야구 타격시 숙련자와 미숙련자의 족저압력 분석 = Plantar Pressure in Skilled and Unskilled Players during Baseball Batting

국문 초록 (Abstract)

이 연구에서는 야구 배팅 동작 시 4개의 이벤트와 3개의 구간에서의 평균족저압력, 최대족저압력, 족저압력의 중심이동과 지면반력 분석을 통하여 숙련자들과 미숙련자들의 체중 이동 방법에 대한 족저압력의 변화를 과학적으로 비교 분석하고자 한다. 1. 준비자세에서 족저압력 족저압력분석은 보행 분석실에서 이루어지는 여러 가지 운동역학적 분석 방법의 하나로, 족저압력 자료는 물리 치료사들에게 근골격계, 외피계, 신경계와 관련된 질환들을 관리하는데 유용한 정보를 제공한다(Kim, Lee & Jang, 2012). 골프에서는 프로는 왼발이 277.21 N으로 45.13%, 오른발은 337.10 N으로 54.87%로 나타났고, 아마추어는 왼발은 299.29 N으로 45.04%, 오른발은 365.21 N으로 54.96%로 아마추어가 프로보다 왼발은 28.08 N 높게, 오른발은 34.11 N 높게 나타났으나, 통계적으로 유의한 차가 없었다고 보고한 연구가 있다(Oh, 2008). 야구 타격 동작을 분석한 Lee(2003)의 연구에서는 준비자세에서 뒷발과 앞발에 부과된 힘의 총 합은 숙련자가 각각 466.67 N, 415.61 N, 미숙련자는 613.91 N, 201.52 N으로 측정되었고 이를 일반화하기 위해 체중으로 나누어 환산한 결과 숙련자는 57.02% 체중비, 51.10% 체중비, 미숙련자는 80.03% 체중비, 24.98% 체중비로 나타났다. 숙련자는 5대 5의 비율로 양발에 힘을 분배한 균형 있는 자세로 타격에 임하였지만, 미숙련자는 8대 2 의 비율로 뒷발에 체중을 두고서 타격준비에 임하였다고 보고하였다. 투구 되는 지점과 타석까지의 거리, 그리고 공의 속도라는 변수가 있으므로, 연구에 따라 결과가 일치하지 않을 수 있다. 이 실험에서는 투구 되는 지점으로부터 타석까지의 거리가 14 m로 경기장의 규격보다는 4.44 m 짧은 거리였고 110 km/h라는 비교적 빠른 구속으로 설정하였기 때문에 더욱 빠른 타이밍의 백스윙을 필요로 하였다. 그래서 선행연구보다 준비자세에서 오른발에 비중이 높았던 것으로 판단된다. 이후의 실험에서 정확도를 높이기 위해서는 규정거리인 18.44 m로 하고, 구속을 다양화한다면 보다 정확한 실험결과가 나올 것으로 판단된다. 이 연구결과와 선행연구결과를 종합적으로 분석해보면 이상적인 준비자세란 백스윙 동작으로 원활하게 진행하기 위한 자세로써 신체중심을 오른쪽 발에 65%이상 배분한 상태로 흔들리지 않도록 하는 것이 바람직한 동작으로 분석되었다. 2. 백스윙 동작 시 족저압력 이 연구결과에서의 평균족저압력은 백스윙구간에서 숙련자가 왼발에 1.87 ±1.97 kPa이고 오른발이 35.36±6.32 kPa로 왼발과 오른발이 각각 5%와 95%의 결과가 나왔다. 미숙련자는 왼발이 3.49±4.13 kPa이며 오른발이 44.47±15.76 kPa로 왼발과 오른발이 각각 7%와 93%의 결과가 나타났다. 야구 타격 동작에 관한 선행연구를 고찰해 보면 Kim(2010)은 스윙할 때 투수에 가까운 발을 들어 약간 움직여야 한다고 하였다. 이러한 스트라이드의 목적은 더 효율적인 배팅 동작을 수행하기 위한 준비단계로서 타자의 체중을 앞으로 이동시키는 것이라고 하였다. 백스윙은 공을 타격하기 위해서 힘을 모으기 위한 동작으로 상대적으로 숙련자와 미숙련자와의 유의점을 발견할 수 없었으며, 체중의 90% 이상을 뒷발 즉, 오른발로 이동하는 것으로 확인하였다. 