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연구과제 상세정보

롤러 신발 착용 후 보행이 청소년의 하지 관절에 미치는 영향 분석
  • 연구자가 한국연구재단 연구지원시스템에 직접 입력한 정보입니다.
사업명 지방대학육성지원
연구과제번호 2004-002-G00062
선정년도 2004 년
연구기간 1 년 (2004년 07월 01일 ~ 2005년 07월 01일)
연구책임자 채원식
연구수행기관 경북대학교
과제진행현황 종료
공동연구원 현황 임영태(건국대학교 GLOCAL(글로컬)캠퍼스)
과제신청시 연구개요
  • 연구목표
  • 일반적 형태의 신발은 보행 시 착지에 따른 충격력을 흡수하여 발목, 무릎을 포함한 인체의 여러 관절을 보호하고 부상을 예방하는 역할을 한다. 그러나 롤러 신발을 사용하는 청소년들은 미끄러짐을 방지하기 위해 일반적 보행 형태와는 완전히 다른 하지관절의 배열 및 가동 형태를 보이게 된다. 따라서, 롤러 신발을 착용한 상태에서 비정상적인 자세로 지속적인 보행을 하게 된다면 하지 근골격계에 부상이 유발되어질 가능성이 높아 질 수 있을 것이라 판단되어진다. 해부학적으로 발목의 내외측 회전은 경골의 회전을 유발시키며 경골의 회전은 경골 조면의 위치를 바꾸며 슬개건의 의해 제공되어지는 무릎관절의 안전성에 변화를 줄 수 있다. 이러한 안전성의 변화에 의해 결과적으로 슬개골 자체의 배열 상태가 변화되어질 수 있으며 무릎관절에 작용되어지는 접촉력 (contact force)과 근력과 같은 내력과 근회전력 (resultant moment)에 현저한 변화를 유발할 수 있을것이다.
    선행연구들 (Chae, 2001; Svoboda et al., 2002; Zhang et al., 1999)에 따르면 하지 근골격계의 구조 변화가 하지관절에 작용되어지는 부하를 변화시키며 이러한 부하에 의해 하지 근골격계의 부상이 유발되어질 수 있다고 보고하였다. 이와 같은 선행연구들을 통해 롤러 신발을 착용에 따른 하지 관절의 외형적 배열 형태 변화가, 보행 시 하지관절에 작용되어지는 접촉력, 근력, 근회전력과 같은 내력의 형태에 직접적 영향을 미칠것으로 사료되어진다.
    본 연구에서는 청소년들이 보행 운동 시 롤러 신발 착용이 하지 분절의 배열 상태를 어떻게 변화시키고 이러한 변화가 하지관절에 작용하는 운동학적, 운동역학적 변인들에 어떠한 영향을 미치는가를 분석하는데 있다. 또한 근전도 측정 기구를 사용하여 근육의 활동정도를 정량화하여 롤러 신발 착용 후 보행 시 하지근의 활동정도에 어떠한 영향을 미치는가를 분석하는데 있다.
