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문제 정의
- 본 연구는 15명의 여자배구 선수들을 대상으로 배구 스파이크 도약 시 무릎보호대가 무릎의 전방십자인대 부상 위험요인에 미치는 영향을 규명하는 것이다. 본 연구의 목적을 달성하기 위하여 영상분석 시스템과 지면반력 시스템을 활용하였다.
- 본 연구는 15명의 여자배구 선수들을 대상으로 스파이크 도약 시 무릎보호대 착용 유무가 무릎의 전방십자인대 부상 위험요인에 미치는 영향을 규명하는 것이다.
- 이러한 역할의 규명은 배구 선수들이 전방십자인대 부상을 예방하기 위해서 무릎보호대를 착용해야 하는 지에 대한 유용한 정보를 제공할 것이다. 본 연구의 목적은 여자배구 선수들을 대상으로 스파이크 도약 시 무릎 보호대가 전방십자인대 부상위험 요인에 미치는 역할을 규명하는 것이다.
- 현재 부상 중이거나 과거에 부상 경험이 있는 선수들은 안전을 위해 본 실험에서 제외하였다. 선수 본인, 코치와 학교장의 실험 참가 동의를 얻어서 본 연구를 수행하였다.
제안 방법
- 인체의 운동학적 변인을 산출하기 위한 반사 마커를 부착한 신체 부위는 좌 · 우 상전장골극(Anterior Superior Iliac Spine [ASIS]), 상후장골극(Posterior Superior Iliac Spine [PSIS]), 좌 · 우 대퇴 중앙지점(mid thigh), 좌 ·우 외측상과(lateral epicondyle), 좌 · 우 하퇴 중앙지점(mid shank), 좌 · 우 외과(lateral malleolus), 좌 ·우 내과(medial malleolus), 좌 ·우 뒤꿈치(heel), 좌 · 우 앞꿈치(toe)이다. 15명의 여자 배구선수들은 스파이크 도약 시 무릎보호대를 착용하지 않고 3번, 무릎보호대를 착용하고 3번씩 총 6회 무작위로 수행하였다(Figure 1). 배구 스파이크 도약 동작을 촬영하기 위해 좌 · 우로 2대씩, 전·후 1대씩 총 6대의 동작분석용 적외선카메라(Eagle Camera, Motion Analysis.
- 3차원 좌표 계산 시 발생되는 노이즈(noise)를 제거하기 위하여 Butterworth 4th low-pass digital filters를 사용하였으며, 차단주파수는 9 Hz로 설정하였다(Ford, Myer & Hewett, 2003).
- 공간 좌표 설정을 위해 캘리브레이션 막대(calibration wand)를 이용하여 분석 범위를 설정하였다. 그 후에 분석 대상 부위에 반사마커를 부착한 후 정적인 자세를 약 5초 간 촬영한 후 본 실험에 착수하였다.
- 공간 좌표 설정을 위해 캘리브레이션 막대(calibration wand)를 이용하여 분석 범위를 설정하였다. 그 후에 분석 대상 부위에 반사마커를 부착한 후 정적인 자세를 약 5초 간 촬영한 후 본 실험에 착수하였다. 인체의 운동학적 변인을 산출하기 위한 반사 마커를 부착한 신체 부위는 좌 · 우 상전장골극(Anterior Superior Iliac Spine [ASIS]), 상후장골극(Posterior Superior Iliac Spine [PSIS]), 좌 · 우 대퇴 중앙지점(mid thigh), 좌 ·우 외측상과(lateral epicondyle), 좌 · 우 하퇴 중앙지점(mid shank), 좌 · 우 외과(lateral malleolus), 좌 ·우 내과(medial malleolus), 좌 ·우 뒤꿈치(heel), 좌 · 우 앞꿈치(toe)이다.
- 배구 스파이크 도약 동작을 촬영하기 위해 좌 · 우로 2대씩, 전·후 1대씩 총 6대의 동작분석용 적외선카메라(Eagle Camera, Motion Analysis., USA)를 설치하였다.