백스윙에서 평균족저압력의 측정값은 비슷할 수는 있으나, 숙련자와 미숙련자 간의 동작분석을 함께 해보면, 신체의 움직임에는 많은 차이점이 있을 것으로 예상되므로 족저압력과 동작분석을 함께 연구한다면 더욱 정확한 연구가 될 것으로 예상된다. 이 연구결과와 선행연구결과를 종합적으로 분석한 결과 이상적인 백스윙동작은 공을 타격하기 위한 최대 힘을 생성시키기 위하여 체중을 최대한 오른발에 90% 이상 이동 시켜 동작을 수행하는 것이 바람직한 것으로 분석되었다. 3. 임팩트 동작 시 족저압력 실험에서 숙련자와 미숙련자와의 뚜렷한 차이점을 보인 구간이 임팩트 구간인데, 평균족저압력에서 숙련자의 왼발이 52.04±5.65 kPa이며 오른발이 13.70±3.31 kPa로 왼발과 오른발이 각각 79%와 21%의 결과가 나왔다. 미숙련자는 왼발이 23.55±7.30 kPa이며 오른발이 27.23±10.54 kPa로 왼발과 오른발이 각각 46%와 54%의 결과가 나타났다. 임팩트동작에 관한 선행연구를 고찰해보면 Hirano(1987)는 일본 대학 선수들을 5명의 숙련자 집단과 2명의 미숙련자집단으로 나누어 스윙동작을 분석하였는데, 숙련자들은 앞발을 들었다가 지면에 닿을 때까지 천천히 움직이다가 공을 맞히기 직전에 선속도가 다이내믹하게 증가한 반면, 미숙련자들의 선속도는 점진적으로 증가한다는 사실을 발견했다. 선속도의 점진적인 증가는 엉덩이의 회전을 잘못 사용하기 때문에 일어난 결과이고 미숙련자들은 몸에서 배트로의 에너지의 전달이 비효율적이었다고 설명하였다. Bubalo(1981)는 인체 중심의 이동은 뒷다리의 발과 다리에 중심을 실었다가 앞다리로 이동하는 것으로 이 순간이 바로 스윙이 시작되는 지점이다. 스트라이드를 위한 앞발은 투수를 향해 직선적으로 뻗어야 한다. Breen(1967)에 의하면 우수한 타자일수록 투구의 방향과 관계없이 일정한 방향과 일정한 거리의 스트라이드를 하는 것으로 나타났다(Kim, 2010). 임팩트는 투수가 투구한 공이 배트에 맞는 순간을 의미하며, 공을 맞히는 임팩트 순간, 배트를 잡은 손의 손바닥은 위를, 아래 손의 손바닥은 밑을 향하게 된다.발가락이 직선적으로 전방을 향하지 않으면 엉덩이의 회전 시점이 빨라져서 스윙에 힘을 싣지 못하게 된다(Murphy, 1991). Kim(2010)은 신체중심의 위치 변화는 타격 시 발을 내디딜 때 운동진행 방향의 뒤쪽에 위치시켜 공의 방향에 미리 대응하여 정확성을 높이고, 지면으로부터 밀어 올리는 반작용으로 몸통 중심을 수직 상승시키고, 움직임을 최소화하여 임팩트하는 것이 바람직하다고 하였다. Shapiro(1979)는 피험자 5명을 대상으로 실제 투구에 대한 구간별 스윙동작을 분석하였다. 첫 국면(임팩트 되기 0.25초 전)에서는 배트가 스윙이 시작된다. 두 번째 국면(임팩트 0.12초 전)에서는 공을 맞히기 위하여 배트가 배팅이 이루어지는 지점으로 빠르고 회전하였고, 마지막 구간(임팩트 0.059∼0.068초 전)에서 엉덩이, 몸통, 어깨에서 최대의 각속도를 보였다고 하였다(Lee, 2003). 실험 결과에서 알 수 있듯이 숙련자는 백스윙 시 우측에 있던 체중 대부분을 임팩트 구간으로 넘어가면서 투수 방향으로 즉, 왼발 쪽으로 급격히 체중을 이동시켰음을 알 수 있다. 미숙련자의 경우를 보면 임팩트 구간에서 왼발 즉, 투수 쪽으로 체중이동을 완전히 이동하지 못하여 좌측과 우측의 비율이 약 5대 5로 측정되었다. 전 구간인 백스윙시 우측 발에 대부분의 체중을 실었던 것을 고려해보면, 정타라고 할지라도 공을 배트 중심에 맞췄을 뿐, 전방으로 공을 체중을 실어 강하게 타격하지는 못했다는 결론을 내릴 수 있다. 실내야구장연습장에서 실험한 결과이므로 타구의 비거리를 측정할 수는 없었지만, 같은 정타라 할지라도 숙련자와 미숙련자 간의 비거리의 차이는 뚜렷했을 것으로 예상된다. 