  • 기대효과
  • 롤러 신발은 운동화 뒤축에 작은 바퀴가 고정되어 있어 보행할 때는 여느 운동화와 다를 바 없지만 뒤꿈치로 발을 딛는 순간 롤러 스케이트처럼 변해 버리는 신발이다. 최근 즐겁고 무리 없이 운동을 즐기려는 청소년층에서 이러한 롤러 신발 사용 인구가 폭넓게 증가하고 있다. 롤러 스케이트나, 롤러 블레이드와 같이 롤러를 사용한 운동들은 같은 시간에 평지를 걷거나 달리는 것보다 훨씬 많은 열량 소모가 필요 되어지며, 이러한 이유로 인해 신체 체지방을 감소시켜 다리와 하복부 근육의 탄력성을 증진시켜주며 발목, 무릎, 대퇴부 관절의 유연성을 키워주며 심폐 순환 계통을 강화시켜준다. 또한 대부분의 이러한 운동 기구는 개인의 체력조건에 맞게 운동량과 강도를 조절할 수 있어 트레이닝의 효과를 극대화시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 흔히 힐리스라고 불리는 롤러 신발은 바퀴를 쉽게 뗐다 붙였다 할 수 있어 롤러 스케이트나 롤러 블레이드와는 다르게 바퀴를 뗀 상태에서는 일반 신발과 마찬가지로 보행 시 사용할 수 있는 편리성을 동시에 가지고 있다. 그러나 대다수의 롤러 신발을 사용하는 청소년들은 발뒤꿈치에 휠을 장착한 상태에서 걷기와 스케이팅 동작을 반복적으로 한다. 이러한 이유에서 휠 장착 후 보행 시 바퀴가 굴러 뒤쪽으로 미끄러지는 현상을 막기 위해 무릎관절과 발목 관절이 굴곡정도가 현저히 줄어들며 정상적인 보행 시에 나타나는 발의 내외번 동작 또한 현저히 줄어들어 발목관절이 매우 경직된, 아주 부자연스러운 보행형태가 나타난다. 그러므로 롤러 신발을 착용한 상태에서 비정상적인 자세로 지속적인 보행을 하게 된다면 하지 근골격계에 부상이 유발되어질 가능성이 높아 질 수 있을 것이라 판단된다.
    특히 롤러 신발 착용 후 보행 시 성장기 청소년들의 하지 근골격계에 미치는 영향은 어떠한 선행연구에서도 이루어지지 않았기에 보행 시 특정 근육이나 관절에 발생되어지는 부하가 롤러신발 착용에 따라 어떻게 변화되어지는가를 밝혀낼 수 있다면 하지 근골격계에 발생되어지는 비정상적인 부하를 최소한으로 줄여줄 수 있는 새로운 롤러 신발 개발에 필요한 유용한 정보를 제공할 수 있을 것이다.
  • 연구요약
  • 롤러 신발 착용 후 보행 시 특정 근육이나 관절에 발생되어지는 부하가 어떻게 변화되어지는가를 밝혀낸다면 하지 근골격계에 발생되어지는 비정상적인 부하를 최소한으로 줄여줄 수 있는 새로운 롤러 신발 개발에 필요한 유용한 정보를 제공할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구의 목적은 롤러 신발 착용 후 보행이 성장기 청소년의 하지 관절에 미치는 영향 분석하는데 있다. 또한 롤러 신발 착용이 하지근의 근육활동에 미치는 영향을 근전도 측정을 통해 비교 분석하는데 있다.
    본 연구의 연구 방법으로는 활동적인 청소년 20명을 피험자로 선택하여 대퇴직근, 내측광근, 중간광근, 외측광근, 대퇴이두근 (단두), 내측비복근, 외측비복근, 전경골근을 표면전극을 사용하여 관찰한다. 자료 분석을 위해 4 대의 S-VHS 카메라 (Panasonic Digital 5000)를 사용하여 롤러 신발 착용 전후로 보행 동작을 촬영한다. 발목과 무릎관절에 미치는 근력 (Muscle force)과 접촉력 (Contact force)의 합을 구하기 위해 2대의 지면반력기 (AMTI-OR6)가 사용되어질 것이다. 발목과 무릎관절에 작용하는 합성력과 모멘트는 Eulerian 원리와 Newtonian 방정식에 의해 계산되어질것이며 근력은 Hill (1938)에 의한 근력-길이, 근력-근수축속도의 관계를 바탕으로 하여 예측되어질 것이며, 이후 관절에 작용하는 접촉력이 최적화 (Optimization)을 사용하여 추정되어질 것이다. 롤러 신발 착용 후 보행이 정상 보행과 비교하여 발목과 무릎관절에 작용하는 내력의 변화와 하지근의 근육활동에 미치는 영향을 분석하기 위해 측정되어진 변인들에 대해 paired-t test 분석을 사용하며 통계적 유의성을 검증할 것이다.
  • 한글키워드
  • 롤러신발의 착용,발목과 무릎관절의 접촉력,하지근력,하지근의 근전도,보행동작
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