[논문]무릎 관절 근육 피로와 과체중이 착지 시 하지 관절의 각변위와 모멘트에 미치는 영향

김태현; 염창홍

doi:10.5103/kjsb.2013.23.1.063

무릎 관절 근육 피로와 과체중이 착지 시 하지 관절의 각변위와 모멘트에 미치는 영향
Effects of Knee Joint Muscle Fatigue and Overweight on the Angular Displacement and Moment of the Lower Limb Joints during Landing 원문보기

한국운동역학회지 = Korean journal of sport biomechanics, v.23 no.1, 2013년, pp.63 - 76

김태현 (동아대학교 대학원 태권도학과) , 염창홍 (동아대학교 스포츠과학대학 스포츠지도학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate the effects of knee joint muscle fatigue and overweight on the angular displacement and moments of the lower limb joints during landing. Written informed consent forms, which were approved by the human subject research and review committee at Dong-A University, were provided to all subjects. The subjects who participated in this study were divided into 2 groups: a normal weight group and an overweight group, consisting of 15 young women each. The knee joint muscle fatigue during landing was found to increase the dynamic stability by minimizing the movements of the coronal and horizontal planes and maintaining a more neutral position to protect the knee. The effect of body weight during landing was better in the normal weight group than in the overweight group, with the lower limbs performing their shock-absorbing function in an efficient manner through increased sagittal movement. Therefore, accumulated fatigue of knee joint muscles or overweight may be highly correlated with the increase in the incidence of injury during landing after jumping, descending stairs, and downhill walking.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

위에서 살펴본 바와 같이, 착지 시 충격 흡수에 주요한 역할을 수행하는 무릎 관절 근육군의 피로와 과체중이 하지 관절의 운동학적·운동역학적 변인에 미치는 영향에 대한 연구의 필요성이 요구된다. 따라서 이 연구의 목적은 무릎 관절 근육 피로와 과체중이 착지 시 하지의 부상 기 전과 관련된 소요시간 및 하지 관절의 각변위와 모멘트에 미치는 영향을 알아보고자 하는 것이다.
이러한 이유도 마찬가지로 무릎관절 굴곡을 크게 하는 착지 전략과 작게 하는 전략 간의 차이에 의한 것으로 판단된다. 따라서 정상 체중 그룹의 착지 전략과 과체중 그룹의 착지 전략 간의 다소 차이가 있음을 알 수 있으며, 이러한 결과는 착지 시 발생되는 잠재적 위험을 최소화하기 위한 착지 방법을 교육할 수 있는 트레이닝 프로그램을 개발하기 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것이다.
이 연구는 착지 시 충격 흡수에 주요한 역할을 수행하는 무릎 관절 근육군의 피로와 과체중이 하지의 부상 기전과 관련된 소요시간 및 하지 관절의 각변위와 모멘트에 미치는 영향을 알아보고자 하는 것이다.
이 연구는 착지 시 충격 흡수에 주요한 역할을 수행하는 무릎 관절 근육군의 피로와 과체중이 하지의 부상 기전과 관련된 소요시간 및 하지 관절의 각변위와 모멘트에 미치는 영향을 알아본 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

