[논문]인솔 차이에 따른 런닝화의 운동역학적 비교

진영완; 신성훈

doi:10.5103/kjsb.2007.17.2.051

문제 정의

걷기와 달리기동안 지면반력분석은 발에서 x, y, z축 방향으로 힘(충격력)의 쓰임정도와 x, y z축 방향으로 발의 모멘트를 알아보기 위한 실험으로 본 연구에서는 인솔의 차이에 따른 충격력만을 분석하였다.
본 연구는 런닝 동작의 지지 구간에서 인솔의 기능성 차이가 영상분석의 각도변인, 지면반력기의 지면반력 변인에 미치는 영향을 비교 분석하여 런닝을 목적으로 하는 기능성 인솔을 착용할 경우 충격 흡수 분산에 어떠한 효과적 기능을 발휘하는지 검증해 봄으로써 인솔의 연구, 제작 및 사용에 필요한 자료로서 활용하는데 있다. 이러한 연구의 목적에 따라 10명의 피험자에게 3개의 주어진 조건 맨발, 일반인솔, 기능성 인솔에서 런닝을 실시하여 분석한 주요 변인은 각도변인분석과, 지면반력변인분석을 통하여 통계는 일원변량분석을 사용하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
이와 같이 지금까지의 연구들은 기능성인솔의 동작 통제의 기능에 초점을 맞추어 운동학적 변인들을 중심으로 분석을 실시하고 있는 실정이고, 지면 반력에 대한 상세한 연구들은 부족한 실정이다. 여러 학자들의 연구를 토대로 본 연구는 운동학적 및 운동역학적 변인들을 밝혀 인솔의 기능성 차이를 비교분석하는데 그 목적이 있다.

제안 방법

본 연구에서 분석하고자 하는 종속 변인은 하지 운동에 따른 분절 상호간의 운동학적 변인, 착지 시 후족부 제어 기능에 관한 운동학적 변인, 지지 기간 동안 발의 운동에 관한 운동역학적 변인 및 발의 지면반력으로 이들에 관한 구체적인 내용은 다음과 같다.
영상분석은 문헌연구를 통하여 일반적인 조깅속도 2.0±0.24m/sec 에서 오른발이 heel contact에서 heel up까지 바닥에 접촉하였을 동안 하지 분절 사이의 각도와 하퇴와 지면이 이루는 각도의 변화 형태를 분석하였으며, 영상분석에는 APAS ver 1.0프로그램을 사용하여 하퇴 각(angle of the lower leg), 무릎 각(angle of the knee), 발목 각(initial ankle angle), 발바닥 각(initial sole angle)과 후족 제어 기능에 관한 운동학적인 변인으로 뒤꿈치 각(barefoot angle), 아킬레스건 각(achilles tendon angle) 그리고 이동에 따른 지지시간도 함께 포함시켰다<;그림 2>. 영상분석은 달리기 동작에서만 분석 되었다.
본 연구는 런닝 동작의 지지 구간에서 인솔의 기능성 차이가 영상분석의 각도변인, 지면반력기의 지면반력 변인에 미치는 영향을 비교 분석하여 런닝을 목적으로 하는 기능성 인솔을 착용할 경우 충격 흡수 분산에 어떠한 효과적 기능을 발휘하는지 검증해 봄으로써 인솔의 연구, 제작 및 사용에 필요한 자료로서 활용하는데 있다. 이러한 연구의 목적에 따라 10명의 피험자에게 3개의 주어진 조건 맨발, 일반인솔, 기능성 인솔에서 런닝을 실시하여 분석한 주요 변인은 각도변인분석과, 지면반력변인분석을 통하여 통계는 일원변량분석을 사용하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 영상분석을 통하여 뒤꿈치 각, 발목 각, 발바닥 각, 아킬레스건 각이 통계적으로 유의한 차이를 보였다.
551). 전 후 방향의 감속 충격량(braking impulse) 비교에서는 가속 충격량(propulsive impulse) 그리고 충격량 합(total impulse)을 알아보았다.
551). 전 후 방향의 감속 충격력(braking impulse) 비교에서는 가속 충격력(propulsive impulse) 그리고 충격량 합(total impulse)을 알아보았다. 걷기동작에서 기능성인솔(-32.
지면반력 연구는 일반인솔과 기능성인솔을 착용하여 걷기(1.43±0.21m/sec)와 달리기(2.0±0.24m/sec)를 통하여 모두 오른발을 포스플랫폼에 착지하게 하여 분석하였다. 실험에 사용된 장비는 Bertec 사의 포스플랫폼(샘플링빈도 500Hz)으로 지면과 수평으로 설치되어 있었다.

