[논문]자전거 운동 중 클릿의 위치 변화에 따른 페달링 수행능력 비교

박찬호; 최보경; 허보섭; 김용재

doi:10.13000/jfmse.2017.29.2.537

자전거 운동 중 클릿의 위치 변화에 따른 페달링 수행능력 비교
The Comparison of Pedalling Performance to according to the Position of Shoe Cleat in Triathletes During Cycling 원문보기

水産海洋敎育硏究 = Journal of fisheries and marine sciences education, v.29 no.2 = no.86, 2017년, pp.537 - 543

박찬호 (부경대학교) , 최보경 (부경대학교) , 허보섭 (고신대학교) , 김용재 (부경대학교)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this research is to investigate the effects of different shoe-cleat position on pedalling performance. Four male elite triathletes(age: $22.00{\times}2.16years$, height: $175.12{\pm}8.06cm$, weight: $71.20{\pm}7.89kg$, body fat: $16.62{\pm}3.56%$) and three female elite triathletes(age: $20.00{\pm}1years$, height: $158.40{\pm}2.42cm$, weight: $51.30{\pm}3.89kg$, body fat: $19.26{\pm}2.28%$) participated in 10km time trial and 30sec time trial pedaling tests with the individual time trials based on different shoe-cleat position(cleat front: CF, cleat back: CB). The subjects performed one trial with each type of shoe-cleat position. Maximal power output and average speed were not significantly different during 30s time trial in CF compared with CB. Average power, RPM, and HR were not significantly different during 10k time trial in CF compared with CB. Split time in 1km, 5km, 9km were significantly reduced during 10k time trial in CB compared with CF. We conclude that there was performance advantage in CB using shoe-cleat back position in comparison with CF using shoe-cleat front position.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구의 목적은 자전거 신발과 페달을 연결시켜주는 클릿의 전·후방 위치 변화에 따라 페달링 수행능력에 어떠한 변화를 가져오는지의 여부를 비교 분석하는 것이다.
본 연구의 대상자들은 시 트라이애슬론 선수로 등록되어 있는 엘리트 선수 가운데 남자선수 4명과 여자선수 3명으로 선정하였으며, 최근 부상이나 근골격계 이상이 없고 정상적인 사이클 주행이 가능한 조건에서 본 연구에 참여하였다. 또한 본 연구의 목적을 이해하고 자발적인 참여 의사를 밝힌 선수들로 실험과정에 대한 내용을 숙지시켰다. 피험자의 신체적 특성은 [Table 1] 과 같다.
이 연구는 엘리트 트라이애슬론 선수들을 대상으로 10km TT와 30s TT 후 클릿의 위치를 변화시켜 장착했을 때 페달링 수행능력에 어떠한 영향을 미치는지 비교 조사하는 것이었다. 30s TT를 실시했을 경우 최대파워는 클릿의 위치가 CF보다 CB에 장착했을 때 최대파워가 43W 높게 나타났지만 통계적 유의한 차이를 나타내지 않았다.