- 각 카메라는 초당 120프레임으로 샘플링 하였다. 배구 스파이크 도약 지점에 지면반력(AMTI ORG-6)기 2대를 박스에서 15 cm 떨어진 지점에 설치한 후 1대에 한 발씩 초당 1200 Hz로 샘플링 하였다. 분석은 주동발로 하였다.
- 본 연구는 15명의 여자배구 선수들을 대상으로 배구 스파이크 도약 시 무릎보호대가 무릎의 전방십자인대 부상 위험요인에 미치는 영향을 규명하는 것이다. 본 연구의 목적을 달성하기 위하여 영상분석 시스템과 지면반력 시스템을 활용하였다. 연구결과, 여자 배구 선수들은 무릎보호대를 착용하였을 때에는 무릎보호대를 착용하지 않았을 때와 비교하여 스파이크 도약 시 무릎의 최대 신전모멘트와 무릎의 최대 외전모멘트가 더 감소하게 나타났다.
- 본 연구의 종속변인을 측정하는데 사용된 실험도구에는 영상분석 시스템(Motion analysis, USA)과 지면반력 시스템(AMTI, USA)이다.
- 배구 스파이크 도약 지점에 지면반력(AMTI ORG-6)기 2대를 박스에서 15 cm 떨어진 지점에 설치한 후 1대에 한 발씩 초당 1200 Hz로 샘플링 하였다. 분석은 주동발로 하였다.
대상 데이터
- , USA)를 설치하였다. 각 카메라는 초당 120프레임으로 샘플링 하였다. 배구 스파이크 도약 지점에 지면반력(AMTI ORG-6)기 2대를 박스에서 15 cm 떨어진 지점에 설치한 후 1대에 한 발씩 초당 1200 Hz로 샘플링 하였다.
- 본 실험에 사용된 무릎보호대(ZAMST ZK-7, SIGMAX, Japan)는 [Figure 2]와 같으며, 전방십자인대 부상을 예방하도록 제작되었다.
- 본 연구에 참가한 연구 대상자는 16-18세 사이의 여자배구선수 15명이다. 신장은 175.
- 분석구간은 배구 스파이크 도약을 위해 지면반력기에 발이 착지하는 시점(foot contact [FC])에서 발이 지면반력기를 차고 떨어지는 시점(foot take off [FTO])까지의 구간이다.
- 신장은 175.7±5.1 cm, 체중은 53.9±4.8 kg, 나이는 17.5±1.7세, 선수경력은 6.1±1.8년이다.
데이터처리
- 15명의 여자배구 선수들에 의해 수행된 스파이크 도약시 무릎보호대 착용 유·무에 따른 무릎의 전방십자인대 부상 위험요인에 미치는 영향을 규명하기 위해 종속 t-test를 실시하였다.
- 15명의 여자배구 선수들에 의해 수행된 스파이크 도약시 무릎보호대 착용 유·무에 따른 무릎의 전방십자인대 부상 위험요인에 미치는 영향을 규명하기 위해 종속 t-test를 실시하였다. t-test의 오류를 줄이기 위해서 본페로니 컬렉션을 수행하였다. 통계적 유의성을 검증하기 위한 유의수준은 .
이론/모형
- 6대의 카메라에서 얻은 2차원 평면상의 데이터는 NLT (non-linear transformation) 방법에 의해서 3차원 공간상의 데이터로 변환하였다. 3차원 좌표 계산 시 발생되는 노이즈(noise)를 제거하기 위하여 Butterworth 4th low-pass digital filters를 사용하였으며, 차단주파수는 9 Hz로 설정하였다(Ford, Myer & Hewett, 2003).
- 엉덩 관절 중심은 Tylkowsky 방식(Tylkowski, Simon & Mansour, 1982)을 사용하여 계산하였다. 무릎과 발목 관절의 중심은 Midpoint 방식을 사용하여 계산하였다.
