스쿼트 동작 시 수동적 발목 가동범위와 무릎 관절 운동역학적 변인 간 상관성 분석 Analysis of correlation between passive ankle movement range and knee joint kinetic variables during squat movement원문보기
본 연구의 목적은 딥 스쿼트 동작 시 발목 관절 유연성이 무릎 관절의 운동역학적 요인들간의 관련성을 분석하는데 있었다. 본 연구는 최근 1년간 하지 근골격계 병력이 없는 성인 남성 19명과 여성 8명이 연구대상자로 참여하였다. 딥 스쿼드 시 발목 관절 유연성과 하지 관절의 운동역학적 요인들과 상관관계를 검증하기 위해 pearson의 적률상관계수(pearson's correlation coefficient)를 이용하였고(SPSS 24.0, Armonk, NY, USA), 통계적으로 유의미한 상관성을 나타낸 변인들은 단순회기분석(simple regression analysis)을 실시하였으며, 유의 수준은 .05로 설정하였다. 본 연구를 통해 발목 관절 유연성과 무릎 관절의 압력을 결정하는 최대 관절모멘트와 관절반발력 요인들 간의 관련성을 확인할 수 있었다. 그러므로 근력 트레이닝 시 딥 스쿼트와 같은 무릎 관절에 많은 부하를 발생시킬 수 있는 운동을 적용할 때 개인에 신체적 특성 중 발목 관절의 유연성의 정도를 확인하는 것은 신체의 안정성과 무릎 관절의 상해 위험성을 감소시킬 수 있는 운동 강도를 설정하는데 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.
본 연구의 목적은 딥 스쿼트 동작 시 발목 관절 유연성이 무릎 관절의 운동역학적 요인들간의 관련성을 분석하는데 있었다. 본 연구는 최근 1년간 하지 근골격계 병력이 없는 성인 남성 19명과 여성 8명이 연구대상자로 참여하였다. 딥 스쿼드 시 발목 관절 유연성과 하지 관절의 운동역학적 요인들과 상관관계를 검증하기 위해 pearson의 적률상관계수(pearson's correlation coefficient)를 이용하였고(SPSS 24.0, Armonk, NY, USA), 통계적으로 유의미한 상관성을 나타낸 변인들은 단순회기분석(simple regression analysis)을 실시하였으며, 유의 수준은 .05로 설정하였다. 본 연구를 통해 발목 관절 유연성과 무릎 관절의 압력을 결정하는 최대 관절모멘트와 관절반발력 요인들 간의 관련성을 확인할 수 있었다. 그러므로 근력 트레이닝 시 딥 스쿼트와 같은 무릎 관절에 많은 부하를 발생시킬 수 있는 운동을 적용할 때 개인에 신체적 특성 중 발목 관절의 유연성의 정도를 확인하는 것은 신체의 안정성과 무릎 관절의 상해 위험성을 감소시킬 수 있는 운동 강도를 설정하는데 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.
The purpose of this study was to analyze the correlation between passive ankle movement range and knee joint kinetic variables during squat movement. In this study, a total of 27 subjects participated in this study, 19 men and 8 women, who had no history of the musculoskeletal system of the lower ex...
The purpose of this study was to analyze the correlation between passive ankle movement range and knee joint kinetic variables during squat movement. In this study, a total of 27 subjects participated in this study, 19 men and 8 women, who had no history of the musculoskeletal system of the lower extremity. To verify the correlation between the ankle joint flexibility and the knee joint kinetic variables during deep squat, it was performed pearson's correlation coefficient and variables showing statistically significant correlation were performed by simple regression analysis at a significant level of α .05. Through this study, the relationship between the peak joint moment and joint reaction force factors that determine ankle joint flexibility and knee joint pressure was confirmed. Therefore, when applying an exercise that can generate a lot of load on the knee joint such as deep squats during strength training, checking the degree of flexibility of the ankle joint among physical characteristics to the individual may reduce the stability of the body and the risk of injury to the knee joint. It is expected to be helpful in setting the intensity of exercise that can be done.