제안 방법

10km TT에서 Rider 40 무선심박측정시스템(Bryton Inc., Taiwan)을 이용하여 1km 구간 마다 심박수를 분석하였고 10km TT 종료 후 5분간 회복 후 회복심박수를 측정하였다.
10km TT에서 페달링 파워(Watt: W)와 평균속도는 르몽드 트레이너(LeMond revolution trainer, USA)에 부착된 Watt Box(LeMond, USA)을 통하여 측정된 데이터는 Rider 40 파워미터(Bryton Inc., Taiwan)를 통하여 1km 구간 마다 페달링 평균파워(average power)와 기록 그리고 RPM의 결과를 분석하였다.
, yellow cleats, Japan)을 사용하여 전·후방으로 변화시킬 수 있는 최대 범위에서 전방은 발가락(toes) 방향으로 최대한 앞쪽으로 장착하였고, 후방은 중족골두(metatarsal heads) 방향으로 최대한 뒤쪽으로 장착하였다. 10km TT에서는 매 1km 구간마다 심박수, 분당회전수, 평균파워를 10회 측정하였고, 회복 5분 후에 회복 심박수를 측정하였다. 모든 피험자는 총 2회의 실험에 참여하였다.
30s TT에서 페달링 파워(Watt: W)와 평균속도(average speed)는 르몽드 트레이너(LeMond revolution trainer, USA)에 부착된 Watt Box(LeMond, USA)을 통하여 측정된 데이터는 Rider 40 파워미터(Bryton Inc., Taiwan)를 통하여 최대파워(peak power)와 평균속도(average speed)의 결과를 분석하였다.
대상자가 클릿 위치의 전방(cleat front: CF)과 클릿 위치의 후방(cleat back: CB)에서 2번의 교차실험에 참가하기 때문에 1차 실험 후 충분한 회복기간을 가지고 2차 실험을 실시하였다. 대상자 스스로 페이스 조절과 최대 페달링을 실시하도록 하였다. 클릿의 위치 변화는 시마노 클릿(shimano Inc.
모든 피험자는 르몽드 트레이너(LeMond revolution trainer, USA)에 선수 개인의 사이클을 고정시키고 실험 전 충분한 스트레칭과 준비운동을 실시하였으며, 동일한 기어비율을 설정하여 10km 타임트라이얼(10km time trial: 10km TT)과 30초간 타임트라이얼(30s time trial: 30s TT)을 실시하였다. 대상자가 클릿 위치의 전방(cleat front: CF)과 클릿 위치의 후방(cleat back: CB)에서 2번의 교차실험에 참가하기 때문에 1차 실험 후 충분한 회복기간을 가지고 2차 실험을 실시하였다. 대상자 스스로 페이스 조절과 최대 페달링을 실시하도록 하였다.
모든 피험자는 르몽드 트레이너(LeMond revolution trainer, USA)에 선수 개인의 사이클을 고정시키고 실험 전 충분한 스트레칭과 준비운동을 실시하였으며, 동일한 기어비율을 설정하여 10km 타임트라이얼(10km time trial: 10km TT)과 30초간 타임트라이얼(30s time trial: 30s TT)을 실시하였다. 대상자가 클릿 위치의 전방(cleat front: CF)과 클릿 위치의 후방(cleat back: CB)에서 2번의 교차실험에 참가하기 때문에 1차 실험 후 충분한 회복기간을 가지고 2차 실험을 실시하였다.
실험실에서 고정된 상태에서 페달링을 수행할 수 있도록 개발된 르몽드 트레이너(LeMond revolution trainer, USA)를 이용하여 선수자신의 사이클 신발 클릿의 전·후방 위치 변화만을 고려하여 페달링 수행능력을 측정하였다.
클릿의 위치 변화는 시마노 클릿(shimano Inc., yellow cleats, Japan)을 사용하여 전·후방으로 변화시킬 수 있는 최대 범위에서 전방은 발가락(toes) 방향으로 최대한 앞쪽으로 장착하였고, 후방은 중족골두(metatarsal heads) 방향으로 최대한 뒤쪽으로 장착하였다.
실험실에서 고정된 상태에서 페달링을 수행할 수 있도록 개발된 르몽드 트레이너(LeMond revolution trainer, USA)를 이용하여 선수자신의 사이클 신발 클릿의 전·후방 위치 변화만을 고려하여 페달링 수행능력을 측정하였다. 페달링 시 심박수 측정은 무선심박측정시스템(Bryton Inc., Taiwan)을 이용하였으며, 분당회전수(revolutions per minute: RPM)와 평균파워 및 최대파워 측정은 Watt Box(LeMond, USA)와 Rider 40 파워미터 (Bryton Inc., Taiwan)로 측정하였다. 그리고 동일한 조건을 고려하여 SIDI 사이클 신발(SIDI Inc.

대상 데이터

, Taiwan)로 측정하였다. 그리고 동일한 조건을 고려하여 SIDI 사이클 신발(SIDI Inc., Italy)과 시마노 클릿(shimano Inc., yellow cleats, Japan)을 사용하였다.
본 연구의 대상자들은 시 트라이애슬론 선수로 등록되어 있는 엘리트 선수 가운데 남자선수 4명과 여자선수 3명으로 선정하였으며, 최근 부상이나 근골격계 이상이 없고 정상적인 사이클 주행이 가능한 조건에서 본 연구에 참여하였다. 또한 본 연구의 목적을 이해하고 자발적인 참여 의사를 밝힌 선수들로 실험과정에 대한 내용을 숙지시켰다.

데이터처리

이 연구는 SPSS/pc 21.0 통계프로그램을 사용하여 각 변인들의 평균과 표준편차를 산출할 것이며, 클릿 위치에 따른 페달링 최대파워, 평균속도, 구간별 평균파워, RPM, 거리별 기록, 심박수에 대한 비교는 Paired t-test를 실시하였다. 모든 통계처리에 대한 유의수준은 p<.

이론/모형

대상자들의 신체특성 분석은 생체전기저항법 (Inbody 3.0, Biospace, Korea)을 이용하여 측정하였다.