대상 데이터

연구대상자들은 대학교 1학년을 대상으로 편평족(low-arched foot)과 고궁족(high-arched foot)이 아닌 일반족(normal foot)의 형태를 가진 사람 10명으로 선정하였으며 최근 1년간 하지에 상해를 입은 경력이 없었다. 피험자들의 신체적 특징은 키 1.
피험자들이 착용할 런닝화는 A사 초·중급자용 마라톤화로 한국인의 발모양을 고려한 라스트를 사용한 제품을 사용하였다. 인솔은 S사의 런닝을 목적으로 개발된 충격흡수 기능을 특화시킨 기능성인솔을 사용 하였다<그림 1>.

데이터처리

분절의 운동학적변인의 통계처리는 SPSS(ver. 12.0)를 이용하여 맨발, 일반인솔, 기능성인솔로부터 측정된 자료를 일원변량분석 방법(ANOVA)을 사용하였으며, 이때 유의한 결과가 있는 경우에는 Scheffě의 방법에 의한 사후 검증(α = .05)을 실시하였으며, 지면반력의 통계처리는 SPSS WIN 10.0 통계 Package를 이용하여 t-test로 검정하였다.

성능/효과

영상분석을 통하여 뒤꿈치 각, 발목 각, 발바닥 각, 아킬레스건 각이 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 그러나 뒤꿈치 각, 발바닥 각, 아킬레스건 각의 통계적인 차이는 맨발과 일반인솔 그리고 맨발과 기능성 인솔에서 통계적으로 유의한 차이를 보였고 일반인솔과 기 능성 인솔에서는 통계적인 차이가 나타나지 않았다. 발목 각에서 맨발과 기능성 인솔의 통계적인 차이는 기능성 인솔이 충격력흡수 기능을 가지고 있기 때문에 발목 각 변화에 영향을 준 것으로 사료된다.
그리하여 일반인솔과 기능성인솔의 최대 수직충격력 비교 에서는 두 가지 런닝화(1291.53N, 1327.42N)에서 통계적으로 유의한 차이(t=1.782)는 나타나지 않았으나, 일반인솔에서 최대 수직력의 평균값이 큰 것으로 나타났다.
672)가 나타나지 않았다. 달리기 동작에서 지면반력 비교는 최대 수직력을 나타내는 첫 번째 피크 비교에서는 두 가지 인솔에서 통계적으로 유의한 차이(1492.23N, 1552.49N, t=2.628)가 나타났다. 이것은 일반인솔 착용은 기능성인솔 착용후 달리기에서 더욱더 최대 수직력이 크게 나타난 것은 선수들의 부상과 직결되는 문제로 생각할 수 있다.
뒤꿈치각, 의 맨발, 일반인솔, 기능성인솔간의 차이는 맨발과 일반인솔에서 통계적으로 유의한 차이를 보였고, 맨발과 기능성인솔에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다.
9957º로 나타났다. 발목 각에서 맨발, 일반인솔, 기능성인솔간의 차이는 맨발과 일반인솔 그룹과 일반인솔과 기능성인솔 그룹 사이에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다. <그림 5>, <표 3>의 발목 각은 보행이나 주행 시에 발목의 충분한 배면 굴곡이 요구되며, 인체 이동에 따라 발목 각은 지면과의 접촉에 따른 충격력을 완충시키기 위하여 변화되므로 충격력의 완충 역할이라는 측면에서 운동학적 의미를 갖는다.
3524º로 나타났다. 발바닥 각의 맨발, 일반인솔, 기능성인솔간의 차이는 맨발과 일반인솔, 맨발과 기능성인솔 사이에서는 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 그러나 일반인솔과 기능성인솔 사이에서는 유의한 차이를 보이지 않았다.
6396º로 나타났다. 아킬레스건각에서 맨발, 일반인솔, 기능성인솔간의 차이는 맨발과 일반인솔, 맨발과 기능성인솔 사이에서 통계적인 차이를 보였다. 발목에서 발생하는 각의 변화는 보행이나 주행 시에 발목의 충분한 배면 굴곡이 요구되며, 인체이동에 따라 발목 각은 지면과의 접촉에 따른 충격력을 완충시키기 위하여 변화되므로 충격력의 완충 역할이라는 측면에서 운동학적 의미를 갖는데, 맨발과는 달리 일반인솔 및 기능성인솔에서 아킬레스건각이 크게 나타난 것은 일반인솔 과 기능성인솔의 외에 착용된 런닝화에 의한 후족제어로 사료된다.
