낙하 높이와 지면 반발계수가 착지 시 수직지면반력, 관절 각속도, 모멘트 및 근 활성도에 미치는 영향

The Effects of Different Surface Coefficient of Restitution and Drop Height on Vertical Ground Reaction Force, Joint Angular Velocity, Moment and Muscle Activity during Drop Landing

[서론] 본 연구는 낙하 높이와 지면의 종류가 착지 시 수직지면반력, 관절 각속도, 모멘트 및 근 활성도에 미치는 영향을 규명하는 데 목적이 있다. [방법] 본 연구는 체육을 전공하는 대학생 8명이 참가하여 4주 동안 착지 연습을 실시하였으며, 본 실험 시, 연구대상자는 30 cm와 60 cm 높이에서 각각 세 가지 지면으로 무작위로 착지하였다. 수직지면반력과 관절 각 속도, 모멘트 및 근 활성도는 3차원 동작분석, 지면반력분석, 근활성도 분석을 통하여 측정하였다. 모든 자료는 이원변량 반복측정 분산분석을 이용하여 분석하였으며, 유의 차이에 대한 사후 검증은 Bonferroni’s method로 실시하였고 유의수준은 .05였다. [결과] 60 cm 높이에서 최대 수직지면반력 1정점과 2정점은 각각 지면 반발계수가 높은 순서로 높게 나타났다. 60 cm 높이에서 발목관절 평균 각속도는 30 cm 높이와 비교하여 모든 지면이 유의하게 크게 나타났다. 60 cm 높이에서 발목과 무릎관절의 모멘트는 각각 30 cm 높이보다 모든 지면이 유의하게 크게 나타났으며, 60 cm 높이에서 무릎관절 최대 신전 모멘트는 지면반발계수가 높은 순서에 따라 크게 나타났다. 60 cm 높이에서 대퇴직근, 내측 비복근, 외측 비복근의 근 활성도는 마루가 천연잔디, 매트보다 유의하게 높았으며, 60 cm 높이와 30 cm 높이에서 전경골근의 근 활성도는 각각 마루, 천연잔디가 매트보다 유의하게 높았다. 또한, 60 cm 높이에서 대퇴직근, 대퇴이두근, 내측 비복근, 외측 비복근, 전경골근의 근 활성도는 30 cm 높이와 비교하여 모든 지면이 낙하 높이에 따라 유의하게 높았다. [결론] 60 cm 이상의 낙하 높이에서 착지 시 지면의 반발계수가 높을수록 신체에 작용하는 부하에 영향을 미친다는 것을 알 수 있지만, 낙하 높이가 낮으면 신체에 작용하는 부하에 지면의 반발계수의 차이가 영향을 미치지 않음을 알 수 있다. 따라서 초기 재활 훈련 프로그램에서 박스를 이용한 훈련 또는 비시즌기의 훈련 시 60 cm보다 30 cm 높이가 안전할 것으로 생각되며, 60 cm 높이에서 훈련 시에는 지면 반발계수가 상대적으로 낮은 지면인 태권도매트에서 훈련하는 것이 상해의 위험에 노출될 가능성을 보다 낮출 수 있을 것으로 생각된다.

[INTRODUCTION] The purpose of this study was to investigate the effects of different surface coefficient of restitution(SCR) and drop height on ground reaction force, joint angular velocity, moment and muscle activity during drop landing. [METHOD] Eight university students majoring in physical education were performed to landing exercises for four weeks. The participants performed 30 cm and 60 cm height drop landing on three different surface with randomized control and cross-over design. Thee-dimensional motion analysis, surface EMG and force plates were used to measure ground reaction force, joint angular velocity and muscle activity of lower limb. The datas were statically analyzed by two-way ANOVA with repeated measures and Bonferroni’s post-hoc test. All significance level for the analysis was set at .05. [RESULTS] At 60 cm drop height, the maximum vertical ground reaction force was high with surface coefficient of restitution. The average of ankle joint angular velocity was the result from 60 cm drop height was higher than that from 30 cm on every field. In landing from 60 cm height, the maximum extensor muscle moment of the knee joint appeared on floor, natural grass and mat according to ground reaction force. Also the maximum extensor muscle moments of the ankle and knee joint was that the result from 60 cm drop height was higher than that from 30 cm on every field. In landing from 60 cm drop height, muscle activity of rectus femoris, medial gastrocnemius and lateral gastrocnemius had different results which showed that one on floor had higher activity than one on natural grass and a mat depending on surface coefficient of restitution. In landing from 60 cm and 30 cm drop height, muscle activity of tibialis anterior on mat had lower result than that on the floor and natural grass according to surface coefficient of restitution. Also muscle activities of rectus femoris, medial gastrocnemius and lateral gastrocnemius on every ground had higher results when the drop height was 60 cm than it was 30 cm. [CONCLUSION] On this study we leaned that surface of the coefficient of restitution is higher affects loading on body during landing in height of some level, but a low drop height does not affect loading on body with the SCR. Therefore, our study suggest that In landing from 30 cm drop heigh, the initial rehabilitation program based on the box or training during off season can provide a safe drop.