[논문]체성감각 처치를 초보자에게 적용한 케틀벨 투암 스윙의 운동역학적 효과 비교: 관절 가동범위와 근활성도를 중심으로

Back, Yei-Chang; Kim, Young-Kwan

doi:10.5103/kjsb.2019.29.2.89

체성감각 처치를 초보자에게 적용한 케틀벨 투암 스윙의 운동역학적 효과 비교: 관절 가동범위와 근활성도를 중심으로
Biomechanical Comparisons of Kettlebell Two-arm Swings according to Somatosensory Interventions for Beginners: Focusing on Joint Ranges of Motion and Muscle Activations 원문보기

한국운동역학회지 = Korean journal of sport biomechanics, v.29 no.2, 2019년, pp.89 - 96

Back, Yei-Chang (Department of Physical Education, College of Education, Chonnam National University) , Kim, Young-Kwan (Department of Physical Education, College of Education, Chonnam National University)

Abstract ▼ AI-Helper

Objective: The purpose of this study was to investigate biomechanical comparisons of kettlebell two-arm swings after different somatosensory interventions on joint ranges of motion (ROM) and muscle activations. Method: Fourteen kettelbell novices (age: $22.92{\pm}3.23yrs$, mass: $75.75{\pm}9.94kg$, height: $172.03{\pm}5.49cm$), consisting of male college students, participated in this study and performed two-arm kettlebell swings in different conditions. Three different somatosensory interventions were the applications of heavy mass kettlebell (20 kg), taping on gluteus muscles, and unstable mat condition. All subjects performed pre-intervention swings and post-intervention swings, respectively. Statistical analysis were performed on results of joint kinematics and electromyographies of major muscles. Results: Results showed significant increases in ROM of hip and decreases in ROM of shoulder after unstable mat trials. In addition, the application of unstable mat during kettlebell swings induced higher muscle activations in gluteus maximus muscle during only upward phase of two-arm kettlebell swings. Conclusion: For beginner, the application of unstable surface would increase in hip joint ranges of motion with enhancement of gluteus muscles.

주제어

표/그림 (8)

그림 Figure 1. Flow chart of experimental procedure
그림 Figure 2. Layout of the placement of gluteus muscle taping
그림 Figure 3. Definition of events and phase
그림 Figure 4. Definition of Joint and segment
그림 Figure 5. Profiles of hip and shoulder joint angles during post intervention swing
표 Table 1. Range of motion at each joint
표 Table 2. Comparisons of muscle activations according to somatosensory interventions during post intervention swing
표 Table 2. Comparisons of muscle activations according to somatosensory interventions during post intervention swing (Continued)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 14명의 케틀벨 초보자들을 대상으로 둔근의 활성을 통해 스윙 동작의 효율성을 높이려고 여러 가지 체성감각자극(과중량, 테이핑, 불안정한 지면) 방법을 적용하여 그 효과를 비교하였다. 3가지 자극 방법 중 불안정한 지면 자극 이후 고관절의 관절 가동범위가 확대되었고 견관절의 관절 가동범위는 줄어들었다.
그러나 케틀벨 스윙 동작을 대상으로 체성감각 자극을 적용하여 그 효과를 밝힌 논문은 없었다. 이에 따라 본 연구의 목적은 케틀벨 스윙을 잘하지 못하는 초보자들에게 도움을 주고자 다양한 체성감각 자극법을 적용하여 어떤 방법이 케틀벨 스윙을 숙달시키는데 효과적인지 찾고자 하였다.