제안 방법

그리고 팔의 영향을 최소화하기 위하여 서로 교차한 후, 가슴에 붙이도록 하였으며(Decker et al., 2003), 우성 다리 결정은 자가 보고와 공을 차게 하는 테스트를 통해 이루어졌다(Lawrence III et al., 2008; Kellis & Kouvelioti, 2009).
모든 대상자들은 스판 소재의 셔츠와 반바지를 착용하도록 하였으며, 착지 동작은 맨발로 실시하게 하였다. 실험 전 체성분분석기(Body Composition Analyzer Venus 5.
무릎관절의 가동범위는 신전 각도 0°에서 굴곡 각도 90°까지로 하였으며, 각속도는 90°/s를 사용하였다.
, 2010). 분석 변수는 각 구간별 소요시간 및 총소요시간과 하지 관절의 각변위와 모멘트를 전후면, 좌우면, 수평면 움직임으로 산출하였다. 하지 관절의 이벤트별 각위치는 Plug in gait full body model을 이용하였으며, 근위분절의 지역좌표계를 기준으로 원위분절의 지역좌표계가 움직인 변위를 나타내는 상대각도로 산출하였으며(Figure 2), 하지 관절의 구간별 각변위는 각 이벤트 간의 각위치 차이로 산출하였다.
모든 대상자들은 스판 소재의 셔츠와 반바지를 착용하도록 하였으며, 착지 동작은 맨발로 실시하게 하였다. 실험 전 체성분분석기(Body Composition Analyzer Venus 5.5, Jawon medical, Korea)를 이용하여 신장과 체중을 측정한 다음 체질량지수를 산출하였으며, 캘리퍼와 줄자를 이용하여 대상자들의 전상장골극간의 너비, 무릎관절과 발목관절의 너비, 다리 길이를 측정하였다. 신체 모델은 Helen Hayes의 marker set을 수정한 Plug in gait full body model을 이용하였으며, 14 mm 구형 반사마커 26개를 [Figure 1]과 같이 부착하여 모델을 구성하였다.
외발 착지 동작은 3개의 이벤트(E1: 착지 다리의 초기 접촉 시점, E2: 최대 수직지면반력 시점, E3: 최대 무릎굴곡 시점)와 2개의 구간(P1: E1과 E2 사이, P2: E2와 E3 사이)으로 구분하여 분석하였다(Koh, Cho, Moon, Lee & Lee, 2011; Edwards et al., 2010).
외발 착지 방법은 실험자의 지시에 따라 40 cm 높이의 계단위에 올라가 시작 신호에 맞추어 우성 다리를 앞으로 내민 후, 지지하고 있는 다리를 이륙시켜 우성다리로 착지하게 하였다(Lawrence III, Kernozek, Miller, Torry & Reuteman, 2008; Pappas, Sheikhzadeh, Hagins & Nordin, 2007).
이 연구에서 하지의 구간별 각변위는 전후면, 좌우면, 수평면상의 움직임을 분석하였다. 무릎관절은 성별에 상관없이 착지 시 충격을 흡수하는 주요한 부위이며(Decker et al.
이 연구의 실험 순서는 약 10분간의 준비 운동을 수행한 후, 마커를 부착하고 정적 캘리브레이션을 수행하였다. 피로 전 측정으로 약 5회의 외발 착지를 실시하고, 그 다음 등속성 장비를 이용하여 각속도 90°/s에서 피로 유발 운동을 시작하여 최대 무릎관절 신전토크가 50% 이하로 3회 이상 연속 발생 시 피로 유발 운동(Fagenbaum & Darling, 2003)을 중지한 다음, 약 5회의 외발 착지를 실시하였다.
이 연구의 착지 동작에 대한 영상자료와 지면반력자료의 동기화, 수집, 분석은 Nexus software(Vicon, UK)를 이용하였으며, 피로 전과 후에 약 5번의 외발 착지 자료를 수집하여 그 중 3회의 성공적인 착지를 분석한 후, 평균하였다(Gehring et al., 2009). 영상자료와 지면반력자료는 Butterworth low-pass filter 2차를 이용하여 차단주파수 6 Hz로 필터링하였다(Decker et al.
실험실내 착지 동작을 수행하는 위치에 지면반력판(AMTI OR6-7, Watertown, MA, US)과 적외선 카메라(Vicon MX-T10, Oxford Metric Ltd, Oxford, UK)를 설치하였으며, 샘플링 주파수는 영상 데이터 120 Hz, 지면반력 데이터 1200 Hz로 설정하였다. 지면반력판위에는 미끄럼 방지용 테이프를 부착하여 착지 동작 시 미끄럼이 억제되도록 하였다. 실험 절차에 따라 설치된 장비를 가동시킨 후, 전자적 드리프트(drift)를 제거하기 위해 약 45분 이상 예열하였다(Lafond, Corriveau, Hebert & Prince, 2004).
최대 무릎관절 신전토크의 측정과 피로 유발 방법은 등속성 동력계(Cybex HUMAC NORM, CSMI, US)를 이용하였으며, 실험으로 인한 부상을 방지하기 위해 측정 전 약 10분 간 준비운동을 실시하였다. 무릎관절의 가동범위는 신전 각도 0°에서 굴곡 각도 90°까지로 하였으며, 각속도는 90°/s를 사용하였다.
피로 전 측정으로 약 5회의 외발 착지를 실시하고, 그 다음 등속성 장비를 이용하여 각속도 90°/s에서 피로 유발 운동을 시작하여 최대 무릎관절 신전토크가 50% 이하로 3회 이상 연속 발생 시 피로 유발 운동(Fagenbaum & Darling, 2003)을 중지한 다음, 약 5회의 외발 착지를 실시하였다.
하지 관절의 이벤트별 각위치는 Plug in gait full body model을 이용하였으며, 근위분절의 지역좌표계를 기준으로 원위분절의 지역좌표계가 움직인 변위를 나타내는 상대각도로 산출하였으며(Figure 2), 하지 관절의 구간별 각변위는 각 이벤트 간의 각위치 차이로 산출하였다. 하지 관절의 모멘트는 역동역학을 이용하여 산출하였으며, 벡터 정의는 [Table 4]와 같다.

