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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 상지의 움직임을 제한시켜 축구 인스텝 킥 시 발생되어지는 하지의 운동학적 변인을 분석함으로써, 상지 동작의 역할 및 그 중요성에 대해 규명할 수 있는 것으로 판단되어진다. 또한 본 연구의 결과를 통해 축구 인스텝 킥 시 이상적인 상지 동작이 무엇인지에 대한 해답을 제시할 수 있는 것으로 사료되어진다.
- 따라서 본 연구에서는 상지의 움직임을 제한시켜 축구 인스텝 킥 시 발생되어지는 하지의 운동학적 변인을 분석함으로써, 상지 동작의 역할 및 그 중요성에 대해 규명할 수 있는 것으로 판단되어진다. 또한 본 연구의 결과를 통해 축구 인스텝 킥 시 이상적인 상지 동작이 무엇인지에 대한 해답을 제시할 수 있는 것으로 사료되어진다. 본 연구의 목적은 축구 인스텝 킥 시 상지의 이용 유무가 하지의 운동학적 변인에 미치는 영향을 분석하는데 있다.
- 또한 본 연구의 결과를 통해 축구 인스텝 킥 시 이상적인 상지 동작이 무엇인지에 대한 해답을 제시할 수 있는 것으로 사료되어진다. 본 연구의 목적은 축구 인스텝 킥 시 상지의 이용 유무가 하지의 운동학적 변인에 미치는 영향을 분석하는데 있다.
- 본 연구의 목적은 축구 인스텝 킥 시 상지의 이용 유무가 하지의 운동학적 변인에 미치는 영향을 분석하는데 있었다. 본 연구의 결과, Pre Imapact 구간에서 WU와 WORU의 시간이 WOU에 비해 운동시간변인이 통계적으로 유의하게 감소하였고, BI 시점 시 WU가 WOLU, WORU보다 전후축 방향으로 인체무게중심의 선속도가 통계적으로 유의하게 증가하였다.
제안 방법
- 본 실험의 3차원 동작분석을 위해 4대의 디지털 캠코더(Sony DCR-HC48)를 설치하였다. 3차원 좌표 계산을 위한 기준척(control point)과 동조용 발광다이오드가 촬영 범위 내에 들어오도록 초점을 맞추고, 촬영 속도는 60 field/s, 셔터 속도는 1/750 sec로 설정하였다. 축구 지도자의 의견에 따라 가장 이상적인 인스텝 킥을 실시할 수 있도록 타깃을 디딤발이 닫는 곳으로부터 전방 5 m 거리에 설치하여 킥을 실시하였다(Figure 1).
- 전역 좌표계는 타깃선과의 직각방향을 X축(좌우축), 타깃방향을 Y축(전후축), 수직방향을 Z축(수직축)으로 정의하였다[Figure 4]. 관절각 설정은 전역 좌표계의 각을 대퇴기울기각, 대퇴와 하퇴가 이루는 각을 무릎각, 하퇴와 발이 이루는 각을 발목각으로 설정하여 자료를 분석하였다[Figure 4]. 몸통 회전각은 피험자의 몸통에 설정된 지역좌표계와 전역좌표계의 수직축과 이루는 각을 회전각, 좌우축과 이루는 각은 전경각, 전후축과 이루는 각을 측경각으로 설정하였다(Figure 5).
- 영상 좌표화 과정에서 발생되는 노이즈를 최소화하기 위해 2차 Butterworth low-pass digital filter를 사용하였으며, 이때 차단 주파수는 6 Hz로 설정하였다. 볼의 속도는 영상분석을 통해서 임팩트 후 3 frames의 평균속도로 설정하였다. 전역 좌표계는 타깃선과의 직각방향을 X축(좌우축), 타깃방향을 Y축(전후축), 수직방향을 Z축(수직축)으로 정의하였다[Figure 4].
- 피험자는 충분한 워밍업을 실시하고 신체 근육을 이완시킨 후 상의는 탈의하고 하의는 스포츠용 타이즈를 착용하였다. 신발은 풋살화를 착용한 후 최대한 강하게 차기로 진행자의 준비, 시작이라는 구령에 맞추어 왼발이 지면반력기 안에 위치하며, 타킷을 맞추면 성공으로 하여 오른발 인스텝 킥의 상지 이용 유무를 조건별로 4회 실시하였다. 각 조건의 순서는 무작위로 선택하여 실시하였다(Figure 2).
