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조깅시 착지형태, 체형, 운동시간, 인체측정학적 변인이 지면반력과 통증에 미치는 영향

Title
조깅시 착지형태, 체형, 운동시간, 인체측정학적 변인이 지면반력과 통증에 미치는 영향
Other Titles
The Effects of Foot Striking Pattern, Body Type, Exercise Duration and Anthropometric Variables on Ground Reaction Force and Pain during Jogging
Authors
이영숙
Issue Date
2004
Department/Major
대학원 체육학부
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Doctor
Advisors
이경옥
Abstract
본 연구의 목적은 조깅 시 착지형태, 체형, 운동시간, 인체 측정학적 변인, 그리고 통증이 좌·우, 전·후, 수직 지면 반력의 충격과 능동적 힘에 미치는 영향을 규명하는데 있다. 이러한 목적을 위하여 착지형태, 체형, 시간 경과에 따라 지면반력에 차이가 있는가를 검증하고, 충격과 능동적 힘의 차이가 어디에서 오는가를 밝히기 위하여 인체측정학적 변인, 통증 부위가 지면 반력에 미치는 영향을 분석하였다. 이러한 결과는 조깅 시 시간 경과에 따른 충격과 능동적 힘의 피로 현상과 인과관계를 운동역학적으로 설명하여, 조깅으로 인한 통증과 상해를 예방하고, 신체적 조건에 적합한 조깅 훈련 조건을 결정하기 위한 자료로 제공될 수 있을 것이다. 연구 대상자는 하지에 병적인 결함과 상해 경험이 없는 체육 전공 여자 대학생 50명으로 하였다. 착지형태는 전족, 중족, 후족으로 구분하였다. 체형은 신체구성의 비율에 따라 표준 체중 비례형, 과체중 비례형으로 구분하였다. 조깅 시간은 총 100분으로 하였고, 매 10분마다 지면반력을 측정하였다. Kistler 지면 반력기(type 9281B)를 이용하여 좌·우(Fx), 전·후(Fy), 수직(Fz) 지면반력을 측정하였다. 세 방향의 지면반력은 발이 지면에 닿은 직후 50ms 이내의 충격 변인과 능동적 힘 변인으로 구분하여 분석하였다. 충격 변인은 수동적 최대값, 수동적 정점 수, 수동적 역적, 수동적 부하율, 수동적 감소율을 분석하였고 능동적 힘 변인은 능동적 최대값, 능동적 정점 수, 능동적 역적, 능동적 부하율, 능동적 감소율, 제동 역적, 제동 시간, 추진 역적, 추진 시간을 분석하였다. 착지형태에 따른 지면반력은 분산분석(ANOVA)을 사용하였고, 유의한 요인에 대하여 Duncan 사후검증을 하였다. 체형에 따른 지면 반력의 차이는 2표본 t검증(two-Sample t-test), 시간 경과에 따른 지면 반력의 차이는 분산분석과 다중 회귀분석(multiple regression)을, 인체측정학적 변인과 조깅 시 통증 부위가 지면 반력에 미치는 영향은 상관관계분석과 다중 회귀분석을 실시하였다. 연구결과 및 결론은 다음과 같다. A. 착지형태에 따라 지면반력은 통계적으로 유의한 차이가 있었다. B. 체형에 따라 지면반력 변인에는 통계적으로 유의한 차이가 있었다. C. 운동시간에 따라 지면반력 변인은 통계적으로 유의한 차이가 있었다. D. 인체측정학적 변인은 지면반력 성분에 다양하게 영향을 미친다. 1. 길이 변인에서 신장은 좌·우 방향의 충격력을 크게 하며, 하지장은 전·후 방향의 추진 역적, 추진 시간을 길게 하는 경향이 있다. 2. 둘레 변인에서 대퇴위는 좌·우, 수직 방향의 충격 변인을 작게 하고, 하퇴위는 좌·우, 수직 충격 변인을 작게 한다. 전·후 제동, 추진력은 크게 하고, 발목 둘레는 수직 능동적 힘을 크게 한다. 3. 무게 변인에서 지방의 무게보다 근육의 무게가 충격 흡수에 대한 설명력이 좀 더 높다. E. 통증은 좌·우, 전·후, 수직 지면반력에 각각 다르게 영향을 미친다. 1. 발바닥의 제 2중족골, 족궁, 발뒤꿈치 통증은 좌·우 지면반력의 충격수에 영향을 미친다. 추진 역적과 추진 시간은 통증 변인이 증가할 때 함께 증가하는 경향이 있어, 통증이 있을 때 추진 시간을 길게 하여 통증에 보상하는 기전을 갖는다. 2. 무릎, 골반의 통증은 좌·우 지면반력의 최대 충격력을 크게 한다. 이때 추진 시간을 길게 하여 추진 역적을 크게 하면서 통증에 보상한다. 정강이와 골반의 통증은 조깅 시 수직 방향으로 강한 착지를 못하게 한다. 이상의 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 중족 착지형이 전족이나 후족 착지형에 비해 충격이 작고, 운동시간이 길어짐에 따라 착지형태를 변화시킬 수 있어 유리하다고 말 할 수 있다. 2. 과체중 비례형이 표준 체중 비례형에 비해 지면반력 변인 모두에서 크게 나타나므로 신체구성변인에 따라 훈련의 조건을 달리해야 할 것이다. 3. 운동시간이 경과함에 따라 충격은 커지고 능동적 힘은 감소하므로 시간경과에 따라 운동의 조건을 변경하는 것이 피로를 예방할 수 있는 방법이라고 할 수 있다. 4. 인체측정학적 변인, 통증은 좌·우, 전·후, 수직 지면 반력에 다양하게 영향을 미치므로 신체조건, 통증에 맞는 착지방법, 훈련방법, 신발의 종류를 달리해야 할 것 이다. 본 연구는 착지형태, 체형, 운동시간 경과에 따른 지면 반력의 차이를 규명하고, 인체측정학적 변인과 부위별 통증이 충격과 능동적 힘에 미치는 영향을 규명하였다. 이는 개인의 신체적 조건에 맞는 알맞은 조깅방법, 훈련방법, 신발의 선택 등을 위한 자료로 가치 있다 하겠다. 