지면에서의 마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 위치 변화가 운동 강도와 근활성도에 미치는 영향 The Effects of Different Surface Level on Muscle activity of the Upper Body and Exercise Intensity during Mountain Climbing Exercise원문보기
Park, Jun-Ho
(Department of Physical Education, Kyungpook National University)
,
Jung, Jae-Hu
(Department of Physical Education, Kyungpook National University)
,
Kim, Jong-Geun
(Department of Physical Education, Kyungpook National University)
,
Chae, Woen-Sik
(Department of Physical Education, Kyungpook National University)
Objective: The purpose of this study was to investigate relations and effectiveness about mountain climbling exercise with different level of support surfaces by analyzing heart rate and EMG data. A total of 10 male college students with no musculoskeltal disorder were recruited for this study. Meth...
Objective: The purpose of this study was to investigate relations and effectiveness about mountain climbling exercise with different level of support surfaces by analyzing heart rate and EMG data. A total of 10 male college students with no musculoskeltal disorder were recruited for this study. Method: The biomechanical analysis was performed using heart rate monitor (Polar V800, Polar Electro Oy, Finland), step-box, exercise mat, and EMG device (QEMG8, Laxtha Inc. Korea, sampling frequency = 1,024 Hz, gain = 1,000, input impedance > 1012 Ω, CMRR > 100 dB). In this research, step-box were used to create different surface levels on the upper body (flat surface, 10% of subject's height, 20% of subject's height, and 30% of subject's hight). Based on these different conditions, data was collected by performing mountain climbing exercise during 30 seconds. Subjects were given 5 minutes of break to prevent muscular fatigue after each exercise. For each dependent variable, a one-way analysis of variance with repeated measures was conducted to find significant differences and Bonferroni post-hoc test was performed. Results: The results of this study showed that exercise intensity was reduced statistically as increased surface level on the upper body. Muscle activity of the upper rectus abdominis and biceps femoris for 30% of surface level was significantly higher than the corresponding values for flat surface. However, the opposite was found in the rectus femoris. In general, muscle activity of the lower rectus abdominis, erector spinae, external oblique abdominis, and gluteus maximus increased when surface level increased, but the differences were not significant. Conclusion: As a result, the increase in surface level of the body would change muscle activity of the upper body, indicating that different surface level of the upper body may cause significant effect on particular muscles to be more active during mountain climbing exercise. Based on results of this study, it is suggested to set up an appropriate surface level to target particular muscle to expect an effective training. It is also important to set adequate surface levels to create an effective training condition for preventing exercise injuries.
