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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 스쿼트 동작 시 웨이트트레이닝 보조 장비 중 하나인 웨이트 벨트 착용 전·후에 따른 하지의 운동역학적 변화를 측정하고, 분석함으로써 차이점을 살펴보고 운동수행에 있어 일반인들에게 보다 안전하고 효과적인 운동방법을 제시하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
- [Fig. 1]와 같이 실험을 수행하기 위해 충분한 공간을 확보하여 5대의 고속 디지털 카메라 (Motion Master 100)를 피험자가 동작을 수행하는 위치에서 5m 간격으로 좌·우측, 전·후방 45°에 설치하고, 피험자들이 그 범위를 확인할 수 있도록 바닥에 표시하였으며, 족저압력분포 실험과 동조시키기 위해 통제점틀 안에 족저압력측정기를 설치하였다.
- 실험을 진행하기 전 3차원 공간좌표를 설정하기 위하여 통제점 틀을 폭 1m, 길이 2m, 높이 2m로 설치하였으며, 동작에 대한 실험 전, 통제점 틀을 2초간 촬영 후 제거하였다. 각 피험자의 신체적 특성을 측정한 후, 영상분석 시 디지타이징을 정확하고 용이하게 하기 위해서 피험자들은 상의를 탈의하고 하의는 검정색 타이즈만 착용한 후 [Fig. 2]와 같이 좌·우 하지 관절점 및 분절에 19개의 반사 마커를 부착하였다(Yoo Hae-Suk, 2013).
- 본 연구에서는 최근 1년간 근골격계 상해가 없고 최소 지난 1년간 규칙적인 저항 운동을 수행 하지 않았지만, 스쿼트 동작을 수행해 본 경험이 있는 20대 남성 8명을 대상으로 스쿼트 동작 시웨이트 벨트 착용 전·후에 따른 하지각도 및 족저압력분포를 비교 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 스쿼트 동작 시 웨이트 벨트 착용 전·후에 따른 동작을 총 3개의 국면(event)과 2개의 구간 (phase)을 [Fig. 3]과 같이 설정하여 분석하였다.
- 카메라의 촬영속도는 100frames/sec로하였으며, 셔터 스피드(shutter speed)는 1/250sec로 하였다. 실험을 진행하기 전 3차원 공간좌표를 설정하기 위하여 통제점 틀을 폭 1m, 길이 2m, 높이 2m로 설치하였으며, 동작에 대한 실험 전, 통제점 틀을 2초간 촬영 후 제거하였다. 각 피험자의 신체적 특성을 측정한 후, 영상분석 시 디지타이징을 정확하고 용이하게 하기 위해서 피험자들은 상의를 탈의하고 하의는 검정색 타이즈만 착용한 후 [Fig.
- 좌·우 발을 압력분포측정기 위에 위치하여 동일한 자세로 실패의 조건에 해당하지 않는 성공 적인 스쿼트 동작을 수집하였으며, 실패한 동작의 기준은 첫째, 스쿼트 동작 중 압력분포측정기에서 발이 벗어난 경우, 둘째, 스쿼트 동작 중 압력분포 측정기에서 발이 떨어진 경우로 정의하여 전족과 후족의 압력분포를 측정하여 TPScan 프로 그램으로 산출하였다.
대상 데이터
- 본 연구의 대상은 B광역시 소재 K대학교에 재학중인 20대 남성 8명으로 선정하였으며, 최근 1년간 근골격계 상해가 없고, 최소 지난 1년간 규칙적인 저항 운동을 수행하지 않았지만, 스쿼트 동작을 수행해 본 경험이 있는 대상자로 선정하였으며(Nam Yun-Keol, 2013), 실험 전 연구의 목적 및 실험절차를 설명한 후, 자발적으로 동의서에 서명한 후 실험을 실시하였다. 연구대상자의 일반적 특성은[Table 1]과 같다.
데이터처리
- 본 연구의 자료처리는 SPSS 23.0 소프트웨어를 이용하여 기술통계 분석한 값을 평균(M)과 표준편차(SD)로 산출하였으며, 스쿼트 동작 시 웨이트 벨트 착용 전·후 간 차이를 규명하기 위해 대응표본 t-test를 실시하였고, 통계적 유의확률은 α= .05 로 설정하였다.
이론/모형
- 스쿼트 동작이 기록된 영상자료를 이용하여 인체관절 중심점을 디지타이징한 후 동조된 2차원 좌표값으로부터 3차원 좌표값을 산출하기 위해 공간좌표에서 이미 산출되어 있는 통제점의 좌표를 활용하는 DLT(Direct Liner Trans formation)방법을 이용하였다.
- 통제점의 좌표화, 신체분절 중심점의 좌표화및 DLT방법에 의한 3차원 공간좌표의 계산과 자료의 스무딩(smoothing)은 계산된 DLT계수와 신체분절 중심점의 평면좌표를 이용하여 대상자의 3차원 공간좌표를 산출하였으며, 3차원 좌표값을 계산할 때 여러 가지 원인에 의해 노이즈(noise)가 발생하는데 이러한 오차를 제거하기 위해 Butterworth의 저역통과필터(low pass filter)방법으로 스무딩을 실시하였다. 이때 차단 주파수(cut off frequency)는 6Hz로 설정하였으며, Kwon3D XP 프로그램으로 산출하였다(Heo Bo-Seob, 2014).
