평행 스쿼트(Parallel Squat) 과제에서 수행 속도와 상체 자세 조절에 따른 무릎 관절 부하 및 자세 안정성 비교 연구 = Investigate Knee Joint Load and Posture Stability based on the Movement Speed and Type of Arm Movement during Parallel Squat
저자
발행사항
서울 : 서울대학교 대학원, 2021
학위논문사항
학위논문(석사)-- 서울대학교 대학원 : 체육교육과 2021. 2
발행연도
2021
작성언어
한국어
주제어
DDC
796
발행국(도시)
서울
형태사항
vi, 59 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 김선진
UCI식별코드
I804:11032-000000164098
DOI식별코드
소장기관
본 연구는 평행 스쿼트 수행 속도와 상체 자세 조절에 따른 자세 안정성, 무릎 관절 토크(torque), 무릎 관절 전단력(shear force) 및 압박력(compression force) 그리고 근활성도(muscle activity)를 파악하는데 그 목적이 있다.
연구참여자는 6가지 상지 움직임이 포함된 평행 스쿼트를 모두 구사할 수 있고, 현재 헬스 개인 지도(personal training)를 받고 있지 않은 20~30대의 건강한 남성 15명으로 구성되었다. 빠른 수행 속도 그룹(n=8)과 느린 수행 속도 그룹(n=7)로 연구참여자는 랜덤 배정되었고, 상지 수행 평면은 시상면(sagittal plane)과 관상면(frontal plane)으로 구분되었다. 각 움직임 상태를 10번씩, 총 60회의 평행 스쿼트를 수행하였다.
첫째, ‘각 연구참여자의 신장으로 정규화된 신체무게중심(nCOG)’의 좌우 방향(medial-lateral) 가변성(variability)은 느린 속도 그룹에서 컸다. 이는 느린 속도로 평행 스쿼트를 수행할 때, 신체 좌우 방향으로의 자세 안정성이 감소한다는 결과이다. 둘째, ‘각 연구참여자의 몸무게와 신장으로 정규화된 무릎 관절 토크(nTorque)’는 수행 속도에 따른 차이가 발생하지 않았다. 셋째, ‘각 연구참여자의 몸무게로 정규화된 무릎 관절 전단력(nSF)’은 수행 속도에 따라 무릎 부하를 일으키는 방향에 대한 차이가 발생하였다. 느린 속도 그룹에서는 무릎 바깥에서(lateral) 안쪽으로(medial) 가해지는 nSF의 크기가 컸다. 이는 느린 속도로 평행 스쿼트를 수행할 때 내측측부인대(MCL)에 가해지는 부하가 크다는 것을 의미한다. 반면에, 빠른 속도 그룹에서는 신체 뒤쪽 방향(posterior)으로 가해지는 nSF의 크기가 컸다. 이는 빠른 속도로 평행 스쿼트를 수행할 때 후방십자인대(PCL)에 가해지는 부하가 크다는 것을 의미한다. 따라서, 무릎 관절 상해 위치에 맞게 스쿼트 수행 속도를 적용시키는 것이 필요하다는 것을 알 수 있다. 넷째, ‘각 연구참여자의 몸무게로 정규화된 무릎 관절 압박력(nCF)’은 수행 속도 그룹에 따른 차이가 발생하지 않았다. 다섯째, ‘동작 시간으로 정규화된 적분 근활성도(iEMG)’는 빠른 속도로 평행 스쿼트를 수행할 때 전반적으로 큰 결과값이 관찰되었다. 이는 하체의 근육 강화와 단련이 목적일 경우에는 빠른 속도로 평행 스쿼트를 수행하는 것이 상대적으로 효과적인 방법이라는 것을 말해주는 결과이다.
이렇듯 스쿼트 수행 속도에 따라 야기되는 운동학적 및 운동역학적 변인들의 결과가 달라진다. 무릎 상해와 무릎 부하를 최소화하기 위해, 목적에 맞는 스쿼트 수행 속도를 적합하게 적용해야 한다.
The purpose of this study is to investigate posture stability, knee-joint torque, knee-joint shear force, knee-joint compression force and muscle activity based on the movement speed and type of arm movement during parallel squat.
Fifteen healthy men(20~32 years old) were randomly divided into 2 speed groups (fast movement speed(F): n=8; slow movement speed(S): n=7) and underwent parallel squat with 2 kinds of arm movement plane(sagittal plane and frontal plane). All subjects had ability to perform 6 kinds of arm movement condition and were not on personal training in fitness center. They performed parallel squat 10 times for each movement condition and 60 times in total.
First, there was significant difference between the 2 groups in medial-lateral variability of ‘center of gravity(COG) normalized with height of each subjects(nCOG)’. In other words, the group S showed larger medial-lateral variability of nCOG and it means parallel squat with slow speed lowered the medial-lateral posture stability. However, no significant difference between the 2 groups was found in ‘knee-joint torque normalized with body weight and height of each subjects(nTorque)’. Second, there were significant differences between the 2 groups in medial-lateral ‘knee-joint shear force normalized with body weight of each subjects(nSF)’. The group S showed larger nSF from lateral to medial direction which particularly increases injurious load to ‘medial collateral ligament(MCL)’. Whereas in anterior-posterior nSF, the group F showed larger nSF from anterior to posterior direction which especially increases injurious load to ‘posterior cruciate ligament(PCL)’. Consequently, it is required to apply appropriate squat speed considering the injury position of knee ligament. But no significant difference between the 2 groups was found in ‘knee-joint compression force normalized with body weight(nCF)’. Third, there was significant difference between the 2 groups in ‘integrated EMG normalized with movement time(iEMG)’. In other words, the group F showed larger iEMG and it means parallel squat with fast speed is more effective way to strengthen overall lower-body muscles.
Variation in movement speed during parallel squat can cause obvious differences in kinetic and kinematic variables on knee-joint. As the result, it is necessary to adjust appropriate squat speed for certain purpose to minimize injury and load on knee-joint.
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