이러한 연구의 목적에 따라 10명의 피험자에게 3개의 주어진 조건 맨발, 일반인솔, 기능성 인솔에서 런닝을 실시하여 분석한 주요 변인은 각도변인분석과, 지면반력변인분석을 통하여 통계는 일원변량분석을 사용하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 영상분석을 통하여 뒤꿈치 각, 발목 각, 발바닥 각, 아킬레스건 각이 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 그러나 뒤꿈치 각, 발바닥 각, 아킬레스건 각의 통계적인 차이는 맨발과 일반인솔 그리고 맨발과 기능성 인솔에서 통계적으로 유의한 차이를 보였고 일반인솔과 기 능성 인솔에서는 통계적인 차이가 나타나지 않았다.
그러므로 기능성 인솔은 충격흡수기능을 통해 발목각의 변화에 영향을 주었다. 지면반력변인 결과에서는 걷기 동작에서 최대 수직력 비교는 두 가지 인솔(1291.53N, 1327.42N)에서 통계적으로 유의한 차이(t=1.782)는 나타나지 않았으나, 일반인솔에서 최대 수직력의 평균값이 큰 것으로 나타났다. 가속(propulsive)과 관계된 두 번째 피크에서도 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다(1187.
두 조건의 인솔착용후 달리기 동작의 일반적인 지면 반력 결과는<표 5>와 같다. 최대 수직력을 나타내는 첫 번째 피크 비교에서는 두 가지 인솔에서 통계적으로 유의한 차이(1492.23N, 1552.49N, t=2.628)가 나타났다. 이것은 일반인솔착용후 런닝시에는 부상과 직결되는 문제로 생각할 수 있다.
071).최대 수직력이 발생하는 시간의 연구에서는 통계적으로 유의한 차이(t=1.735)가 나타나지 않았으나, 평균의 비교에서는 기능성인솔(128ms)가 최대 수직력에 도달하는 시간이 일반인솔(109ms)보다 빨리 도달하는 것으로 나타났다. 최대 충격력의 비교에서는 감속 충격력의 비교에서 두 가지 인솔(-24.
가속과 관계된 두 번째 피크에서는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다 Kermond & Konz(1978)는 달리기 동작에서도 빠른 속도를 내기 위해서는 지지발이 오랫동안 지면에 접촉하면 안되고 지면을 미는 힘의 양을 적게 해야 한다는 것이다. 최대 수직력이 발생하는 시간의 연구에서는 통계적으로 유의한 차이(t=1.735)가 나타나지 않았으나, 평균의 비교에서는 일반인솔(80ms)이 최대 수직력에 도달하는 시간이 기능성인솔(136ms)보다 빨리 도달하는 것으로 나타났다. 이것은 대상자들이 두 가지 인솔 착용후 무의식적으로 나타나는 동작으로 일반인솔착용 후 런닝시 마찰력의 결과로 생각된다.
이것은 대상자들이 두 가지 인솔 착용후 무의식적으로 나타나는 동작으로 일반인솔착용 후 런닝시 마찰력의 결과로 생각된다. 최대 충격력의 비교에서는 감속 충격력의 비교에서 두 가지 인솔(-24.31N⋅s, -27.51N⋅s)에서 통계적으로 유의한 차이(t=2.234)가 나타났다. 가속 충격량에서는 두 가지 인솔(17.

후속연구

그 예로 런닝 시 발생하는 회내(pronation) 동작과 런닝 시 무릎을 굽히는 동작은 충격을 흡수하기 위한 신체의 자연스러운 동작이다. 둘째로는 추가적으로 충격흡수에 도움을 주는 적절한 경도와 충격흡수력이 뛰어난 소재로 제작된 신발을 착용하는 것이다.
231)를 나타내고 있다. 앞으로의 연구에서는 각기 다른 기능성인솔, 여러 종류의 신발의 운동학 및 운동역학적 특성과 피험자의 신체적인 조건을 다양화 하여 신발 및 인솔이 피험자의 신체변화에 따라 기능을 어떻게 발휘하지, 여러 가지 신발 및 기능성 인솔을 운동역학적으로 비교하여 한 가지 인솔에 추가로 여러 가지 기능을 동시에 부여하여 기능을 발휘할 수 있는지와 같이 복합적인 실험 및 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.

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