- 발, 무릎, 엉덩 관절 중심은 Tylkowsky 방식(Tylkowski et al., 1982)을 사용하여 계산하였다. 엉덩 관절 중심의 계산 방법은 [Figure 4]와 같고, 무릎 관절 중심의 계산 방법은 [Figure 3-below]와 같다.
- 엉덩 관절 중심은 Tylkowsky 방식(Tylkowski, Simon & Mansour, 1982)을 사용하여 계산하였다.
성능/효과
- 이러한 변인은 무릎의 외반(valgus) 자세를 의미한다. 따라서 본 연구에서는 무릎보호대의 착용유무와 관계없이 무릎의 외반에서는 차이가 없다는 것을 의미한다. Han과 Lim (2007)의 연구에서는 농구 리바운드 착지 시 무릎보호대를 착용하였을 때 대퇴 최대 내측회전 각도가 더 작게 나타났다고 하였다.
- 본 연구에서는 최대 무릎굴곡 각도는 평균 22º에서 25º 사이로 나타났다.
- 또한, Lim 등 (2012)은 여자체조선수 11명을 대상으로 한 발 드롭 착지 시 무릎보호대를 착용하였을 때 발목 중심에서 무릎중심까지의 거리가 유의하게 더 짧게 나타났으며, 무릎의 최대 신전모멘트가 더 감소한 것으로 나타났다고 하였다. 스포츠 상황에서 무릎보호대의 효과를 규명한 3편의 연구 모두에서 무릎보호대는 전방십자인대에 가해지는 부하를 감소시켰다고 결론 내렸다.
- 본 연구의 목적을 달성하기 위하여 영상분석 시스템과 지면반력 시스템을 활용하였다. 연구결과, 여자 배구 선수들은 무릎보호대를 착용하였을 때에는 무릎보호대를 착용하지 않았을 때와 비교하여 스파이크 도약 시 무릎의 최대 신전모멘트와 무릎의 최대 외전모멘트가 더 감소하게 나타났다. 이러한 결과를 종합하면, 여자배구 선수들의 스파이크 도약 시 무릎보호대의 착용이 무릎의 전방십자인대에 가해지는 부하를 감소시킨 것이다.
- 연구결과, 여자 배구 선수들은 무릎보호대를 착용하였을 때에는 무릎보호대를 착용하지 않았을 때와 비교하여 스파이크 도약 시 무릎의 최대 신전모멘트와 무릎의 최대 외전모멘트가 더 감소하게 나타났다. 이러한 결과를 종합하면, 여자배구 선수들의 스파이크 도약 시 무릎보호대의 착용이 무릎의 전방십자인대에 가해지는 부하를 감소시킨 것이다. 추후 무릎보호대 종류별로 효과를 규명하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.
후속연구
- , 2001). 무릎 수술 후 무릎보호대의 효과를 규명하는 것도 중요하지만, 스포츠 상황에서 무릎보호대의 효과를 규명하는 연구도 필요하다. 왜냐하면, 전방십자인대 수술 및 치료비용과 후유증의 문제로 말미암아 요즘에는 치료와 재활의 관점에서 부상기전 및 예방의 관점으로 이동했기 때문이다(Lim, 2007b).
- 그럼에도 불구하고, 여자 배구 선수들은 빈번하게 전방십자인대 부상을 입게 되고, 전방십자인대에 과도한 스트레스가 가해지는 스파이크 도약 동작에서 무릎보호대의 역할을 규명한 연구는 아직까지 없었다. 이러한 역할의 규명은 배구 선수들이 전방십자인대 부상을 예방하기 위해서 무릎보호대를 착용해야 하는 지에 대한 유용한 정보를 제공할 것이다. 본 연구의 목적은 여자배구 선수들을 대상으로 스파이크 도약 시 무릎 보호대가 전방십자인대 부상위험 요인에 미치는 역할을 규명하는 것이다.
- 이러한 결과를 종합하면, 여자배구 선수들의 스파이크 도약 시 무릎보호대의 착용이 무릎의 전방십자인대에 가해지는 부하를 감소시킨 것이다. 추후 무릎보호대 종류별로 효과를 규명하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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