대상 데이터

실험실내 착지 동작을 수행하는 위치에 지면반력판(AMTI OR6-7, Watertown, MA, US)과 적외선 카메라(Vicon MX-T10, Oxford Metric Ltd, Oxford, UK)를 설치하였으며, 샘플링 주파수는 영상 데이터 120 Hz, 지면반력 데이터 1200 Hz로 설정하였다. 지면반력판위에는 미끄럼 방지용 테이프를 부착하여 착지 동작 시 미끄럼이 억제되도록 하였다.
이 연구의 대상자는 일상생활에 문제가 없으며, 최근 6개월 내 하지 관절에 정형 외과적 병력이 없는 20대 여성을 무작위로 선발하여, 체질량지수(body mass index)에 따라 과체중(25<BMI<29.9 kg/m2) 15명과 정상체중(18.5<BMI<24.9 kg/m2) 15명을 선발하였다(WHO, 2004).

데이터처리

통계 처리는 SPSS 20.0을 이용하여 각 변수들의 평균과 표준편차를 산출 하였으며, 과체중 그룹과 정상체중 그룹 간과 피로유발 운동 전·후 간의 상호작용 효과와 주효과 검정을 위해 반복측정에 의한 two-way ANOVA를 실시하였다.

이론/모형

5, Jawon medical, Korea)를 이용하여 신장과 체중을 측정한 다음 체질량지수를 산출하였으며, 캘리퍼와 줄자를 이용하여 대상자들의 전상장골극간의 너비, 무릎관절과 발목관절의 너비, 다리 길이를 측정하였다. 신체 모델은 Helen Hayes의 marker set을 수정한 Plug in gait full body model을 이용하였으며, 14 mm 구형 반사마커 26개를 [Figure 1]과 같이 부착하여 모델을 구성하였다.
분석 변수는 각 구간별 소요시간 및 총소요시간과 하지 관절의 각변위와 모멘트를 전후면, 좌우면, 수평면 움직임으로 산출하였다. 하지 관절의 이벤트별 각위치는 Plug in gait full body model을 이용하였으며, 근위분절의 지역좌표계를 기준으로 원위분절의 지역좌표계가 움직인 변위를 나타내는 상대각도로 산출하였으며(Figure 2), 하지 관절의 구간별 각변위는 각 이벤트 간의 각위치 차이로 산출하였다. 하지 관절의 모멘트는 역동역학을 이용하여 산출하였으며, 벡터 정의는 [Table 4]와 같다.