선행연구와 이 연구결과를 종합적으로 분석한 결과 이상적인 임팩트 동작은 공을 최대한 강하게 타격할 수 있는 동작으로, 전 구간이었던 백스윙에서 오른발에 가해졌던 체중 대부분을 앞발 즉, 왼발로 신속하게 이동시키는 것이 바람직한 것으로 분석되었다. 4. 팔로우스로 동작 시 족저압력 이 연구결과에서는 팔로우스로시 평균족저압력은 숙련자에서 왼발이 18.84±7.30 kPa이며 오른발이 31.70±8.41 kPa로 왼발과 오른발이 각각 37%와 63%의 결과가 나왔다. 미숙련자는 왼발이 24.82±9.80 kPa이며 오른발이 27.73±13.95 kPa로 왼발과 오른발이 각각 47%와 53%의 결과로 나타났다. 팔로우스로 동작 시 족저압력에 관한 선행연구를 고찰해보면 Lee(2003)은 숙련자와 미숙련자의 야구 타격동작 비교분석이라는 연구결과에서 임팩트 후의 동작에 대해 타자는 뒷발에 중심을 둔 상태로 임팩트를 하여야 하고, 그 후에 무게중심을 전방으로 움직여야 한다고 보고하였다. 실력이 우수할수록 임팩트 후에 무게 중심이 앞으로 움직였지만, 초보자들은 임팩트 후에 뒤로 움직이는 것으로 보고하였다. 그리고 프로와 준프로들은 초보자보다 임팩트가 적절한 위치에서 이루어졌다고 기술하였다. 임팩트의 적절한 지점이란 공이 홈플레이트 바로 위를 지나갈 때의 위치라고 하였다. 골프스윙은 Sin(1999)은 골프 스윙 동작의 운동학적 분석연구에서 피니쉬 국면에서 왼발에 신체중심의 83%의 분배가 이루어지는 것으로 보고하였으며, Kim(1999)은 골프스윙 동작의 단순화를 위한 3차원 영상 분석 연구결과에서 조금 더 높은 왼발 85.3%의 체중 분배가 이루어졌다고 보고하였다. 골프스윙과 야구스윙은 임팩트동작에서는 좌우비율이 비슷하였지만, 팔로우스로 구간에서는 차이점이 나타나는 것으로 판단된다. 이 연구결과에서 알 수 있듯이 숙련자는 임팩트 구간에서 공을 타격하고 난 다음 동작에서 몸이 앞으로 쏠리지 않고 충분한 스윙 후 뒷발 즉, 오른발을 중심으로 균형을 잡음을 알 수 있고, 미숙련자는 임팩트구간에서의 측정값과 비슷한 것으로 보아 체중이동으로 공을 강하게 타격하지 못하고 상체의 회전으로만 공을 타격한 것으로 볼 수 있다. 이번 실험에서는 규격보다 짧은 거리의 투구거리와 110 km/h 라는 비교적 빠른 구속으로 실험하여 미숙련자들이 정타를 때려내기 쉽지 않았던 것을 고려해보면 예상과는 큰 차이가 없었다. 아주 느린 변화구의 공을 타격하는 실험을 하였다면 팔로우스로 구간에서 반대로 앞쪽 즉, 왼발에 측정값이 높았을 수도 있었을 것이다. 이 점을 충분히 반영하여 구속에 변화를 주어 실험을 해본다면 더욱 다양한 결과들이 나올 것으로 예상된다. 이 연구결과와 선행연구결과를 종합적으로 분석한 결과 이상적인 팔로우스로는 임팩트 구간에서 강하게 공을 타격한 후에 체중이 앞쪽으로 치우치지 않으면서 뒷발에 신체중심을 남겨 둔 상태로 균형을 잘 유지하는 것이 바람직한 것으로 분석되었다. 5. 숙련자와 미숙련자 간의 족저압력 중심이동 족저압력 중심이동 곡선에 관한 선행연구를 고찰해보면 Park과 Lee(2007)은 등산화의 종류와 보행동작에 따른 지면반력 및 족저압력 분석을 통하여 중심이동 운동을 분석하였고, Park(2009)는 아마추어와 프로 골프선수들의 퍼팅 시 족저압력분석을 통하여 중심이동 운동을 분석하였으며, Baek과 Im(1997)은 보행 시 족저압력 중심의 이동 경로에 관한 연구를, Son(2009)는 경사면에서 골프스윙 동작 시 족저압력 분석을 Oh(2008)은 골프스윙 시 족저압 분석을 통한 힘의 변화 및 중심이동 변화에 관한 연구를 수행하였는데 상기 선행연구자들의 중심이동 운동체계와 이 연구결과의 중심이동 운동체계가 서로 달라 이 연구에서는 자료를 제시하는 데 의의를 두고 중심이동 운동을 기술하였다. 