야구 투구 동작 시 주관절 손상여부에 따른 고관절 움직임의 생체역학적 특성 분석

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 야구 투구 동작 시 주관절 손상여부에 따른 고관절 움직임에 대한 생체역학적으로 분석하여 야구 선수의 부상방지에 대한 훈련 방법을 제시하고, 선수 및 지도자들이 기술향상에 효과적일 수 있는 프로그램 활용에 기초자료를 제시하고자 실시하였다. 이 연구의 대상자는 2017년 대한야구협회 선수로 등록되어 있는 Y고등학교와 S고등학교 야구부 투수들을 대상으로 하였으며, 정형외과적인 주관절 손상이나 질환이 없는 투수 4명(A그룹)과 주관절 손상 소견을 받았지만 현재 경기에 참여하고 있는 투수 4명(B그룹)을 선정하였다. 두 그룹의 투구 동작 시 영상 분석 및 근전도 분석을 통하여 변인을 분석한 결과 다음과 같다.
첫째 고교 투수들의 소요시간은 평균적으로 P1인 와인드업 구간에서 A그룹이 B그룹에 비하여 느린 소요시간을 나타냈으며, P4인 가속 구간과 P5인 감속 구간에는 같은 소요시간을 나타냈다.
둘째 신체중심의 전·후 위치 변화에서는 E3에서 E4까지인 스트라이드에서 코킹까지 A그룹이 전방으로 중심 이동을 크게 하였으며, E5와 E6에서는 A그룹이 B그룹에 비하여 전방으로 이동을 작게 하는 것으로 나타났다. 상·하 위치 변화는 E4에서 A그룹이 낮은 중심이동을 보였고, E5와 E6은 높은 중심이동을 나타냈다.
셋째. 신체중심의 좌·우, 전·후 속도는 E3에서 A그룹이 속도를 느리게 하였으며, E5에서는 전진속도를 빠르게 하는 것으로 나타냈다. 상·하 속도에서 A그룹은 E3부터 E4까지 하방향으로의 이동속도를 증가시키는 것으로 나타났다.
넷째. 고관절 굴곡·신전 각도에서는 E2에서 A그룹이 우측 고관절은 신전을 크게 하였고, 좌측 고관절은 굴곡을 작게 하였다. A그룹은 좌측 고관절을 E3에서 굴곡각을 작게, E4에서 크게 굴곡시키는 것으로 나타났다. E5에서는 좌측 고관절에서 A그룹이 굴곡을 작게 하여 유의한 차이를 보였다. 내전·외전 각도에서는 E2에서 E3로 이동될 때 A그룹은 좌측 고관절을 외전 시켜 동작을 수행하는 것으로 나타났다. 내회전·외회전 각도에서는 E2에서는 우측 고관절에서 A그룹이 내회전, B그룹이 외회전을 나타냈다. E3에서는 우측 고관절에서 A그룹이 내회전, 좌측 고관절에서 외회전을 하는 것으로 나타났다. E4와 E5에서는 우측 고관절에서 A그룹은 내회전, B그룹은 외회전을 하는 것으로 나타났다.
다섯째. 슬관절 굴곡·신전 각도에서는 A그룹이 E3와 E4에서 우측 슬관절 각을 작게 하는 것으로 나타났다. E5에서는 우측 슬관절에서 A그룹이 굴곡각을 크게 하는 것으로 나타났다. 내전·외전 각도에서는 E2에서 A그룹은 우측 슬관절에서 외전을 크게 하고, 좌측 슬관절에서 내전을 크게 하는 것으로 나타났다. E3에서는 A그룹이 우측 슬관절에서 외전을 크게 하면서 스트라이드를 하는 것으로 나타났으며, E4와 E5에서는 우측 슬관절에서 A그룹이 내전, B그룹이 외전을 하는 것으로 나타났다. 내회전·외회전 각도에서 E2에서는 우측 슬관절에서 A그룹이 내회전, B그룹이 외회전을 나타냈고, 좌측 슬관절에서 B그룹에 비하여 작게 외회전 시키는 것으로 나타났다. E3에서는 우측 슬관절에서 내회전을 작게 하는 것으로 나타났다. E4에서는 A그룹이 우측 슬관절에서 외회전, B그룹이 내회전을 나타냈으며, 좌측 슬관절에서 A그룹이 외회전을 크게 하는 것으로 나타났다. E5에서는 좌측 슬관절을 외회전을 작게 하는 것으로 나타났다.
여섯째. 근전도 변화에서는 와인드업 구간에서 A그룹이 좌·우측 복직근에서 작은 근 활성도를 나타냈고, 좌측 척추기립근에서는 크게 나타냈으며, 복직근 보다 척추기립근이 크게 근 활성도를 보였다. 스트라이드 구간에서는 복직근 보다 척추기립근의 근 활성도가 크게 나타났으며, 특히 척추기립근에서 A그룹은 우측, B그룹은 좌측의 근 활성도가 크게 나타났다. 코킹 구간에서는 복직근 보다 척추기립근의 근 활성도가 크게 나타났으며, 특히 척추기립근에서 A그룹은 우측, B그룹은 좌측 척추기립근의 활성도가 크게 나타났다. 가속 구간과 감속 구간에서는 복직근에서 두 그룹 간 유의한 차이로 B그룹이 높은 근 활성도를 나타내었고, 척추기립근에서도 B그룹이 감속 구간에서 높은 근 활성도를 나타내었다.