- 10을 사용하였으며, 직접 선형 변환방법(Direct linear transformation, Abdel-Aziz & Karara, 1971)을 통해 3차원 좌표값을 얻었다. 영상 좌표화 과정에서 발생되는 노이즈를 최소화하기 위해 2차 Butterworth low-pass digital filter를 사용하였으며, 이때 차단 주파수는 6 Hz로 설정하였다. 볼의 속도는 영상분석을 통해서 임팩트 후 3 frames의 평균속도로 설정하였다.
- 촬영되어진 킥 동작은 영상 분석을 통해 디딤 발이 지면에 닿는 시점(Left foot Contact; LC), 임팩트 시점(Ball Impact; BI), 팔로스루가 끝나는 시점(End of Follow throw; EF)으로 3개의 주요 시점(event)으로 설정하였으며, 첫 번째 시점과 두 번째 시점 사이를 Pre Impact Phase, 두 번째 시점과 세 번째 시점 사이를 Post Impact Phase로 2개의 구간으로 설정하여 자료를 분석하였다(Figure 3).
- 3차원 좌표 계산을 위한 기준척(control point)과 동조용 발광다이오드가 촬영 범위 내에 들어오도록 초점을 맞추고, 촬영 속도는 60 field/s, 셔터 속도는 1/750 sec로 설정하였다. 축구 지도자의 의견에 따라 가장 이상적인 인스텝 킥을 실시할 수 있도록 타깃을 디딤발이 닫는 곳으로부터 전방 5 m 거리에 설치하여 킥을 실시하였다(Figure 1).
- 인체 관절 중심의 좌표화를 위해 직경 1 cm의 반사마커를 좌 · 우 6개 지점(shoulder, knee, hip, toe, heel, ankle)에 부착하였다. 피험자는 충분한 워밍업을 실시하고 신체 근육을 이완시킨 후 상의는 탈의하고 하의는 스포츠용 타이즈를 착용하였다. 신발은 풋살화를 착용한 후 최대한 강하게 차기로 진행자의 준비, 시작이라는 구령에 맞추어 왼발이 지면반력기 안에 위치하며, 타킷을 맞추면 성공으로 하여 오른발 인스텝 킥의 상지 이용 유무를 조건별로 4회 실시하였다.
대상 데이터
- 근골격계에 이상이 없는 Y대학교 축구클럽 소속 남자 대학생 선수 10명을 선정하였으며, 피험자의 평균 연령은 20.5±1.5 year, 신장 176.4±2.9 cm, 체중 663.1±64.7 N이다.
- 본 실험의 3차원 동작분석을 위해 4대의 디지털 캠코더(Sony DCR-HC48)를 설치하였다. 3차원 좌표 계산을 위한 기준척(control point)과 동조용 발광다이오드가 촬영 범위 내에 들어오도록 초점을 맞추고, 촬영 속도는 60 field/s, 셔터 속도는 1/750 sec로 설정하였다.
데이터처리
- SPSS 14.0을 사용하여 동작 구간에 대한 시간 변인, 볼의 속도, 시점별 인체 무게중심의 선속도, 관절각 및 각속도, 몸통회전 각의 평균과 표준편차를 계산하였다. 반복 측정을 통한 일원 분산 분석(one-way analysis of variance(ANOVA) with repeated measures)을 실시하여 조건에 따른 변인들의 차를 비교 분석하였으며, 사후분석은 contrast를 사용하여 상지의 이용 유무 조건 사이의 통계적 유의성을 검증하였다.
- 0을 사용하여 동작 구간에 대한 시간 변인, 볼의 속도, 시점별 인체 무게중심의 선속도, 관절각 및 각속도, 몸통회전 각의 평균과 표준편차를 계산하였다. 반복 측정을 통한 일원 분산 분석(one-way analysis of variance(ANOVA) with repeated measures)을 실시하여 조건에 따른 변인들의 차를 비교 분석하였으며, 사후분석은 contrast를 사용하여 상지의 이용 유무 조건 사이의 통계적 유의성을 검증하였다. 이때 유의성 수준은 p<.
이론/모형
- 3차원 동작 분석은 Kwon3D program ver. 3.10을 사용하였으며, 직접 선형 변환방법(Direct linear transformation, Abdel-Aziz & Karara, 1971)을 통해 3차원 좌표값을 얻었다.