제안 방법

0 소프트웨어를 이용하여 통계분석을 하였다. 각 조건별 자극 후 16kg의 무게로 스윙에서 얻어진 사후 결과값을 비교하였다. 통계기법은 반복측정 분산분석(Repeated measures ANOVA)을 사용하였고,유의수준은 .
각 사전 · 사후 조건 사이에는3분간 휴식이 주어졌고, 새로운 자극 전에는 10분 간의 휴식을 제공하여 피로에 의한 수행력 감소를 최소화하였다(Baker,2003). 과중량 체성감각 자극은 20 kg으로 실시한 후 16 kg의스윙(사후) 결과를 파악하였고, 테이핑 자극 효과도 16 kg의 무게로 다시 케틀벨 스윙을 실시하게 하였다. 테이핑 자극 시 둔근의 피부 수용기 자극을 위해서 테이핑을 최대로 늘려서 둔부에 부착하였다.
근전도 전기신호는 정류(rectification)와 보정(baseline offsetadjustment), 구간통과필터링(band pass filter)을 거쳐서 평활화(20~200 Hz)한 후 평균적분값(intergrated EMG, IEMG)을 구하였다. 평균적분값(IEMG)은 16 kg의 케틀벨로 사전 스윙할 때10회의 평균값을 기준(reference)으로 하는 RVC (reference voluntary contraction) 표준화 방법을 사용하였다.
2009)에서 계산되었다. 마커 정보는 차단주파수(cutoff frequency)8 Hz의 저역통과필터(Butterworth low-pass filter)를 통과시켜 평활화한 후에 운동학 변인들을 계산하였다. 관절각은 상위 분절과 하위 분절이 이루는 벡터각으로 설정하였다.
케틀벨 동작을 배우는 초보자는 대부분 척추 중립자세를 잘 만들지 못하며 둔부 근육도 잘사용하지 못하는 경향이 있다. 본 연구는 초보자의 둔근을 활성화시켜 스윙 동작의 효율성을 높이려고 다양한 체성감각 자극 방법을 적용하였다. 14명의 초보자들을 대상으로 체성감각자극(과중량, 테이핑, 불안정한 지면)을 적용한 결과 고관절과 견관절에서만 관절 가동범위의 차이가 나타났다.
Figure 2는 이해를 돕기 위한 위치 표시이며, 실제 실험에서는 반바지 속의 둔부 표면에 부착 후 케틀벨 스윙을 실시하였다. 불안정한 지면 자극은 16 kg의 무게로 케틀벨 스윙을 밸런스 매트 위에서 실시하게 한 후 일반 지면에서다시 16 kg의 무게로 스윙을 실시하게 하였다.
전극이 잘 부착되도록 면도기와 알코올솜으로 피부 표면을 정리한 후 부착하였다. 스윙 동작 시 전극의 흔들림과 떨어짐을 방지하기 위하여 키네시오 테이핑(케이 테이프, (주)쓰리엔에스,Korea)으로 전극을 고정하였다.
카메라의 영상 취득률은 120 Hz로 하였고, 영상자료를 수집하기 위해 19 mm의 반사마커 17개를 사용하였다. 스윙할 때 주요 근육의 활동을 측정하기 위해서 무선 근전도 시스템(Telemyo^TM2400, Noraxon, Scottsdale, AZ, USA)을이용하였고, 자료 취득율은 1,200 Hz로 하였다. 사전과 사후 측정에 사용한 케틀벨(RKC Military Grade 케틀벨, Barefoot Kettlebell, China)은 16 kg이었다.
케틀벨 스윙에 대한이해를 돕기 위해서 동영상을 시청하게 하고 케틀벨 스윙 시주요 분절의 움직임에 대해서 10분 동안 설명하였다. 이후 연구자의 명령에 따라 양손으로 케틀벨을 잡고 들어 올리는 투암 스윙(kettlebell two arm swing)을 실시하였다. 연구 절차에 대한 정의는 (Figure 1)과 같다.
연구 절차에 대한 정의는 (Figure 1)과 같다. 체성감각 자극에 따른 효과를 보기 위해 과중량, 테이핑 자극, 불안정한 지면을 적용하였다. 자극 방법의 적용 순서는 무작위로 결정하여 사전 자극 순서에 따른 영향력을 배제하였다.
우선 피험자들이 동작분석실에 오게 되면 실험 전 각 피험자들의 신장과 체중을 먼저 측정하였다. 케틀벨 스윙에 대한이해를 돕기 위해서 동영상을 시청하게 하고 케틀벨 스윙 시주요 분절의 움직임에 대해서 10분 동안 설명하였다. 이후 연구자의 명령에 따라 양손으로 케틀벨을 잡고 들어 올리는 투암 스윙(kettlebell two arm swing)을 실시하였다.

대상 데이터

밸런스 패드(엑스엘, (주)파인엠, Swiss), 키네시오 테이프(케이테이프, (주)쓰리엔에스, Korea)도 체성 감각 자극으로 사용하였다. 밸런스 패드의 크기는 98×41×6 cm 이었다.
본 연구의 대상자는 케틀벨 운동 경험이 없는 대학교 남학생14명(나이: 22.92±3.23 yrs, 체중: 75.75±9.94 kg, 신장: 172.03±5.49 cm)으로 최근 1년간 근골격계 질환이 없고 케틀벨 스윙운동을 수행하는데 불편함이 없었다.
사전과 사후 측정에 사용한 케틀벨(RKC Military Grade 케틀벨, Barefoot Kettlebell, China)은 16 kg이었다. 체성감각 자극 조건에서는 무거운케틀벨(20 kg)을 사용하였다. 이 케틀벨의 무게는 케틀벨 전문단체(STRONG FIRST GYRIA, SFG)에서 제시하는 성인 남자 초급자용(16 kg)과 그 다음 수준(20 kg)이다.
0^®, Motion Analysis SantaRosa, USA)이었다. 카메라의 영상 취득률은 120 Hz로 하였고, 영상자료를 수집하기 위해 19 mm의 반사마커 17개를 사용하였다. 스윙할 때 주요 근육의 활동을 측정하기 위해서 무선 근전도 시스템(Telemyo^TM2400, Noraxon, Scottsdale, AZ, USA)을이용하였고, 자료 취득율은 1,200 Hz로 하였다.