Objective: The purpose of this study was to investigate relations and effectiveness about mountain climbling exercise with different level of support surfaces by analyzing heart rate and EMG data. A total of 10 male college students with no musculoskeltal disorder were recruited for this study. Method: The biomechanical analysis was performed using heart rate monitor (Polar V800, Polar Electro Oy, Finland), step-box, exercise mat, and EMG device (QEMG8, Laxtha Inc. Korea, sampling frequency = 1,024 Hz, gain = 1,000, input impedance > 1012 Ω, CMRR > 100 dB). In this research, step-box were used to create different surface levels on the upper body (flat surface, 10% of subject's height, 20% of subject's height, and 30% of subject's hight). Based on these different conditions, data was collected by performing mountain climbing exercise during 30 seconds. Subjects were given 5 minutes of break to prevent muscular fatigue after each exercise. For each dependent variable, a one-way analysis of variance with repeated measures was conducted to find significant differences and Bonferroni post-hoc test was performed. Results: The results of this study showed that exercise intensity was reduced statistically as increased surface level on the upper body. Muscle activity of the upper rectus abdominis and biceps femoris for 30% of surface level was significantly higher than the corresponding values for flat surface. However, the opposite was found in the rectus femoris. In general, muscle activity of the lower rectus abdominis, erector spinae, external oblique abdominis, and gluteus maximus increased when surface level increased, but the differences were not significant. Conclusion: As a result, the increase in surface level of the body would change muscle activity of the upper body, indicating that different surface level of the upper body may cause significant effect on particular muscles to be more active during mountain climbing exercise. Based on results of this study, it is suggested to set up an appropriate surface level to target particular muscle to expect an effective training. It is also important to set adequate surface levels to create an effective training condition for preventing exercise injuries.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 마운틴 클라이밍 운동 시 스텝박스의 형태의 플랫폼을 활용한 상체의 위치 변화가 운동 강도와 근활성도에 어떠한 변화를 유발시키는지 밝히고자 한다. 본 연구의 결과를 통해 마운틴클라이밍 운동 시 상체의 위치 변화가 인체 근골격계에 미치는 영향을 밝혀낼 수 있을 것으로 생각되며, 개인의 체력 특성을 고려하여 운동 효과를 극대화할 수 있는 마운틴 클라이밍 운동의 이상적 자세를 찾을 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 지면에서의 마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 위치변화가 근활성도와 운동 강도에 미치는 영향을 비교 · 분석하여 보다더 효과적인 운동방법을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 지면에서의 마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 위치변화에 따른 근육 활동을 분석하기 위해 각 근육별 평균 및 최대 적분 근전도 값을 산출하였다.
본 연구의 목적은 지면에서의 마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 위치 변화에 따라 근활성도에 미치는 영향을 비교 · 분석하여 보다 더 효과적인 마운틴 클라이밍 운동방법을 제시하는데 있다. 이를 위해 상 · 하지 근골격계에 이상이 없는 20대 성인 남성 10명을 대상으로 실험을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
가설 설정
마운틴 클라이밍 동작 시 스텝박스 높이가 증가할수록 근 활성도가 감소할 것이다. 라는 본 연구의 가설과 다르게 모든 근육에서 동일 한결 과가 나타나지는 않았다.
제안 방법
부착하였다. 또한, 근전도 자료의 표준화(normalization) 작업을 위해 (Table 2)와 같이 근육별 최대 수의적 정적 수축(maximal voluntary isometric contraction, MVIC)을 실제 데이터 수집 전에 실시하였다. MVIC 근전도치 측정과 실제 근전도 데이터는 샘플링 속도 1, 024 Hz로 설정하였다.
측정 근육의 피로 유발을 통제하기 위해각 운동 간 5분의 휴식을 제공하였다. 또한, 상체의 위치 변화에 따른 운동 강도 측정을 위해 심박측정기(POLAR V800, polar, Finland) 센서를 흉위 2/3 지점에 착용하여 심박수를 측정하였다.
마운틴 클라이밍 동작 시 수집된 근전도 자료는 350 Hz의 저역 통과 필터링과 10 Hz의 고역 통과 필터링을 한 후 전파 정류 처리 하였다. 이후 아래의 공식과 같이 마운틴 클라이밍 동작 시 측정된 근전도 자료를 근육별 MVIC 값으로 표준화하여 구간별 평균 및 최대 적분 근전도 값을 산출하였다.
마운틴 클라이밍 동작 시 시점 및 구간 설정을 위해 디지털 캠코더 (Sony HDR-HC9, 60 fiel/s) 1대를 피험자의 우측 5 m 지점에 설치하여 촬영하였다.
모든 피험자는 실험에 들어가기 전 피로를 유발할 수 있는 강도 높은 신체 활동을 금지하였으며, 실험에 앞서 10분 간 가볍게 워밍업을 실시하였다.
본 실험에서는 마운틴 클라이밍 동작 시 상체의 위치 변화를 설정하기 위해 평평한 지면에서의 일반 마운틴 클라이밍 동작, 피험자 신장의 10%, 신장의 20%, 신장의 30% 높이의 스텝박스를 상지에 적용한 마운틴 클라이밍 동작으로 구분하였으며 4가지 조건에 대해 무작위 순으로 운동을 실시하였다. 이때, 마운틴 클라이밍 동작의 수행 속도는 메트로놈을 사용하여 120 beats/min로 설정하였으며, 각 조건 수행 시 30초 동안 실시하였다.