The purpose of this study was to analyze the correlation between passive ankle movement range and knee joint kinetic variables during squat movement. In this study, a total of 27 subjects participated in this study, 19 men and 8 women, who had no history of the musculoskeletal system of the lower extremity. To verify the correlation between the ankle joint flexibility and the knee joint kinetic variables during deep squat, it was performed pearson's correlation coefficient and variables showing statistically significant correlation were performed by simple regression analysis at a significant level of α .05. Through this study, the relationship between the peak joint moment and joint reaction force factors that determine ankle joint flexibility and knee joint pressure was confirmed. Therefore, when applying an exercise that can generate a lot of load on the knee joint such as deep squats during strength training, checking the degree of flexibility of the ankle joint among physical characteristics to the individual may reduce the stability of the body and the risk of injury to the knee joint. It is expected to be helpful in setting the intensity of exercise that can be done.
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문제 정의
그러므로 본 연구에서는 무릎 관절 굴신 각도와 부상 위험성이 가장 큰 딥 스쿼트 동작을 대상으로 개인의 발목 관절 유연성이 무릎 관절의 운동역학적 요인들에 미치는 영향을 분석하는데 목적이 있다. 이를 통해 딥 스쿼트 운동 시 개인의 운동 능력과 무릎 관절 상해 위험성을 고려함에 있어서 발목 관절 유연성의 적용에 대한 근거를 제시하고자 한다.
본 연구의 목적은 딥 스쿼트 동작 시 발목 관절 유연성이 무릎 관절의 운동역학적 요인들간의 관련성을 분석하는데 있었다. 본 연구를 통해 발목 관절 유연성과 무릎 관절의 압력력을 결정하 는 최대 관절모멘트와 관절반발력 요인들 간의 관련성을 확인할 수 있었다.
그러므로 본 연구에서는 무릎 관절 굴신 각도와 부상 위험성이 가장 큰 딥 스쿼트 동작을 대상으로 개인의 발목 관절 유연성이 무릎 관절의 운동역학적 요인들에 미치는 영향을 분석하는데 목적이 있다. 이를 통해 딥 스쿼트 운동 시 개인의 운동 능력과 무릎 관절 상해 위험성을 고려함에 있어서 발목 관절 유연성의 적용에 대한 근거를 제시하고자 한다.
가설 설정
무릎 관절의 지역좌표계는 x 축을 ML(medial lateral)축, y축을 AP(anterior- posterior)축, z축을 VT(vertical)축으로 정의하였 으며 무릎 관절의 ML 축에서 양(+)의 수치는 extension, 음(-)의 수치는 flexion, AP 축에서 양(+)의 수치는 adduction, 음(-)의 수치는 abduction, 수직 축에서 양(+)의 수치는 internal rotation, 음(-)의 수치는 external rotation으로 계산하였다. 모든 연구대상자들의 좌,우 다리의 움직임이 동일하다는 가정 하에 주동다리인 오른 쪽 다리의 무릎 관절 peak moment와 peak force를 산출하였다. 산출된 무릎 관절의 운동역 학적 자료는 각 연구대상자의 체중과 중량부하를 합한 값(BW*1.
제안 방법
vicon사에서 제공하는 active wand를 이용하여 calibration을 실시하였으며 좌우 방향을 X 축, 전후 방향을 Y축, 수직 방향을 Z축으로 전역좌표계를 설정하였다. 딥 스쿼 트 동작 시 3차원 위치데이터를 수집하기 위해 8대 의 적외선 모션캡쳐 카메라를 이용하여 statics와 dynamics trial을 촬영하였으며 (sampling rate: 250Hz), 무릎 관절에서 발생하는 peak moment와 peak force를 산출하기 위해 2대 의 지면반력기(QR6-7-1000, AMTI, .Inc, Watertown, MA, USA)를 이용하였다(sampling rate: 1000Hz).
발목 관절 유연성 요소는 능동적 배측굴곡각도 (passive dorsi-flexion angle)와 능독적 저측굴곡 각도(passive plantar-flexion angle)를 이용하였 다. 발목 관절의 유연성 측정은 검사자가 전자 고니어미터의 중심축을 연구대상자의 발목 관절 외측과(lateral malleous)에 고정시킨 뒤, 고미어 미터의 한쪽 끝은 오른다리의 비골 중간부 (fibular shaft), 반대쪽 끝은 오른발의 다섯 번째 중족골두(5th metatarsal head)에 각각 위치시켜 오른쪽 발목 관절의 내각을 산출하였다[Table 1].
본 연구에 참여한 연구대상자들은 신장과 체중을 측정한 뒤 인체계측용 측정기를 이용하여 각 신체 분절 길이와 둘레를 측정하였고 전자 고니 어미터(electronic goniometer)를 이용하여 발목 관절의 유연성 요소를 계측하였다. 이후 각 연구 대상자들은 부상 방지를 위해 약 10분 동안 스트레칭과 딥 스쿼트 예비동작을 통해 충분한 준비운동을 실시하였다.