이와 같이 이 연구결과와 선행연구결과를 종합적으로 분석해보면 숙련자는 모든 구간의 배팅동작에서 족저압력 중심이동이 발의 중심에서 발의 엄지발가락 방향으로 일관성 있는 움직임을 나타냈다. 이러한 결과는 동작마다 필요 이상의 움직임 없이 간결하면서도 효율적인 동작을 수행한 것으로 판단된다. 미숙련자는 전방과 후방뿐만 아니라 좌측과 우측으로도 중심이 이동함으로써 중심을 잘 유지하지 못하고, 동작마다 힘을 집중시키지 못한 것으로 판단 된다. 결론적으로 족저압력 중심이동은 발의 중심에서 엄지발가락방향으로 간결하게 이동하는 바람직한 것으로 분석되었다. 6. 타격동작 시 숙련자와 미숙련자 간의 지면반력 준비자세에서는 두 그룹 모두 왼발에서 오른발로 서서히 이동을 준비하는 동작을 볼 수 있고, 백스윙에서는 뒷발 즉, 오른발로 체중을 대부분 이동시켰음을 알 수 있다. 여기까지는 미숙련자와의 뚜렷한 차이점은 없었다. 임팩트동작에서는 숙련자는 체중을 왼발로 신속히 이동 시켰으며 체중이동을 통한 측정값보다 훨씬 높은 측정값을 확인할 수 있다. 이것은 임팩트순간에 왼발로의 체중이동과 투구된 공의 방향으로 지면을 내딛는 힘이 더해져 왼발의 지면반력이 급격히 증가하였다. 이 결과를 보면 공에 최대한의 큰 에너지를 실어 타격하였다고 판단된다. 반대로 미숙련자의 임팩트에서는 왼발과 오른발이 비슷하게 측정되었고 숙련자만큼 지면반력이 크게 상승되지 않아 비교적 공을 강하게 타격했다고는 볼 수 없다고 판단된다. Jo(1993)은 힘 있는 스윙을 하기 위해서는 배트의 운동 방향으로 힘을 가하고 그 반작용(지면반력)을 이용하여 몸의 균형을 유지해야 한다고 했다. 왼발이 충분히 몸의 균형을 유지하지 못하면 배트 스윙의 회전축이 움직여 버리며, 연직방향에서 하방으로 힘을 가하는 것이 없으면 배트가 가지는 에너지를 수평 방향으로 변환할 수 없게 된다고 하였다. 이 결과를 실제 경기에 적용해 보면 공의 컨택(contact)능력에서는 큰 차이점이 없으나 타구의 강도나 비거리에서 상당한 차이점이 나타났을 것으로 판단된다. Oh(2008)는 골프 스윙에서 임팩트 시 왼발이 428.16 N으로 83.10%, 오른발은 87.08 N으로 16.90%로 나타났고, 아마추어는 왼발이 855.17 N으로 87.80%, 오른발은 118.80 N으로 12.20%로 아마추어가 프로보다 왼발은 427.01 N 높게, 오른발은 31.00 N높게 나타났으며, 왼발은 통계적으로 유의하게 높았다고 하였다. Yu(1992)는 골프스윙 시 신체 분절의 기여도 및 지면반력에 관한 연구에서 임팩트 국면 직전에는 수직력이 클수록 타이밍에 유리하며 임팩트 이후에는 적을수록 유리하다고 하였다. 팔로우스로에서는 숙련자는 공을 타격하면서 전방으로 옮겨졌던 힘에 신체가 앞쪽으로 이동하지 않고 오른발 중심으로 균형을 잘 잡고 있었다고 판단되며, 미숙련자는 좌우발의 지면반력그래프가 오르내린 것으로 보아 공을 타격한 후 균형을 잘 잡지 못했다고 판단된다. 이 연구결과와 선행연구를 종합적으로 분석해보면 올바른 스윙은 준비자세와 백스윙구간에서는 오른쪽으로 체중을 이동하였다가 임팩트구간에서 왼쪽으로 급격하게 이동 시키며 팔로우스로 구간에서도 오른발을 중심으로 균형을 잘 유지해야 하는 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study examined 24 right-handed amateur baseball players. Twelve who had played baseball for more than 6 years were grouped as skilled players, while 12 who had played for 1-3 years were