본 실험에서는 마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 위치 변화에 따른 운동 강도 측정을 위해 심박측정기(POLAR V800, polar, Finland)를 적용하였다.
본 실험에서는 마운틴 클라이밍 운동 시 피험자들의 상체 위치를 변화시키기 위해 스텝박스를 활용하였다.
이후 아래의 공식과 같이 마운틴 클라이밍 동작 시 측정된 근전도 자료를 근육별 MVIC 값으로 표준화하여 구간별 평균 및 최대 적분 근전도 값을 산출하였다. 평균 적분근전도는 실제 마운틴 클라이밍 동작 시 측정된 근전도 값을 MVIC 값으로 나눈 후 특정 구간의 평균값을 제시하였으며, 최대 적분근전도는 실제 마운틴 클라이밍 동작 시 측정된 근전도 값을 MVIC 값으로 나눈 후 특정 구간 내에서 50 ms 이동평균(moving average)을 통해 산출한 자료 중 최대값을 제시하였다.
이때, 마운틴 클라이밍 동작의 수행 속도는 메트로놈을 사용하여 120 beats/min로 설정하였으며, 각 조건 수행 시 30초 동안 실시하였다. 측정 근육의 피로 유발을 통제하기 위해각 운동 간 5분의 휴식을 제공하였다. 또한, 상체의 위치 변화에 따른 운동 강도 측정을 위해 심박측정기(POLAR V800, polar, Finland) 센서를 흉위 2/3 지점에 착용하여 심박수를 측정하였다.
코어근육 및 비복근의 근활성도 측정을 위해 (Table 1)과 같이 표면 전극(QEMG8, Laxtha Inc. Korea, sampling frequency = 1, 024 Hz, gain = 1, 000, input impedance > 1012 Ω, CMRR > 100 dB)을 피험자의 상부 복직근(upper rectus abdominis, URA), 하부 복직근(lower rectus abdominis, LRA), 외복사근(external oblique abdominis, EO), 척추기립근(erector spinae, ES), 대둔근(gluteus maximus, GM), 대퇴직근(rectus femoris, RF), 대퇴이두근(biceps femoris, BF), 내측 비복근(medial gastrocnemius, MG) 에 부착하였다. 각각의 표면전극은 근섬유의 수축 방향과 평행되게 부착하였으며, 접지전극은 전상장골극(ASIS)에 부착하였다(U.
이후 아래의 공식과 같이 마운틴 클라이밍 동작 시 측정된 근전도 자료를 근육별 MVIC 값으로 표준화하여 구간별 평균 및 최대 적분 근전도 값을 산출하였다. 평균 적분근전도는 실제 마운틴 클라이밍 동작 시 측정된 근전도 값을 MVIC 값으로 나눈 후 특정 구간의 평균값을 제시하였으며, 최대 적분근전도는 실제 마운틴 클라이밍 동작 시 측정된 근전도 값을 MVIC 값으로 나눈 후 특정 구간 내에서 50 ms 이동평균(moving average)을 통해 산출한 자료 중 최대값을 제시하였다.
대상 데이터
본 연구에서는 인체 근골격계에 이상이 없는 20대 성인 남성 10명 (나이: 25.7±1.4세, 신장: 174.8.±2.4 cm, 체중: 72.1±6.4 kg)을 연구대상자로 선정하였다. 모든 피험자를 대상으로 실험에 참여하기 전 실험과정에 대한 설명을 하고 참여의사와 동의서를 받았다.