데이터처리
0(IBM, Armonk, NY, USA) 통계프로그램에 입력하였다. 딥 스쿼트 시 발목 관절의 유연성 요소와 무릎 관절에서 발생하는 방향별 peak moment, peak force 간 상관관계를 검증하기 위 해 pearson의 적률상관계수(pearson’s correlation coefficient)를 이용하여 분석하였으며, 통계적으 로 유의미한 상관성을 나타낸 변인들은 단순회기 분석(simple regression analysis)을 실시하였다. 통계적 유의 수준은 .
본 연구에서 수집된 자료는 평균(mean)과 표준 편차(standard deviation)을 산출하여 SPSS 24.0(IBM, Armonk, NY, USA) 통계프로그램에 입력하였다. 딥 스쿼트 시 발목 관절의 유연성 요소와 무릎 관절에서 발생하는 방향별 peak moment, peak force 간 상관관계를 검증하기 위 해 pearson의 적률상관계수(pearson’s correlation coefficient)를 이용하여 분석하였으며, 통계적으 로 유의미한 상관성을 나타낸 변인들은 단순회기 분석(simple regression analysis)을 실시하였다.
이론/모형
무릎 관절의 운동역학 적 자료를 수집하기위해 c3d파일을 kwon3d 소 프트웨어에 입력하여 데이터를 변환하였다. 무릎 관절의 운동역학적 자료는 각 연구대상자들의 신체 분절 관성치와 운동학적 데이터, 지면반력 데 이터를 inverse dynamics 방법에 대입하였으며 무릎 관절에서 발생하는 peak moment와 peak force를 계산하였다. 무릎 관절의 지역좌표계는 x 축을 ML(medial lateral)축, y축을 AP(anterior- posterior)축, z축을 VT(vertical)축으로 정의하였 으며 무릎 관절의 ML 축에서 양(+)의 수치는 extension, 음(-)의 수치는 flexion, AP 축에서 양(+)의 수치는 adduction, 음(-)의 수치는 abduction, 수직 축에서 양(+)의 수치는 internal rotation, 음(-)의 수치는 external rotation으로 계산하였다.
성능/효과
본 연구를 통해 발목 관절 유연성과 무릎 관절의 압력력을 결정하 는 최대 관절모멘트와 관절반발력 요인들 간의 관련성을 확인할 수 있었다. 발목 관절의 유연성 요소와 무릎 관절의 외전모멘트 그리고 최대 전방 반발력요인들 간에 통계적으로 유의한 관련성 이 있음을 확인할 수 있었다. 그러므로 근력 트 레이닝 시 딥 스쿼트와 같은 무릎 관절에 많은 부하를 발생시킬 수 있는 운동을 적용할 때 개인에 신체적 특성 중 발목 관절의 유연성의 정도를 확인하는 것은 신체의 안정성과 무릎 관절의 상 해 위험성을 감소시킬 수 있는 운동 강도를 설정 하는데 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.
본 연구의 목적은 딥 스쿼트 동작 시 발목 관절 유연성이 무릎 관절의 운동역학적 요인들간의 관련성을 분석하는데 있었다. 본 연구를 통해 발목 관절 유연성과 무릎 관절의 압력력을 결정하 는 최대 관절모멘트와 관절반발력 요인들 간의 관련성을 확인할 수 있었다. 발목 관절의 유연성 요소와 무릎 관절의 외전모멘트 그리고 최대 전방 반발력요인들 간에 통계적으로 유의한 관련성 이 있음을 확인할 수 있었다.
특히, 딥 스쿼트와 같이 강한 강도의 운동을 수행하는데 있어서 강력한 대퇴근육들의 수축력은 무릎 관절의 운동을 감소시킬 수 있을 것이 다. 하지만 본 연구에서 나타난 결과와 같이, 딥 스쿼트 시 무릎 관절의 최대 굴곡 후 중량부하를 중력의 역방향으로 운동시키기 위해 무릎 관절을 신전시킬 때 발목 관절의 유연성이 높은 피험자들일수록 무릎 관절에서 발생하는 최대 외전 모 멘트와 최대 전방 반발력 요인들의 증가를 확인 할 수 있었다. 이는 무릎 관절에 작용하는 대퇴 근육들의 강력한 수축에 의해 발생되는 요인들로서 무릎 관절에 많은 부하를 유발함으로써 관절 의 상해 위험성을 증가시킬 있는 요인으로 작용 할 수 있다[17].