성능/효과

1. P1, P2, 총소요시간 모두에서 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다.
2. 발목관절 각변위는 좌우면과 수평면의 P1에서 피로 후 유의하게 감소하였다. 무릎관절 각변위는 전후면 P1에서 정상체중 그룹이 과체중 그룹보다 크게 나타났다.
3. 발목관절 모멘트는 전후면 E2에서 피로 후 저측굴곡 모멘트가 유의하게 감소하였다. 좌우면의 E2에서 피로 전보다 피로 후 내번 모멘트가 유의하게 감소하였다.
4. 무릎관절 모멘트는 전후면 E2에서 피로 후 신전 모멘트가 유의하게 감소하였으며, E3에서 정상체중 그룹이 과체중 그룹보다 신전 모멘트가 크게 나타났다. 좌우면의 E2에서 피로 후 외전 모멘트가 유의하게 감소하였다.
5. 엉덩관절 모멘트는 전후면 E2에서 피로 후 신전 모멘트가 유의하게 증가하였으며, 정상체중 그룹이 과체중 그룹보다 신전 모멘트가 크게 나타났다. 좌우면의 E2에서 피로 후 외전 모멘트가 유의하게 감소하였다.
착지 동작의 구간별 소요시간 및 총소요시간에 대한 결과는 [Table 5]와 같다. P1, P2, 총소요시간 모두에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과, 시기간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다
결론적으로 착지 시 무릎관절 근육군 피로는 발목, 무릎, 엉덩 관절의 좌우면과 수평면 움직임을 최소화하여 동적 안정성을 증가시키고, 무릎을 보호하기 위한 보상적 움직임으로 중립 자세를 유지하고자 하였다. 착지 시 체중 효과는 정상 체중 그룹이 과체중 그룹보다 전후면 움직임이 크게 나타나 충격을 흡수하는 하지 관절의 기능이 좋은 것으로 판단된다.
엉덩관절의 이벤트별 모멘트 결과는 전후면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 엉덩관절의 신전 모멘트가 유의하게 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 정상 체중 그룹이 과체중 그룹보다 엉덩관절 신전 모멘트가 유의하게 큰 것으로 나타났다. 좌우면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 엉덩관절의 외전 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다.
무릎관절의 이벤트별 모멘트 결과는 전후면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 무릎관절의 신전 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 최대 무릎굴곡 시점(E3)에서 정상 체중 그룹이 과체중 그룹보다 무릎관절의 신전 모멘트가 유의하게 큰 것으로 나타났다. 좌우면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 무릎관절의 외반 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다.
나아가 착지 시 부상을 줄이기 위해서는 가능한 중립 자세를 유지하고, 착지 후 빨리 안정화하는 능력이 필요하다(Ross & Guskiewicz, 2003; Wikstrom, Powers & Tillman, 2004). 따라서 이 연구의 과체중 그룹의 경우, 초기접촉 시점(E1)에서 발목관절의 배측굴곡 모멘트가 정상 체중 그룹보다 다소 큰 경향이 나타났으며, 수평면상 초기접촉 시점(E1)에서 피로 후 내측 회전 모멘트의 감소가 나타났다. 이러한 이유는 보다 신전된 자세와 안정성 확보를 위한 노력으로 발목관절의 배측 굴곡근과 내측 회전근 사용이 증가된 것으로 판단된다.
, 2011), 무릎관절의 경우, 약 5초간의 최대 등척성 수축 시 피로 효과는 약 1-2분(Froyd, Millet & Noakes, 2013), 70%와 100%의 고강도 등속성 반복 운동 시 피로 효과는 각각 3시간과 33시간(Rasstad & Hallen, 2000), 등속성 장비를 이용한 최대 신장성, 등척성, 단축성 수축 운동 시 약 24시간(Michaut, Pousson, Millet, Belleville, & Van Hoecke, 2003) 이내에 회복되는 것으로 보고되었다. 따라서 이 연구의 피로 후 착지동작은 피로 유발 운동 후 5분 이내로 제한하였으며, 피로 효과 감소를 예방하기 위해 가능한 빠르게 진행하였다.
하지의 이벤트별 모멘트는 전후면, 좌우면, 수평면상의 움직임을 분석하였다. 무릎관절의 이벤트별 모멘트 결과는 전후면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 무릎관절의 신전 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 최대 무릎굴곡 시점(E3)에서 정상 체중 그룹이 과체중 그룹보다 무릎관절의 신전 모멘트가 유의하게 큰 것으로 나타났다.
발목관절의 이벤트별 모멘트 결과는 전후면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 발목관절 저측굴곡 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. 좌우면상 최대수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 발목 관절 내번 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났으며, 최대 무릎굴곡 시점(E3)에서 정상 체중 그룹은 발목 관절 내번 모멘트가 나타났으나, 과체중 그룹에서는 외번 모멘트가 나타났다.
좌우면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 무릎관절의 외반 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. 수평면상 초기 접촉 시점(E1)에서 피로 후 무릎관절의 내측 회전 모멘트가 감소하는 것으로 나타났으며, 최대 무릎굴곡 시점(E3)에서 정상 체중 그룹이 과체중 그룹보다 무릎관절의 외측 회전 모멘트가 유의하게 작은 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 전후면상 최대수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 무릎관절의 신전 모멘트 감소는 Nyland, Shapiro, Caborn, Nitz & Malone(1997)의 연구와 유사한 것으로 판단된다.