일곱번째. 대퇴직근과 대퇴이두근의 활성도를 살펴보면 와인드업 시 A그룹이 B그룹에 비하여 유의하게 우측 대퇴직근과 좌측 대퇴이두근에서 높은 근 활성도를 나타냈다. 감속 구간에서는 A그룹이 좌측 대퇴직근의 활성도를 작게 하였고, 우측 대퇴이두근의 활성도를 작게 하여 유의한 차이를 나타냈다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to analyze the biomechanical characteristics of hip movement based on elbow injuries in baseball pitching motions, to present training methods for preventing injuries of baseball players, and to provide players and coaches with basic data to be used to efficiently improve their techniques. The subjects of this study were baseball pitchers at Y and S high schools registered as the players of the Korea Baseball Association in 2017. We selected four pitchers (group A) who did not have orthodontic elbow injuries or damages and four pitchers (group B) who were diagnosed with elbow injuries but participated in games. We analyzed variables by comparing image analysis and EMG analysis on the pitching motions between two groups. The results are as follows.
First, the average time spent by the high school pitchers in P1 (wind-up phase) was higher in group A than that in group B. The time spent in P4 (acceleration phase) and P5 (deceleration phase) was the same between groups A and B.
Second, horizontal movements of the body center were examined. The body center from E3 to E4 (from stride to cocking) moved forward more in group A than that in group B. However, anterior changes from E5 to E6 were smaller in group A than those in group B. Vertical movements (upward/ downward) were examined. The group A showed more downward movement of the body center at E4 and more upward movement at E5 and E6 when compared with those in group B.
Third, the velocity of horizontal movements including left/ right movements and anterior/ posterior movements of the body center at E3 was slower in group A than that in group B. The velocity of anterior movement at E5 was faster in group A than that in group B. The velocity of downward movements from E3 to E4 was increased in group A.
Fourth, flexion and extension angles in hips were analyzed. The extension in right hip at E2 was increased and the flexion in left hip was decreased in group A. The flexion angles in left hip in group A were decreased and increased at E3 and E4, respectively. The flexion in left hip at E5 in group A was decreased, which was significant. Adduction and abduction angles were analyzed. The group A performed the motion through abduction of left hip when moving from E2 to E3. Internal and external rotation angles were analyzed. Groups A and B showed internal rotation and external rotation in right hip at E2, respectively. Groups A and B showed internal rotation and external rotation in right and left hip at E3, respectively. Groups A and B showed internal rotation and external rotation in right hip at E4 and E5, respectively.
Fifth, Flexion and extension angles in knee joints were analyzed. The extension in right knee joint in group A was decreased at E3 and E4. The flexion angles in right knee joint in group A were decreased and increased at E3 and E4, respectively. The flexion angles in right knee joint in group A were increased at E5. Internal and external rotation angles were analyzed. The external rotation and internal rotation in right and left knee joints in group A was increased and decreased at E2, respectively. Group A took a stride with increased external rotation in right knee joints at E3. Groups A and B showed internal rotation and external rotation in right knee joints at E4 and E5, respectively. Internal and external rotation angles were analyzed. Groups A and B showed internal rotation and external rotation in right knee joints at E2, respectively. External rotation angle in left knee joint in group A was smaller than that in group B. Internal rotation angle in right knee joint was small at E3. Groups A and B showed external rotation and internal rotation in right knee joints at E4, respectively. External rotation angle in left knee joint in group A was larger than that in group B. External rotation angle in left knee joint was small at E5.
Sixth, EMG showed low muscle activity in left and right rectus abdominis muscles and high muscle activity in left erector spinae muscles in the wind-up phase in group A. Erector spinae muscles showed higher muscle activity than rectus abdominis muscles. In the stride phase, erector spinae muscles showed higher muscle activity than rectus abdominis muscles. In particular, groups A and B showed higher muscle activity in right and left erector spinae muscles. In the cocking phase, erector spinae muscles showed higher muscle activity than rectus abdominis muscles. In particular, groups A and B showed higher activity in right and left erector spinae muscles. In the acceleration and deceleration phases, there was a significant difference in rectus abdominis muscles. Group B showed higher muscle activity. Group B showed higher muscle activity in erector spinae muscles in the deceleration phase.
Seventh, we examined activities of rectus femoris muscle and biceps femoris muscle. In the wind-up phase, right rectus femoris muscle and left biceps femoris muscle showed higher muscle activity in group A than those in group B. In the deceleration phase, the activities of left rectus femoris muscle and right biceps femoris muscle were decreased in group A. The differences were significant.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 i
• 표목차(List of Table) ⅴ
• 그림목차(List of Figure) ⅵ
• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구목적 3
• 3. 연구내용 3
• 4. 용어의 정의 3
• Ⅱ. 이론적 배경 5
• 1. 투수의 특징 5
• 2. 다리이음뼈의 구조와 기능 6
• 3. 선행연구 7
• Ⅲ. 연구방법 9
• 1. 연구대상 9
• 2. 실험설계 10
• 3. 실험도구 11
• 4. 실험방법 및 절차 12
• 5. 자료분석 15
• 6. 자료처리 18
• 7. 통계처리 18
• Ⅳ. 결과 19
• 1. 구간별 소요시간 19
• 2. 신체중심의 위치변화 20
• 3. 신체중심의 속도변화 22
• 4. 고관절 각도변화 25
• 5. 슬관절 각도변화 31
• 6. 근전도 변화 37
• Ⅴ. 논의 45
• 1. 영상분석 45
• 2. 근전도분석 48
• Ⅵ. 결론 및 제언 50
• 참고문헌 53
• Abstract 56