마운틴 클라이밍 운동방법을 제시하는데 있다. 이를 위해 상 · 하지 근골격계에 이상이 없는 20대 성인 남성 10명을 대상으로 실험을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
데이터처리
본 연구에서는 마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 높이에 따른 근전도 값과 운동 강도의 통계적 유의차를 검증하기 위해 SPSS 25.0을 사용하여 유의성 수준 p<.05에서 반복측정을 통한 일원 분산분석(One- way ANOVA with repeated measures)을 실시하였으며, 통계적 유의성이 검증될 시 사후검증을 위해 bonferroni를 실시하였다.
이론/모형
마운틴 클라이밍 동작 시 상체 위치 변화에 따라 수집된 각각의 심박 수 자료는 카보넨 공식(Karvonen, Kentala & Mustala, 1957)을 활용하여 피험자별 최대 심박수에 대한 운동 강도를 산출하였다.
성능/효과
둘째, 일반 마운틴 클라이밍 운동 시 보다 상지에 스텝박스를 적용한 신장의 30% 높이에서 상부 복직근, 대퇴이두근의 근육 활성 도가 통계적으로 유의하게 증가하였고, 대퇴직근의 경우 신장의 30% 높이에 비해 normal에서 근육 활성도가 통계적으로 유의하게 증가하였다.
따라서 본 연구의 결과 발달시키고자 하는 근육에 따라 상체의 높이를 적절하게 조절하는 것이 보다 더 효과적인 운동방법이라 판단된다.
유의하게 감소하였다. 또한, 30% 조건이 10% 조건에 비해 운동 강도가 통계적으로 유의하게 감소하는 것으로 나타났다.
나타났다. 또한, 신장의 10%와 30% 높이에서는 normal에 비해 운동 강도가 통계적으로 유의하게 감소하는 결과가 나타났다. 이러한 결과는 육상 크라우칭 동작 시 상체의 위치를 높이게 되면 인체의 무게중심이 하체로 이동한다는 Kwon (2001)의 연구결과와 같이 스텝 박스를 적용한 마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 위치가 높아짐에 따라 인체의 무게중심이 낮아져 운동 강도가 유의하게 감소한 것으로 판단된다.
마운틴 클라이밍 동작 시 스텝박스 높이가 증가할수록 운동 강도가 감소할 것이다라는 연구의 가설과 같이, 본 연구에서는 스텝박스의 높이를 증가시켜 상체의 높이가 높아질수록 운동 강도가 감소하는 결과가 나타났다. 또한, 신장의 10%와 30% 높이에서는 normal에 비해 운동 강도가 통계적으로 유의하게 감소하는 결과가 나타났다.
마운틴 클라이밍 운동 시 대퇴이두근(BF)의 최대 적분근전도 값은 (Table 10)과 같이 30% 조건이 Normal 조건에 비해 통계적으로 유의하게 증가하였다.
마운틴 클라이밍 운동 시 대퇴직근(RF)의 최대 적분근전도 값은 (Table 9)와 같이 Normal 조건이 30% 조건에 비해 통계적으로 유의하게 증가하였다
마운틴 클라이밍 운동 시 상부 복직근(URA)의 최대 척분근전도 값은 (Table 4)와 같이 30% 조건이 Normal 조건에 비해 통계적으로 유의하게 증가하였다.
마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 위치 변화에 따른 운동 강도는 (Table 3)과 같이 10%, 20%, 30% 조건이 Normal 조건에 비해 통계적으로 유의하게 감소하였다. 또한, 30% 조건이 10% 조건에 비해 운동 강도가 통계적으로 유의하게 감소하는 것으로 나타났다.
셋째, 일반 마운틴 클라이밍 운동 시 보다 상지에 스텝박스를 적용한 마운틴 클라이밍 운동 시 하부 복직근, 외복사근, 척추기립근, 대둔근의 근활성도가 다소 증가였지만 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다.