성능/효과

결과를 요약하면, 클릿의 전·후방 위치 변화에서 30s TT의 최대파워와 평균속도 그리고 10km TT의 구간별 심박수와 분당회전수, 평균파워에 차이는 없었지만 CB군에서 구간별 기록에 긍정적인 영향을 미쳤으며, 좀 더 장시간 지속적으로 페달링을 할 경우 CB의 선택이 경기력에 더 효과적일 수 있다고 추론할 수 있다.
또한 트라이애슬론 선수들의 효율적인 페달링 회전력(cadence)은 80-100rpm으로 제시되고 있으며(Vercruyssen, & Brisswalter, 2010), 전문 사이클 선수들의 효율적인 페달링 회전력은 90-100rpm으로 제시되고 있다(Lucía, Hoyos, & Chicharro, 2001). 본 연구에서 모두 페달링 회전력은 80rpm 이상으로 유지되었지만 통계적 유의한 차이는 없었지만 CF와 CB군 모두 구간별 RPM이 점차적으로 감소하는 양상을 보였다. 이처럼 클릿의 위치 변화의 비교에서 RPM에 영향을 미치지는 못했지만 페달링 회전력의 효율성 향상을 위해 선수들이 훈련에 의한 RPM 향상 및 유지가 필요한 것으로 사료된다.
본 연구에서 클릿의 전·후방 위치 변화에 따른 10km의 TT에서 구간별 심박수, RPM은 유의한 차이가 나타나지 않았지만 5km 이전 구간에서 심박수는 CF군에 비해 CB군에서 낮은 양상을 보이다가 6km 후반부에서 CF군에 비해 CB군에서 심박수가 증가하는 양상을 보였고 RPM은 CB군에서 더 낮아지는 양상을 보였다.
클릿장착 위치에 따른 10km TT 후 5분간 회복에서 회복심박수 (CF: 118.57±11.98bpm, CB: 118.43±16.53bpm)는 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p=.976).

후속연구

결과를 요약하면, 클릿의 전·후방 위치 변화에서 30s TT의 최대파워와 평균속도 그리고 10km TT의 구간별 심박수와 분당회전수, 평균파워에 차이는 없었지만 CB군에서 구간별 기록에 긍정적인 영향을 미쳤으며, 좀 더 장시간 지속적으로 페달링을 할 경우 CB의 선택이 경기력에 더 효과적일 수 있다고 추론할 수 있다. 본 연구는 일시적인 클릿의 위치 변화에 대한 피팅의 효과이긴 하지만, 선수들의 경기력 향상을 위한 피팅 실험과 적용의 필요성은 추후 연구의 기초자료가 될 것으로 기대한다.
이러한 선행연구로부터 장거리 자전거 운동 중 페달에 발의 위치가 부적절할 경우 페달 동작의 효율성 감소와 특정 근육에 집중되는 근피로의 누적으로 부상의 위험을 높일 수 있다는 것을 암시하고 있으며, 장거리 자전거 운동 중 클릿의 위치 변화에 따른 페달링 수행능력의 변화를 확인할 필요성이 제기된다. 자전거 페달링은 하지 근력의 굴곡과 신전에 의한 운동으로서 페달에 힘이 작용하여 구동계에 전달되면서 추진력을 얻기 때문에 발바닥 접촉면과 페달의 형태에 따라 구동계에 전달되는 힘도 달라질 수 있다.
장거리 선수의 경우 오랜 시간동안 지속적으로 운동을 수행하기 위해서 클릿을 발목관절의 아랫부분에 가깝게 위치시키면 운동수행능력을 극대화 시킬 수 있다는 연구결과가 보고되고 있다(Viker & Richardson, 2013). 이러한 측면에서 선수들의 자전거 운동거리의 길이가 길어짐에 따라 클릿의 위치가 CB쪽으로 장착할 경우 경기력에 더 효과적일 수 있을 것으로 사료되며, 이를 좀 더 구체적으로 입증할 수 있는 후속연구의 필요성이 제기된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	피팅은 어떻게 구분되는가?	특히 피팅(fitting)이 정확하세 이루어지지 않은 상태에서 페달링 효율성은 더욱 감소될 수 있다. 피팅은 일반적으로 체형에 적절한 안장 높이를 최적화 하는 방법(Bini, hume, & Croft, 2011)과 사이클 신발에 클릿(cleat)을 장착하여 페달의 효율을 높이는 방법 (Viker & Richardson, 2013)등으로 구분할 수 있다. 부상예방과 경기력 향상 측면에서 피팅을 통한 페달링 수행능력(pedalling performance)의 향상 여부에 관한 연구의 필요성이 제기된다.
	클릿(cleat)은 어떤 장치인가	클립페달과 클릿페달은 발이 페달에 고정되어 있기 때문에 페달링 시 에너지 손실을 극소화하여 체력 소모를 줄이고 안정적인 회전력(cadence)을 유지할 수 있다. 이러한 이유로 전문선수들은 경기력 향상과 효율적인 페달링을 위해 자전거 신발을 페달과 결합시키는 클릿(cleat)이라는 장치를 이용하고 있으며, 클릿의 위치에 따라 페달에 전달되는 힘이 달라질 수 있다. 장거리 선수의 경우 동일한 에너지로 하지근육에 부하를 적게 주면서 오랜 시간동안 운동을 수행하기 위해서 클릿을 발목관절의 아랫부분과 가깝게 위치 시키는 것이 좋으며, 단거리 선수의 경우 순간적으로 폭발적인 운동수행능력을 최대화시키기 위해 클릿장착의 위치를 전족부와 가깝게 이동시켜 사용하는 것이 더 효율적이라고 알려져 있다(Hennig, et al, 1995).
	자전거와 관련된 부상은 어떤 원인으로 발생되는가?	또한 자전거와 관련된 부상으로는 슬관절(knee joint), 허리 (lower back), 목(neck), 아킬레스건염(Achilles tendon)등이 가장 일반적인 부상으로 제시되고 있으며, 트라이애슬론 선수들의 부상 중 20%가 자전거와 관련된 부상이다(Deakon, 2012). 이러한 부상들은 과사용으로 인한 부상과 부적절한 장비사용, 페달링 기술의 부족, 훈련 부족 등에 의하여 발생된다고 보고되고 있다(Berkovich, Nierenberg, Falah, & Soudry, 2010; Park, Chan-Ho, Kwak, Yi-Sub, & Kim, Tae-Un, 2010). 특히 피팅(fitting)이 정확하세 이루어지지 않은 상태에서 페달링 효율성은 더욱 감소될 수 있다.

