및 초기 20% 구간의 충격력에 영향을 주어 인체에 운동학 및 운동역학적인 영향을 주는 것을 확인할 수 있다.
- 같다. 런닝시 근전도 측정기를 이용하여 발이 지면에 처음 접촉한 후 지면에서 떨어질 때까지의 시간인지면 접촉 시간동안 근전도 변화를 분석한 결과, 맨발 (100%)을 기준으로 전경골근은 일반인솔의 경우107.1429 ± 52.8318%, 기능성인솔의 경우 1022636 ±50.8062%로 통계적으로 유의한 차이가 나타나지는 않았다(p<05). 비복근에서는 일반인솔의 겨우 99.
- 맨발, 일반인솔, 기능성인솔의 차이는 동일한 런닝속도에서 근활성에 영향을 주지 않았다.
- 맨발의 경우 최초 20% 구간의 충격력은 0.0544 ±0.0095BWs, 일반인솔의 경우 최초 20% 구간의 충격력은 0.0478 ± 0.0095BWs, 기능성인솔의 경우 최초 20% 구간의 충격력은 0.0372 ±0.0084BWs로 기능성인솔이 가장 작게 나타났다. 최초 20% 구간의 충격력은 맨발,일반인솔, 기능성인솔에서 맨발과 일반인솔사이에서 일반인솔이 작게 나타났으나 통계적인 차이는 보이지 않았다.
- 본 연구는 일반인이 런닝에 사용할 수 있는 런닝용 기능성인솔의 운동역학적 기능 분석에 주안점을 두었기 때문에 전문적으로 운동을 수행하는 선수보다는 일반인들이 적합하다고 할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 대학생 10명을 대상으로 그리고 인솔의 기능이 같더라도 발의 종류에 따라 실험결과가 달라질 수 있으므로 이 점을 최소화하기 위하여 피험자들은 편평족Qow-rched foot)과 고궁족(high-arched foot) 이 아닌 정상족 (normal foot)의 형태를 가진 사람으로 선정하였으며' 피험자들은 처근 1년간 하지에 상해를 입은 경력이 없었다.
- 8062%로 통계적으로 유의한 차이가 나타나지는 않았다(p<05). 비복근에서는 일반인솔의 겨우 99.0325 + 25.5042%, 기능성인솔의 경우 103.0059 ±29.7689%로나타나 비복근에서도 인솔의 차이에 의한 근 활성의 통계적인 차이는 나타나지 않았다. 내측광근에서 일반인솔의 경우 98.
- 4852%로 나타났다. 수직 충격력까지의 시간은 맨발, 일반인솔, 기능성인솔에서 일반 인솔과 기능성인솔이 맨발 보다 통계적으로 길게 나타났다. 그러나 일반인솔과 기능성인솔에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.
- 7849 ± 41.0142BW/S, 일반인솔의 경우 최대 부흐!율은33.79M ±6.0959BW/S, 기능성 인솔의 경우 최대 부하율은 24.8607 ± 6.0799BW/S로맨발의 경우 가장 크게 나타났다 최대 부하율은 맨발, 일반인솔, 기능성인솔에서 일반인솔과 기능성인솔이 맨발보다 통계적으로 작게 나타났다.
- 지면반력 변인을 통하여 수직 충격력까지의 시간, 최대 부하율, 최대 부하율까지의 시간, 최초 20% 구간의 역적에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 그러나최초 20% 구간 외의 변인들은 맨발과 일반인솔, 맨발과 기능성 인솔에서 유의한 차이를 보였고 일반인솔과 기능성인솔에서는 유의한 차이를 보이지 않았다.
- 8537%로 맨발의 경우 가장짧게 나타났다. 최대 부하율까지의 시간은 맨발, 일반인솔, 기능성인솔에서 일반인솔과 기능성인솔이 맨발보다 통계적으로 길게 나타났다. 그러나 일반인솔과 기능성 인솔에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.
- 0084BWs로 기능성인솔이 가장 작게 나타났다. 최초 20% 구간의 충격력은 맨발,일반인솔, 기능성인솔에서 맨발과 일반인솔사이에서 일반인솔이 작게 나타났으나 통계적인 차이는 보이지 않았다. 그러므로 최초 20% 구간의 충격력에서 기능성인솔의 충격흡수 기능은 맨발과 일반인솔보다 효과가 있음을 통계적으로 확인할 수 있다
후속연구
- 앞으로의 연구에서는 각기 다른 기능성인솔, 여러가지 신발의 운동학 및 운동역학적 특성과 피험자의 신체적인 조건을 다양화 하여 신발 및 인솔이 피험자의 신체변화에 따라 기능을 어떻게 발휘하지, 여러 가지 신발 및 기능성인솔을 운동역학적으로 비교하여 한 가지 인솔에 추가로 여러가지 기능을 동시에 부여하여 기능을 발휘할 수 있는지와 같은 복합적인 실험 및 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다. 이 외에도 여러가지 기능성인솔을 사용하여 비교분석하는 후속 연구가 인솔의 성능 개선 및 기술 향상에 도움을 줄 것으로 기대되므로 지속적인 연구가 필요하다고 생각된다.
- 진행되어야 할 것으로 생각된다. 이 외에도 여러가지 기능성인솔을 사용하여 비교분석하는 후속 연구가 인솔의 성능 개선 및 기술 향상에 도움을 줄 것으로 기대되므로 지속적인 연구가 필요하다고 생각된다.
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