위의 결과를 살펴보면, 30% 조건에서 상부 복직근, 대퇴직근, 대퇴이두근의 근활성도가 높게 나타났다. 이러한 결과는 상 · 하지를 높여 코어 운동을 실시하는 것이 일반 지면에서의 운동에 비해 근 활성도가 높게 나타난다는 Kang & Ryu (2014)의 연구와 유사한 결과로, 마운틴클라이밍 운동 시 상체의 위치를 높이는 것이 코어근육 중 복직 근의 근 활성도를 증가시키는데 더욱 효과적일 것으로 판단된다.
이러한 결과를 살펴볼 때 운동 초보자의 경우 마운틴 클라이밍 운동 시 적절한 운동 강도 설정을 위해 상체의 위치를 조절 하는 것이 트레이닝 효과와 부상 예방에 적합하다고 판단되며, 또한 동일한 마운틴 클라이밍 운동이라고 하더라도 상체의 위치 증가로 인해 상부 복직근과 대퇴이두근은 증가 대퇴직근은 감소로 나타난 결과처럼 상체의 위치에 따라 특정 근육의 운동 효과가 달라지는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구의 결과 발달시키고자 하는 근육에 따라 상체의 높이를 적절하게 조절하는 것이 보다 더 효과적인 운동방법이라 판단된다.
라는 본 연구의 가설과 다르게 모든 근육에서 동일 한결 과가 나타나지는 않았다. 일반 마운틴 클라이밍 운동 시 보다 신장의 30% 높이에서 상부 복직근과 대퇴이두근의 최대 적분 근전도 값은 통계적으로 유의하게 증가하였고, 대퇴직근의 경우 30% 조건이 normal 조건에 비해 최대 적분근전도 값이 통계적으로 유의하게 증가하였다. 하지만 하부 복직근, 외복사근, 척추기립근, 대둔근, 내측 비복근의 평균 및 최대 적분근전도 값은 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다.
첫째, 일반 마운틴 클라이밍 운동 시 보다 상지에 스텝박스를 적용한 마운틴 클라이밍 운동 시 운동 강도가 통계적으로 유의하게 감소하였다.
후속연구
추후 연구에서는 마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 위치 변화가 상지 근육에 미치는 영향을 살펴보아야 할 것으로 판단된다. 또한, 보다 효과적인 마운틴클라이밍 운동방법 제시를 위해 마운틴 클라이밍 운동 시 하체의 위치 변화가 인체 근골격계에 미치는 영향에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
본 연구를 통해 마운틴 클라이밍 운동은 시간과 장소에 구애받지 않으며, 체력훈련 트레이닝 방법의 기초자료나 비만 해소를 위한 운동 방법의 자료로 활용되어 질 수 있을 것으로 판단된다. 추후 연구에서는 마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 위치 변화가 상지 근육에 미치는 영향을 살펴보아야 할 것으로 판단된다.
유발시키는지 밝히고자 한다. 본 연구의 결과를 통해 마운틴클라이밍 운동 시 상체의 위치 변화가 인체 근골격계에 미치는 영향을 밝혀낼 수 있을 것으로 생각되며, 개인의 체력 특성을 고려하여 운동 효과를 극대화할 수 있는 마운틴 클라이밍 운동의 이상적 자세를 찾을 수 있을 것으로 판단된다.
또한 Kwon (2001)의 연구에서 상체의 위치를 높이게 되면 인체의 무게중심이 하체로 이동한다고 보고한 바와 같이 마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 위치가 높아질수록 상체에 가중되는 부하가 줄어들어 운동 강도나 근육 활성도가 감소될 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 이유에서 마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 자세나 위치에 따른 운동 강도 및 근 활성도의 차이에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
자료로 활용되어 질 수 있을 것으로 판단된다. 추후 연구에서는 마운틴 클라이밍 운동 시 상체의 위치 변화가 상지 근육에 미치는 영향을 살펴보아야 할 것으로 판단된다. 또한, 보다 효과적인 마운틴클라이밍 운동방법 제시를 위해 마운틴 클라이밍 운동 시 하체의 위치 변화가 인체 근골격계에 미치는 영향에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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