참고문헌 (15)

Berkovich, Y. . Nierenberg, G. . Falah, M. & Soudry, M.(2010). Knee injury in cyclers. Harefuah. 149(11), 726-728.

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Cochrane, J. L. . Lloyd, D. G. . Besier, T. F. . Elliott, B.C. . Doyle, T.L. & Ackland, T. R.(2010). Training affects knee kinematics and kinetics in cutting maneuvers in sport. Med Sci Sports Exerc. 42(8), 1535-1544.

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Cruz, C. F. . Bankoff, A. D.(2001) Electromyography in cycling difference between clipless pedal and toe clip pedal. Electromyogr Clin Neurophysiol. 41(4), 247-52.

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Deakon, R. T.(2012). Chronic musculoskeletal conditions associated with the cycling segment of the triathlon; prevention and treatment with an emphasis on proper bicycle fitting. Sports Med Arthrosc. 20(4), 200-205.
FitzGibbon, S. . Vicenzino, B. & Sisto, S. A.(2016). Intervention at the foot-shoe-pedal interface in competitive cyclists. Int J Sports Phys Ther. 11(4), 637-650.
Henning, E. M., et. al.(1995). In-shoe pressure distributions for cycling with two typers of footwear at different mechanical loads. Journal of applied biomechanics, 11, 68-80.
Hug, F. & Dorel, S.(2009). Electromyographic analysis of pedaling: a review. J Electromyogr Kinesiol. 19(2), 182-198.

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Lucia, A. . Hoyos, J. & Chicharro, J. L.(2001). Preferred pedalling cadence in professional cycling. Med Sci Sports Exerc. 33(8), 1361-1366.

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Miyazaki, R. . Takeshima T. . Kotani K.(2016). Exercise Intervention for Anti Sarcopenia in Community Dwelling Older People. J Clin Med Res. 8(12), 848-853.
Park, Chan-Ho . Kwak, Yi-Sub & Kim, Tae-Un. (2010). Triathlon-related overuse injury and medical issues. Journal of Life Science, 19(1), 46-51.
Paton, C. D.(2009) Effects of shoe cleat position on physiology and performance of competitive cyclists. Int J Sports Physiol Perform. 4(4), 517-23.
Van Sickle, J. R. & Hull, M. L.(2007). Is economy of competitive cyclists affected by the anterior-posterior foot position on the pedal? J Biomech. 40(6), 1262-1267.

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Vercruyssen, F. & Brisswalter, J.(2010). Which factors determine the freely chosen cadence during submaximal cycling?. J Sci Med Sport. 13(2), 225-31.
Viker, T. & Richardson, M. X.(2013). Shoe cleat position during cycling and its effect on subsequent running performance in triathletes. J Sports Sci. 31(9), 1007-1014.

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Wanich, T. . Hodgkins, C. . Columbier, J. A. . Muraski, E. . Kennedy, J. G.(2007). Cycling injuries of the lower extremity. J Am Acad Orthop Surg. 15(12), 748-756.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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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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