성능/효과
- 3국면(E3) 스쿼트 동작 시웨이트 벨트 착용 전·후에 따른 고관절 각도에서 는 벨트 착용 전 125.19°, 벨트 착용 후 121.66°로 나타났으며, 슬관절에서는 벨트 착용 전 165.84°, 벨트 착용 후 167.66°로 나타났으며, 족관절에서는 벨트 착용 전 98.63°, 벨트 착용 후 101.22°로나타났으나, 통계적으로 유의한 차는 없었다.
- 둘째, 스쿼트 동작 시 웨이트 벨트 착용 전·후에 따른 하지각도는 1국면(E1) 족관절에서 통계적으로 유의한 차를 보였다(p<. 001).
- 본 연구에서는 웨이트 벨트 착용 전 전족에 치우친 족저압력을 벨트 착용 후 전족과 후면에 보다 고루 분포시키는 역할을 한 것으로 보여지며, 이와 더불어 최대압력에서도 벨트 착용 전보다 벨트 착용 후 수치가 감소하였다. 선행연구에서 압력중심 이동거리의 차이가 줄어들었다는 결과는 본 연구에서 전족 및 후족의 압력비율과 최대 압력이 웨이트 벨트 착용 후 적어졌다는 결과와 유사한 양상을 보였으며, 이러한 결과는 선수 뿐만 아니라 일반인들에게도 많이 이용되어지는 스쿼트 운동에서 정확한 자세유지와 부상 예방적 차원에서도 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다.
- 본 연구에서는 웨이트 벨트 착용 전·후에 따른 스쿼트 동작의 족저압력비율을 분석한 결과 전족 에서는 벨트 착용 전 63.15%, 벨트 착용 후 54.20% 순으로 나타났으며, 후족에서는 벨트 착용전 38.85%, 벨트 착용 후 45.80% 순으로 나타나 두 영역 모두 통계적으로 유의한 차가 있었다 (p< .01).
- 선행연구결과를 종합하여 분석한 결과 본 연구에서는 웨이트 벨트 착용 후 최초 준비자세인 1 국면(E1)에서도 벨트 전보다 족관절에서의 가동범위가 크게 나타났으며, 운동이 이뤄지는 구간이자, 무릎의 최대 굴곡각도 나타나는 2국면(E2)과 복귀동작인 3국면(E3)에서도 벨트 착용 후 슬관절에서 운동 간 큰 가동범위를 보인 것을 볼 수 있었다. 이러한 결과는 벨트 착용이 스쿼트 운동시 고관절 및 족관절의 불필요한 움직임(굴곡) 최소화 함과 동시에, 슬관절의 큰 가동범위 (굴곡과 신전)를 이용하여 벨트 착용 전 대비 보다 효율적인 자세로 움직임이 이뤄졌기 때문이라 사료된다.
- 셋째, 스쿼트 동작 시 웨이트 벨트 착용 전·후 에 따른 족저압력비율은 전족과 후족 두 영역 모두 통계적으로 유의한 차를 보였다(p<. 01).
- An Hyou-Jack(1984)은 스쿼트 클린(squat clean) 동작 시 바벨의 시간, 거리, 속도, 가속도, 파워를 분석하여 세컨드 풀의 중요성을 강조하였고, Miyagi Hisak(2009)의 여자 역도 스쿼트 클린동작의 운동학적 분석에서는 스쿼트 동작 시 빠르고 효율적인 앉아받기 동작은 결과적으로 바를 들고 일어서기 동작에 영향을 미치며, 그로인해 일어서기 동작의 소요시간을 줄일 수 있다고 판단된다고 보고하였다. 이러한 결과는 벨트 착용 후벨트 착용 전 대비 하지에서의 큰 가동범위와 함께 긴 수행시간을 통해보다 효율적인 동작이 이뤄졌을 것으로 분석되었다.
- 전족과 후족의 최대압력에서도 전족과 후족 두영역 모두 통계적으로 유의한 차를 보였다(p<. 05).
- 첫째, 스쿼트 동작 시 웨이트 벨트 착용 전·후에 따른 소요시간은 복귀동작인 2구간(P2)에서 통계적으로 유의한 차를 보였다(p< .01).
후속연구
- 본 결과를 종합하여 보면, 스쿼트 시 웨이트 벨트 사용이 불필요한 부위에 과도하게 체중이 편중되는 현상을 막을 수 있으며, 이는 선수 뿐만 아니라 일반인들에게도 많이 이용되어지는 스쿼트 운동에서 정확한 자세유지와 부상 예방적 차원에서도 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다. 추후 웨이트 벨트 종류 및 다양한 대상군을 통한 복합적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 본 연구에서는 웨이트 벨트 착용 전 전족에 치우친 족저압력을 벨트 착용 후 전족과 후면에 보다 고루 분포시키는 역할을 한 것으로 보여지며, 이와 더불어 최대압력에서도 벨트 착용 전보다 벨트 착용 후 수치가 감소하였다. 선행연구에서 압력중심 이동거리의 차이가 줄어들었다는 결과는 본 연구에서 전족 및 후족의 압력비율과 최대 압력이 웨이트 벨트 착용 후 적어졌다는 결과와 유사한 양상을 보였으며, 이러한 결과는 선수 뿐만 아니라 일반인들에게도 많이 이용되어지는 스쿼트 운동에서 정확한 자세유지와 부상 예방적 차원에서도 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다.
- 본 결과를 종합하여 보면, 스쿼트 시 웨이트 벨트 사용이 불필요한 부위에 과도하게 체중이 편중되는 현상을 막을 수 있으며, 이는 선수 뿐만 아니라 일반인들에게도 많이 이용되어지는 스쿼트 운동에서 정확한 자세유지와 부상 예방적 차원에서도 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다. 추후 웨이트 벨트 종류 및 다양한 대상군을 통한 복합적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
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