데이터처리

각 변인들의 평균과 표준편차를 제시하였으며, 견관절과 고관절 관절각을 그래프로 제시하였다. SPSS 20.0 소프트웨어를 이용하여 통계분석을 하였다. 각 조건별 자극 후 16kg의 무게로 스윙에서 얻어진 사후 결과값을 비교하였다.
각 변인들의 평균과 표준편차를 제시하였으며, 견관절과 고관절 관절각을 그래프로 제시하였다. SPSS 20.
05로 설정하였다. 유의한 주효과가 확인하기 위해Bonferroni test로 사후 검증(post hoc)을 실시하였다.
이후 3차원 시계열 좌표 데이터 분석은 수치해석 프로그램인 Matlab® (Ver.2009)에서 계산되었다.
각 조건별 자극 후 16kg의 무게로 스윙에서 얻어진 사후 결과값을 비교하였다. 통계기법은 반복측정 분산분석(Repeated measures ANOVA)을 사용하였고,유의수준은 .05로 설정하였다. 유의한 주효과가 확인하기 위해Bonferroni test로 사후 검증(post hoc)을 실시하였다.

이론/모형

근전도 전기신호는 정류(rectification)와 보정(baseline offsetadjustment), 구간통과필터링(band pass filter)을 거쳐서 평활화(20~200 Hz)한 후 평균적분값(intergrated EMG, IEMG)을 구하였다. 평균적분값(IEMG)은 16 kg의 케틀벨로 사전 스윙할 때10회의 평균값을 기준(reference)으로 하는 RVC (reference voluntary contraction) 표준화 방법을 사용하였다.

성능/효과

본 연구는 초보자의 둔근을 활성화시켜 스윙 동작의 효율성을 높이려고 다양한 체성감각 자극 방법을 적용하였다. 14명의 초보자들을 대상으로 체성감각자극(과중량, 테이핑, 불안정한 지면)을 적용한 결과 고관절과 견관절에서만 관절 가동범위의 차이가 나타났다. 3가지 자극방법 중 불안정한 지면 자극이 고관절의 관절 가동범위를 증가시켰고, 견관절의 관절 가동범위를 줄였다.
본 연구는 14명의 케틀벨 초보자들을 대상으로 둔근의 활성을 통해 스윙 동작의 효율성을 높이려고 여러 가지 체성감각자극(과중량, 테이핑, 불안정한 지면) 방법을 적용하여 그 효과를 비교하였다. 3가지 자극 방법 중 불안정한 지면 자극 이후 고관절의 관절 가동범위가 확대되었고 견관절의 관절 가동범위는 줄어들었다. 또한 대둔근의 활성도값이 다른 자극보다 유의하게 증가되었다.
밸런스 패드의 크기는 98×41×6 cm 이었다. 3가지 자극 조건의 명칭은 각각 과중량 케틀벨, 불안정한 지면, 테이핑자극이었다. 케틀벨 스윙은 양손으로 이루어지지만 좌 · 우가같이 움직이기 때문에 2차원 운동으로 간주하고, 오른쪽에만 반사마커를 부착하였다.
14명의 초보자들을 대상으로 체성감각자극(과중량, 테이핑, 불안정한 지면)을 적용한 결과 고관절과 견관절에서만 관절 가동범위의 차이가 나타났다. 3가지 자극방법 중 불안정한 지면 자극이 고관절의 관절 가동범위를 증가시켰고, 견관절의 관절 가동범위를 줄였다. 근전도 변인도 불안정한 지면 자극 이후 케틀벨의 상승 구간에서 대둔근 활성도 값이 유의하게 증가하였다.
또한 대둔근의 활성도값이 다른 자극보다 유의하게 증가되었다. 결론적으로 불안정한 지면 위의 케틀벨 스윙 훈련은 고관절의 가동성을 향상시킴으로서 둔근을 더욱 잘 쓸 수 있게 한다.
3가지 자극방법 중 불안정한 지면 자극이 고관절의 관절 가동범위를 증가시켰고, 견관절의 관절 가동범위를 줄였다. 근전도 변인도 불안정한 지면 자극 이후 케틀벨의 상승 구간에서 대둔근 활성도 값이 유의하게 증가하였다. 선행 연구에 따르면 불안정한지면 위에서 하는 운동이 주동근 자극에 효과가 있다는 보고가 있었다.
3가지 자극 방법 중 불안정한 지면 자극 이후 고관절의 관절 가동범위가 확대되었고 견관절의 관절 가동범위는 줄어들었다. 또한 대둔근의 활성도값이 다른 자극보다 유의하게 증가되었다. 결론적으로 불안정한 지면 위의 케틀벨 스윙 훈련은 고관절의 가동성을 향상시킴으로서 둔근을 더욱 잘 쓸 수 있게 한다.
본 연구 결과를 통해 볼 때 초보자들에게 불안정한 지면에서 케틀벨 스윙을 시키는 것이 고관절 경첩(hip hinge) 움직임패턴을 잘 만들어내므로 척추와 무릎보다는 고관절 중심으로 움직임 패턴을 만들어 낼 수 있다. 즉 무릎이나 요추에 문제가 있는 사람에게 좋은 대안 운동 방법이 될 수 있다.
Choi, Jang, & Shin (2015)의 스쿼트 연구도 일반 지면보다 불안정한 BOSU (BOth Sides Utilized)공에서 스쿼트를 실시하였을 때 둔근 활성도가 상승 구간에서높게 나타났다고 하였다. 본 연구에서 케틀벨 스윙 동작은 스쿼트 동작처럼 고관절을 신전시켜 무거운 케틀벨을 들어올리는 것이 필요하며, 불안정한 매트 적용이 주동근 활성에 효과적이라는 것을 알 수 있었다.
둔근의 활성을 만들지 못하면 요추로 가는 스트레스가 가중되게 됨으로서 팔다리까지 힘을효율적으로 전달할 수 없다고 하였다. 본 연구와 선행 연구의 결과들을 종합해 볼 때 불안정한 지면에서 케틀벨 스윙을 연습하면 근신경계는 주동근인 둔근의 활성을 높이고 요추의 부담을 줄임으로서 케틀벨 스윙의 효율성도 높일 수 있다고 생각되었다.
수평축은 E1 (0%)부터 E5 (100%)까지 케틀벨 스윙 동작의 100% 표준화 시간이고, 수직축은 시간에 따른 각도값을 나타낸 것이다.불안정한 지면 자극 이후 스윙에서 고관절과 견관절이 다른 자극 효과와 비교하여 정성적으로 차이가 있음을 나타내었다.
05). 사후 검증 결과 불안정한 지면(밸런스 매트)이 고관절 가동범위를 크게 증가시켰고 무게와 테이핑 자극은 서로 차이가 없는 것으로 나타났다. 반면 불안정한 지면 자극은 견관절의 가동범위를 다른 자극보다 유의하게 줄였다(p<.