좌우면상 최대수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 발목 관절 내번 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났으며, 최대 무릎굴곡 시점(E3)에서 정상 체중 그룹은 발목 관절 내번 모멘트가 나타났으나, 과체중 그룹에서는 외번 모멘트가 나타났다. 수평면상 초기 접촉 시점(E1)에서 피로 후 발목 관절 내측 회전 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났으며, 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 발목 관절 외측 회전 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. 선행 연구에 의하면, 착지 시 발생되는 에너지를 흡수하기 위해서 착지가 일어나는 전 구간에서 하지 관절들을 보다 굴곡시켜야하며(Decker et al.
좌우면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 엉덩관절의 외전 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. 수평면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 내측 회전 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. 선행 연구에 의하면, 여성의 착지 특성은 엉덩관절의 굴곡 각도는 감소되는 것으로 나타나며, 이는 엉덩관절의 신전근 활동이 증가하고 있음을 말한다(Decker et al.
수평면의 E1에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=13.031, p=.001)는 유의한 차이가 나타났다. E2에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F1,28=11.
000)는 유의한 차이가 나타났다. 수평면의 E1에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=8.635, p=.007)는 유의한 차이가 나타났다. E3에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 시기간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 그룹간 주효과(F_1,28=4.
좌우면의 E2에서 피로 전보다 피로 후 내번 모멘트가 유의하게 감소하였다. 수평면의 E1에서 피로 후 내측회전 모멘트가 유의하게 감소하였으며, E2에서 피로 후 외측회전 모멘트가 유의하게 감소하였다.
좌우면의 E2에서 피로 후 외전 모멘트가 유의하게 감소하였다. 수평면의 E1에서 피로 후 내측회전 모멘트가 유의하게 감소하였으며, E3에서 정상체중 그룹이 과체중 그룹보다 외측회전 모멘트가 작게 나타났다.
000)는 유의한 차이가 나타났다. 수평면의 E2에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=4.571, p=.041)는 유의한 차이가 나타났다.
004)는 유의한 차이가 나타났다. 수평면의 P1 구간에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=4.954, p=.034)는 유의한 차이가 나타났다.
002)는 유의한 차이가 나타났다. 수평면의 P1 구간에서 그룹과 시기간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=12.909, p=.001)는 유의한 차이가 나타났다.
무릎관절 각변위는 전후면 P1에서 정상체중 그룹이 과체중 그룹보다 크게 나타났다. 엉덩관절 각변위는 좌우면의 P1에서 정상체중 그룹이 과체중 그룹보다 크게 나타났으며, 수평면의 P1에서 피로 후 유의하게 감소하였다.
엉덩관절의 이벤트별 모멘트 결과는 전후면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 엉덩관절의 신전 모멘트가 유의하게 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 정상 체중 그룹이 과체중 그룹보다 엉덩관절 신전 모멘트가 유의하게 큰 것으로 나타났다.
, 2008). 위 연구 결과와 유사하게 이 연구 결과에서도 피로 후 무릎관절의 외반 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다.
, 2001). 이 연구 결과와 유사하게 피로 후 엉덩관절의 신전 모멘트가 유의하게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 피로로 인하여 엉덩 관절 신전근의 주동근 활동이 증가된 것으로 여겨진다.
이 연구에서 무릎관절의 구간별 각변위 결과는 전후면상 P1에서 정상 체중 그룹이 과체중 그룹보다 유의하게 큰 것으로 나타났다. Devita & Skelly(1992)의 연구에 의하면, 착지 시 피험자들은 무릎관절 굴곡 각도를 크게 하여 충격을 줄이는 것으로 보고하였으며, Kellis & Kouvelioti(2009)는 무릎관절의 신전근 피로 시 착지의 초기 접촉 시 최대 무릎관절 및 엉덩관절 굴곡각도를 증가 시키는 것으로 보고하였으며, Gehring et al.
착지 기술 전략은 연성 착지와 경성 착지로 구분할 수 있으며, 무릎 신전근은 연성 착지 시 많은 에너지를 흡수하고, 발목 저측굴곡근은 경성 착지 시 많은 에너지를 흡수한다(Devita & Skelly, 1992). 이 연구의 무릎관절 근육 피로 전과 후에서 정상 체중과 과체중 그룹 모두 연성 착지 형태를 이용하여 충격을 흡수하는 것으로 나타났다.
, 2000). 이로 인하여 이 연구의 좌우면상 P1에서 두 그룹 모두 피로 후 무릎 관절 각변위가 다소 감소하는 경향이 나타났으며, 그룹 간에는 피로 전과 후 모두 정상 체중 그룹이 과체중 그룹보다 무릎 관절 각변위가 다소 크게 나타났다.