- 실험 전 마틴식 인체 분절 계측기(Martin co., Japan)로 Chandler, Clauser, McConville, Reynolds와 Young(1975)이 제안한 기하학적 비율 방법에 의해 신체 분절값을 계산하였다. 인체 관절 중심의 좌표화를 위해 직경 1 cm의 반사마커를 좌 · 우 6개 지점(shoulder, knee, hip, toe, heel, ankle)에 부착하였다.
성능/효과
- LC 시점 시 WORU가 WOLU에 비해 전후축에 대한 몸통회전각(측경각, MF)이 수직축에 더 가깝다. BI 시 수직축에 대한 몸통회전각(회전각, RA)은 WORU와 WOU가 WU에 비해 통계적으로 유의하게 감소하였다. EF 시에도 WOU의 전후축에 대한 몸통회전각(측경각, MF)이 WU, WORU보다 통계적으로 유의하게 증가하였다(Table 6).
- LC 시점에서 WU의 오른쪽 무릎각이 WOU보다 통계적으로 감소하였다. BI 시점 시 WORU가 WOLU보다 오른쪽 대퇴기울기각이 통계적으로 유의하게 감소하였다. EF 시점 시 WU와 WORU의 오른쪽 대퇴기울기각이 WOU보다 통계적으로 감소하였다(Table 4).
- LC 시점에서 WU와 WORU의 오른쪽 대퇴기울기각의 각속도가 WOU보다 통계적으로 유의하게 감소되었다. BI 시점 시 WU의 오른쪽 대퇴기울기 각속도가 WOLU, WOU보다 통계적으로 유의하게 감소하였다. EF 시점에서는 WORU의 오른쪽 무릎각의 각속도가 각각 WOLU와 WOU보다 음의 방향으로 유의하게 감소하였다(Table 5).
- Post Impact 구간에서는 WOU보다 WU의 임팩트 이후 볼속도가 통계적으로 유의하게 증가했다. EF 시점 시 WU와 WORU가 WOLU 및 WOU보다 좌우축 방향으로 인체무게중심의 선속도가 통계적으로 유의하게 음(-)의 방향으로 증가하였지만, 왼쪽 무릎각의 각속도는 WU와 WORU가 WOLU 및 WOU보다 통계적으로 유의하게 감소하였다. 이때, WU와 WORU의 대퇴기울기각이 WOU보다 통계적으로 감소하였으며, 마찬가지로 몸통회전각은 WU, WORU의 전후축에 대한 각각의 측경각이 WOU보다 통계적으로 유의하게 감소하였다.
- BI 시점 시 WU가 WOLU, WORU보다 전후축 방향의 선속도가 통계적으로 유의하게 증가하였다. EF 시점 시 WU와 WORU가 WOLU 및 WOU보다 좌우축 방향의 선속도가 통계적으로 유의하게 음(-)의 방향으로 증가하였다(Table 3).
- LC 시점 시 WU가 WOLU(WithOut Left Upperarm), WORU보다 전후축 방향의 선속도가 통계적으로 유의하게 감소하였다. BI 시점 시 WU가 WOLU, WORU보다 전후축 방향의 선속도가 통계적으로 유의하게 증가하였다.
- 또한, 수직축에 대한 회전각이 WORU와 WOU가 WU에 비해 수직축으로 가까워졌다. LC 시점 시 WU의 오른쪽 무릎각이 WOU보다 통계적으로 유의하게 감소하였고, WU와 WORU의 오른쪽 대퇴기울기각의 각속도가 WOU보다 통계적으로 유의하게 감소하였다.
- LC 시점에서 WU와 WORU의 오른쪽 대퇴기울기각의 각속도가 WOU보다 통계적으로 유의하게 감소되었다. BI 시점 시 WU의 오른쪽 대퇴기울기 각속도가 WOLU, WOU보다 통계적으로 유의하게 감소하였다.
- 각속도의 경우 LC 시점 시 WU와 WORU의 오른쪽 대퇴기울기 각의 각속도가 WOU보다 통계적으로 유의하게 감소되었고, EF 시점에서는 WU와 WORU의 왼쪽 무릎각의 각속도가 각각 WOLU와 WOU보다 통계적으로 유의하게 감소하였다. Putnam(1983)은 킥 동작 초반부에는 대퇴 회전이 지배한다고 보고하였는데 왼쪽 상지의 스윙이 이러한 대퇴 회전을 강하게 할 수 있도록 기여한 것으로 판단된다.