the unskilled player group. The swing motion was divided into four event phases: stance, backswing, impact, and follow-through. The mean and maximum plantar pressure, center of pressure, and ground reaction force were measured during each event phase. The mean and standard deviations for each variables were calculated and differences were validated with the independent sample t-test. A p-value <0.05 was considered statistically significant. The results were as follows. 1)The ideal stance is a stable, balanced position with more than 65% of weight on the right foot. There was significant difference in mean left plantar pressure, while the maximal plantar pressure and mean right plantar pressure did not differ significant. 2)The effective backswing of a skilled player is comprised a rightward shift in weight to build maximum energy. More than 90% of the weight was on the right foot. There was a significant difference in the mean left plantar pressure, while the maximal plantar pressure and mean right plantar pressure did not differ significantly. 3) For an effective impact, a rapid shift in weight to the left foot is essential, so that a power hit is obtained. Significant difference in the mean and maximum plantar pressures of both feet were observed. 4)Follow-through requires wight balance, more on the right than the left, without leaning leftward. There was no significant difference in the mean or maximum plantar pressure. 5)The center of plantar pressure should move from the center of the foot to the toe. 6)The analyses of the ground reaction force suggest that a good swing involves a gradual shift in weight to the right side and a rapid leftward shift at impact. Good balance, with the center of gravity on the right side at follow-through, is also required.

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