무릎관절 모멘트에 대한 결과는 [Table 10]과 같다. 전후면의 E2에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=21.760, p=.000)는 유의한 차이가 나타났다. E3에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 시기간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 그룹간 주효과(F_1,28=4.
발목관절 모멘트에 대한 결과는 [Table 9]와 같다. 전후면의 E2에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=23.727, p=.000)는 유의한 차이가 나타났다. 좌우면의 E2에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=7.
무릎관절 각변위에 대한 결과는 [Table 7]과 같다. 전후면의 P1 구간에서 그룹과 시기간 상호작용 효과, 시기간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 그룹간 주효과(F_1,28=6.550, p=.016)는 유의한 차이가 나타났다.
그리고 최대 무릎굴곡 시점(E3)에서 정상 체중 그룹이 과체중 그룹보다 무릎관절의 신전 모멘트가 유의하게 큰 것으로 나타났다. 좌우면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 무릎관절의 외반 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. 수평면상 초기 접촉 시점(E1)에서 피로 후 무릎관절의 내측 회전 모멘트가 감소하는 것으로 나타났으며, 최대 무릎굴곡 시점(E3)에서 정상 체중 그룹이 과체중 그룹보다 무릎관절의 외측 회전 모멘트가 유의하게 작은 것으로 나타났다.
그리고 정상 체중 그룹이 과체중 그룹보다 엉덩관절 신전 모멘트가 유의하게 큰 것으로 나타났다. 좌우면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 엉덩관절의 외전 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. 수평면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 내측 회전 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다.
발목관절의 이벤트별 모멘트 결과는 전후면상 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 발목관절 저측굴곡 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. 좌우면상 최대수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 발목 관절 내번 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났으며, 최대 무릎굴곡 시점(E3)에서 정상 체중 그룹은 발목 관절 내번 모멘트가 나타났으나, 과체중 그룹에서는 외번 모멘트가 나타났다. 수평면상 초기 접촉 시점(E1)에서 피로 후 발목 관절 내측 회전 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났으며, 최대 수직지면반력 시점(E2)에서 피로 후 발목 관절 외측 회전 모멘트가 유의하게 감소하는 것으로 나타났다.
좌우면의 E2에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=16.604, p=.000)는 유의한 차이가 나타났다. 수평면의 E2에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=4.
좌우면의 E2에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=21.942, p=.000)는 유의한 차이가 나타났다. 수평면의 E1에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=8.
엉덩관절 각변위에 대한 결과는 [Table 8]과 같다. 좌우면의 P1 구간에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 시기간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 그룹간 주효과(F_1,28=9.895, p=.004)는 유의한 차이가 나타났다. 수평면의 P1 구간에서 그룹과 시기 간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=4.
발목관절 각변위에 대한 결과는 [Table 6]과 같다. 좌우면의 P1 구간에서 그룹과 시기간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=11.498, p=.002)는 유의한 차이가 나타났다. 수평면의 P1 구간에서 그룹과 시기간 상호작용 효과, 그룹간 주효과는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 시기간 주효과(F_1,28=12.
결론적으로 착지 시 무릎관절 근육군 피로는 발목, 무릎, 엉덩 관절의 좌우면과 수평면 움직임을 최소화하여 동적 안정성을 증가시키고, 무릎을 보호하기 위한 보상적 움직임으로 중립 자세를 유지하고자 하였다. 착지 시 체중 효과는 정상 체중 그룹이 과체중 그룹보다 전후면 움직임이 크게 나타나 충격을 흡수하는 하지 관절의 기능이 좋은 것으로 판단된다. 따라서 무릎 관절 근육 피로 누적이나 과체중 혹은 비만은 점프 후 착지, 계단 내려오기, 내리막 걷기 시 부상 발생율의 증가와 상관이 높을 것으로 판단된다.
최대 무릎관절 신전토크와 피로 유발 운동 결과는 [Table 3]과 같다. 최대 무릎관절 신전토크는 과체중 그룹이 정상체중 그룹보다 더 높은 것으로 나타났으나(t₂₈=2.837, p=.008), 제지방량으로 표준화한 신전토크는 그룹 간에 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으며, 피로 유발 운동 반복횟수 또한 그룹 간에 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다.