후속연구

처치 조건에 비해서 참여자의 수가 적어 결과를 일반화하는데 한계성이 있을 수 있다. 또한, 자극의 일시적인 효과에만 연구의 초점을 맞추었기 때문에 지속적인 자극의 효과를 장기 트레이닝으로 추후 검증할 필요가 있다고 생각된다.
본 연구의 한계점이 있었다. 처치 조건에 비해서 참여자의 수가 적어 결과를 일반화하는데 한계성이 있을 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기능적 트레이닝의 장점은 무엇인가?	훈련의 효과를 높이기 위해 대각선면을 포함한 다차원 운동면의 신체움직임, 가속과 감속의 속도 변화, 환경 변화 자극 등 다양한방법들이 동원된다(Boyle, 2012). 기능적 트레이닝은 스포츠 현장에서 경기력 향상과 부상 방지에 도움을 줄 수 있고, 일반인에게는 일상생활의 부족한 움직임 요소를 보완하여 근골계 시스템의 기능 향상을 이끌어 낼 수 있다. 여러 가지 기능적 트레이닝 중 케틀벨 스윙은 호흡, 코어, 둔근의 기능을 향상시킨다고 알려져 최근 각광을 받고 있다.
	초보자가 올바르게 케틀벨 스윙 동작을 만들어내는 것이 어려운 이유는 무엇인가?	케틀벨 스윙에서 다양한 효과를 얻을 수 있는 장점이 있지만 초보자가 올바르게 케틀벨 스윙 동작을 만들어내는 것은 어렵다. 그 이유는 고관절 경첩(hip-hinge) 움직임과 척추 중립자세를 만드는 것이 쉽지 않고, 정적인 상황에서 케틀벨의 진자 운동에 필요한 강력한 고관절 신전력을 만들어 내는 것이 어렵기 때문이다. 또한, 동적인 상황에서 자세 균형을 유지하면서 케틀벨의 관성을 조율하는 능력도 부족하기 때문이다(Lake & Lauder,2012; Randell, Cronin, Keogh, & Gill, 2010).
	기능적 트레이닝이란 무엇인가?	기능적 트레이닝은 스포츠 현장과 유사한 동작 상황을 훈련에서 재현하여 경기력 향상을 꾀하는 프로그램이다. 훈련의 효과를 높이기 위해 대각선면을 포함한 다차원 운동면의 신체움직임, 가속과 감속의 속도 변화, 환경 변화 자극 등 다양한방법들이 동원된다(Boyle, 2012).

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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