- 관절각은 LC 시점 시 WU의 오른쪽 무릎각이 WOU보다 통계적으로 유의하게 감소하였다. Brancazio(1984)는 완벽한 회전 동작의 수행을 위해서는 관성모멘트를 줄여 각운동량을 증가시킬 수 있다고 하였다.
- 몸통회전각은 BI 시점 시 수직축에 대한 회전각이 WORU와 WOU가 WU에 비해 통계적으로 유의하게 감소하였으며, EF 시에도 WOU의 전후축에 대한 측경각이 WU, WORU보다 통계적으로 유의하게 증가하였다. 이는 상지의 사용이 인체의 각운동량을 감소시키기 위한 리드(lead) 팔로써의 수단뿐만 아니라, Dorge et al.
- 본 연구의 목적은 축구 인스텝 킥 시 상지의 이용 유무가 하지의 운동학적 변인에 미치는 영향을 분석하는데 있었다. 본 연구의 결과, Pre Imapact 구간에서 WU와 WORU의 시간이 WOU에 비해 운동시간변인이 통계적으로 유의하게 감소하였고, BI 시점 시 WU가 WOLU, WORU보다 전후축 방향으로 인체무게중심의 선속도가 통계적으로 유의하게 증가하였다. 또한, 수직축에 대한 회전각이 WORU와 WOU가 WU에 비해 수직축으로 가까워졌다.
- 시간변인 및 볼 속도변인을 살펴보면 Pre Impact 구간 시 WU와 WORU의 시간이 WOU에 비해 통계적으로 유의하게 감소하였고 임팩트 이후 볼 속도는 WU가 WOU에 비해 통계적으로 유의하게 증가되었다. 이는 킥 동작 시 상지의 사용이 제한되어 불안정한 자세가 유발되면 준비시간을 증가시켜 강한 킥 보다는 정확한 킥을 구사하려는 경향을 보인 것으로 생각된다.
- EF 시점 시 WU와 WORU가 WOLU 및 WOU보다 좌우축 방향으로 인체무게중심의 선속도가 통계적으로 유의하게 음(-)의 방향으로 증가하였지만, 왼쪽 무릎각의 각속도는 WU와 WORU가 WOLU 및 WOU보다 통계적으로 유의하게 감소하였다. 이때, WU와 WORU의 대퇴기울기각이 WOU보다 통계적으로 감소하였으며, 마찬가지로 몸통회전각은 WU, WORU의 전후축에 대한 각각의 측경각이 WOU보다 통계적으로 유의하게 감소하였다.
- 이를 통해 상지의 제한이 시간변인, 볼의 선속도, 인체중심의 선속도, 관절각 및 각속도, 몸통회전각에 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 킥 동작에 있어서 하지뿐만 아니라 상지의 역할이 인체 안정성을 높이는데 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다.
- 인체무게중심의 선속도의 경우 BI 시점 시 WU가 WOLU, WORU보다 전후축 방향의 선속도가 통계적으로 유의하게 증가하였고, EF 시점 시 WU와 WORU가 WOLU 및 WOU보다 좌우축 방향의 선속도가 통계적으로 유의하게 음(-)의 방향으로 증가하였다. 이는 킥 동작 시 상지의 사용이 전방으로의 무게중심 이동을 증가시키고, 오른발 킥 동작 후 왼손이 몸통에 발생되는 회전을 보정해주는 역할을 통해 보다 강하고 역동적인 동작을 가능하게 한 것으로 판단된다.
후속연구
- 이를 바탕으로 킥 동작 시 효과적인 상지의 움직임을 확인하여 축구선수들의 과학적인 훈련에 응용하고 이상적인 슈팅자세의 개발에도 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 나아가 팔이 불편한 신체장애인의 운동 수행에 표준화된 지표개발 및 재활의학 분야연구에 기초가 될 것으로 사료된다.
- 또한 킥의 강도나 정확성에 있어서도 상지의 동작이 직간접적으로 영향을 미칠 것으로 생각된다. 이를 바탕으로 킥 동작 시 효과적인 상지의 움직임을 확인하여 축구선수들의 과학적인 훈련에 응용하고 이상적인 슈팅자세의 개발에도 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 나아가 팔이 불편한 신체장애인의 운동 수행에 표준화된 지표개발 및 재활의학 분야연구에 기초가 될 것으로 사료된다.
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