후속연구

위에서 살펴본 바와 같이, 착지 시 충격 흡수에 주요한 역할을 수행하는 무릎 관절 근육군의 피로와 과체중이 하지 관절의 운동학적·운동역학적 변인에 미치는 영향에 대한 연구의 필요성이 요구된다.
추후 연구에서는 착지 동작 시 운동학적 및 운동역학적 변인뿐 아니라 근전도 분석을 통해 충격 흡수에 대한 하지 관절근육의 기여도에 대한 분석과 등속성 동력계와 기능적 움직임을 이용하여 피로 수준의 정량화에 대한 연구가 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	근 피로란 무엇인가?	근 피로는 에너지를 흡수하고 최대 근력을 발생시키는 근 섬유의 능력이 과도한 활동에 의해 감소되는 현상으로 정의되며(Bisson, McEwen, Lajoie, & Bilodeau, 2011), 스포츠 상황뿐 아니라 일상생활에서 흔하게 나타나는 현상이다(Ledin, Fransson & Magnusson, 2004). 근 피로의 원인은 근육의 구심성 신경의 방전 패턴 변화와 중앙처리 손상, 원심성 신경경로의 손상, 근 방추의 정보를 변경시키는 대사산물의 축적 등이 있으며, 근육을 수축하기 위한 모든 과정에서 발생되는 손상의 결과라고 할 수 있다(Bisson et al.
	근 피로의 원인은?	근 피로는 에너지를 흡수하고 최대 근력을 발생시키는 근 섬유의 능력이 과도한 활동에 의해 감소되는 현상으로 정의되며(Bisson, McEwen, Lajoie, & Bilodeau, 2011), 스포츠 상황뿐 아니라 일상생활에서 흔하게 나타나는 현상이다(Ledin, Fransson & Magnusson, 2004). 근 피로의 원인은 근육의 구심성 신경의 방전 패턴 변화와 중앙처리 손상, 원심성 신경경로의 손상, 근 방추의 정보를 변경시키는 대사산물의 축적 등이 있으며, 근육을 수축하기 위한 모든 과정에서 발생되는 손상의 결과라고 할 수 있다(Bisson et al., 2011).
	근 피로는 여러 기능적 저하를 일으키는데 이러한 기능적 저하를 통해 어떠한 손실이 일어날 수 있는가?	근 피로는 외부 환경에 대한 반응시간, 관절의 위치 감각, 동작의 협응과 제어의 정확도와 같은 생체역학적·신경근적 요인에 영향을 미치며(Kellis & Kouvelioti, 2009), 혈액 내 근 단백질 증가, 초기 지연성 근육통, 부종, 관절의 가동범위 감소, 고유감각 기능과 신경근 제어 기능의 감소를 수반한다(Byrne, Twist & Eston, 2004). 이러한 현상들은 근골격계의 부상으로 연결되며, 일상생활과 스포츠 활동에서 상당한 양의 시간적·물리적 손실을 가져온다(Anandacoomarasamy & Barnsley, 2005; Kellis & Kouvelioti, 2009). 근골격계 부상 중 하지의 발생율은 다른 신체 부위에 비해 높은 것으로 보고되었으며(Hootman, Dick & Agel, 2007), 특히 스포츠 상황에서는 착지 동작 시 더욱 많이 발생되는 것으로 보고되고 있다(Hawkins, Hulse, Wilkinson, Hodson & Gibson, 2001; Olsen, Myklebust, Engebretsen & Bahr, 2004).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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