그러나 여대생의 체력 특성상 많은 피험자를 대상으로 하지 못하여 본 결과를 일반화하는 데에는 무리가 있다는 제한점이 있어 향후 더 많은 피험자를 대상으로 연구가 진행되어야 할 것이다;Purpose Typically, biomechanical studies focus on the pure physical mechanics of the human body without correlating these results with important quantitative and qualitative factors such as anthropometric variables and pain. The purpose of this study was to evaluate the effects of foot striking patterns, body type and exercise duration on ground reaction force during jogging. Furthermore, this study sought to identify the relationship between anthropometric variables and pain on ground reaction force during jogging. Methods The original test group consisted of over 50 students, however, since only four subjects were able to sustain over 100 minutes of exercise, analysis was done on only those four subjects. Within this group, one subject (A) hadnormal weight, and was a fore-foot striker. Subject (B) was overweight and was a mid-foot striker. Subject (C) was normal body weight and a heel striker, while subject (D) was overweight and a heel striker as well. Although subjects were both overweight and normal weight, all subjects had proportionate body fat to muscle mass ratios, as determined by Inbody 2.0 body composition analysis. Anthropometric variables as length (height, and lower leg length), circumference(ankle, calf, and thigh), and weight (weight, fat mass, muscle mass). At the end of the jogging period, pain levels were assigned to different areas of the body: nine different areas on the foot, ankle, calf, shin, knee, quadriceps, hips, pelvis,lower back, back, shoulders. The Kistler Force Platform was used to measure ground reaction force variablesat ten minute intervals for the duration of the test. These variables included three dimensional force variables such as impact and active force. Statistical analysis was performed via the SAS program, utilizing ANOVA, two sample t- test, correlation, Multiple Regression Analysis. Follow-up analysis was performed via the Duncan method. Results 1. There were statistically significant differences in all three dimensions of ground reaction force between the three different types of foot strikers. 2. There were statistically significant differences in three dimensional ground reaction force according to body composition. 3. There were also statistically significant differences in three dimensional ground reaction force at each ten minute interval. 4. Amongst the two heel strikers, three dimensional ground reaction force patterns differed significantly according to body composition when measured at each interval. Conclusion Foot striking patterns, body composition, and exercise duration all had statistically significant effects on ground reaction force. Therefore, exercise programs should be modified according to these three variables in order to minimize the detrimental effects of impact on the body. Furthermore, this study should be duplicated with more test subjects in order to increase the validity of these results. Finally, future studies should examine the relationship between foot striking patterns, body type, anthropometrics, and duration on pain be studied further in order to decrease the effectsof impact force, pain, and fatigue on individuals in the future.
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일반대학원 > 체육과학과 > Theses_Ph.D
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