후속연구
발목 관절의 유연성 요소와 무릎 관절의 외전모멘트 그리고 최대 전방 반발력요인들 간에 통계적으로 유의한 관련성 이 있음을 확인할 수 있었다. 그러므로 근력 트 레이닝 시 딥 스쿼트와 같은 무릎 관절에 많은 부하를 발생시킬 수 있는 운동을 적용할 때 개인에 신체적 특성 중 발목 관절의 유연성의 정도를 확인하는 것은 신체의 안정성과 무릎 관절의 상 해 위험성을 감소시킬 수 있는 운동 강도를 설정 하는데 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다. 다만, 본 연구에서는 피험자들의 대퇴근력과 숙력도요인들을 고려하지 않아 일반화하는데 있어서 제한점을 가지고 있으며, 차후 연구에서는 이러한 요인들을 고려한 연구들이 수행되어져야 할 것으 로 생각된다.
그러므로 근력 트 레이닝 시 딥 스쿼트와 같은 무릎 관절에 많은 부하를 발생시킬 수 있는 운동을 적용할 때 개인에 신체적 특성 중 발목 관절의 유연성의 정도를 확인하는 것은 신체의 안정성과 무릎 관절의 상 해 위험성을 감소시킬 수 있는 운동 강도를 설정 하는데 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다. 다만, 본 연구에서는 피험자들의 대퇴근력과 숙력도요인들을 고려하지 않아 일반화하는데 있어서 제한점을 가지고 있으며, 차후 연구에서는 이러한 요인들을 고려한 연구들이 수행되어져야 할 것으 로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
스쿼트는 무엇인가?
스쿼트 시 하지와 코어 근육들의 강력한 수축을 동원하는 대표적 저항성 운동 중 하나이다[1, 2]. 스쿼트는 무릎 관절의 골곡 운동을 통해 앉은 자세를 완성하며, 발목과 힙 관절의 굴곡을 동반한다[3, 4].
무릎 관절의 압축력 과 전단력의 증가가 무릎 관절의 상해 위험성을 증가시키는 이유는 무엇인가?
무릎 관절 각도가 가장 큰 딥 스쿼트는 무릎 관절 부하를 결정하는 관절 반발력과 모멘트 요인들을 가장 많이 유발하는 운동이다[12]. 무릎 관절의 굴곡 상태에서 대퇴근육들의 강력한 수축력은 관절 반발력을 증 가시킬 뿐만 아니라 최대 신전 모멘트의 발생을 동반하기 때문에 이로 인한 무릎 관절의 압축력 과 전단력의 증가는 무릎 관절의 상해 위험성을 증가시키게 된다[13]. 부하 운동 시 무릎 관절에 발생할 수 있는 상해 위험성은 특정 관절에 집중되어지는 부하로 인해 발생하는 빈도가 높다.
발목 관절의 유연성이 높은 경우 증가하는 최대 외전 모 멘트와 최대 전방 반발력 요인들은 어떤 결과를 불러오는가?
하지만 본 연구에서 나타난 결과와 같이, 딥 스쿼트 시 무릎 관절의 최대 굴곡 후 중량부하를 중력의 역방향으로 운동시키기 위해 무릎 관절을 신전시킬 때 발목 관절의 유연성이 높은 피험자들일수록 무릎 관절에서 발생하는 최대 외전 모 멘트와 최대 전방 반발력 요인들의 증가를 확인 할 수 있었다. 이는 무릎 관절에 작용하는 대퇴 근육들의 강력한 수축에 의해 발생되는 요인들로서 무릎 관절에 많은 부하를 유발함으로써 관절 의 상해 위험성을 증가시킬 있는 요인으로 작용 할 수 있다[17]. 더욱이, 최대 무릎 관절 굴곡 후 수직으로 중량을 운동을 시킬 때 무릎 관절에서 발생하는 최대 외전 모멘트의 증가와 최대 전방 반발력은 하퇴의 후방 회전력을 감소시킴으로서 무릎 관절의 신전 운동을 저하시킬 수 있다. 이는 원활한 스쿼트를 저해시킬 수 있을 뿐만 아니 라 무릎 관절에 많은 부하가 오랜 시간 발생하는 요인으로 작용함으로서 무릎 관절의 운동역학적 요인들에 영향을 줄 수 있는 것으로 판단된다.
참고문헌 (17)
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