운동역학 : 최대 부하의 정적 무릎 신전 운동(isometric knee extensions with maximal effort)시 남녀의 유효 모멘트암 ( effective moment arm ) 비교 분석

채원식(WoenSikChae) 한국체육학회 2002 한국체육학회지 Vol.41 No.2

The purpose of this study is (a) to estimate effective moment arms of quadriceps forces and (b) to determine whether there are significant differences in de values between sexes. Eight males and eight females with no known musculoskeletal disorders were recruited as the participants. Sagittal view radiographs were obtained for seven different angles (range 5°-110°). The de was determined by the method of Chow et al. (1999a).The results showed that the maximum de values ranged from 3.27 to 4.24 cm and 4.37 to 4.87 cm for the males and females, respectively. The maximum de occurred between 12°and 41°. The minimum de values ranged from 1.86 to 2.85 cm and 2.30 to 3.20 cm for the males and females, respectively. In the present study, the maximum de values in the females were significantly smaller than the corresponding values in the males whereas no significant difference was found in the minimum de values between genders. The shapes of the de-Knee flexion angle relations found in this study were considered comparable to those reported in the literature. However, the de values found in this study were relatively small.The effective moment arm of the knee extensor affects the loads on knee ligaments during knee-extension exercises. Because apparent differences in the moment arm of the quadriceps in different participants and between sexes, it is very important to use personalized knee joint geometry for the computation of knee joint force.

축구 Instep Kick시 무릎 보호대가 하지근육활동에 미치는 영향에 비교분석

채원식(WoenSikChae),이민형(MinHyungLee) 한국체육학회 2002 한국체육학회지 Vol.41 No.2

본 연구의 목적은 축구 인스텝킥시 무릎보호대가 근육활동에 미치는 영향을 근전도 측정을 통해 비교 분석하는데 있다. 피험자의 동작을 분석하기 위해 한 대의 고감도 카메라가 (60 Hz, Panasonic AG455) 사용되었다. 근전도 측정을 위해 6벌의 전극을 피험자의 우측 하지 근육에 부착하였으며 측정 근육부위는 대퇴직근, 내측광근, 외측광근, 대퇴이두근 (단두), 전경골근, 외측 비복근을 대상으로 하였다. 근전도 측정치를 보다 정확하고 세밀하게 비교하기 위하여 인스텝킥 동작을 다음과 같이 두 단계로 구분하였다: (1) 스윙 (Swing) 단계 (왼쪽 발이 지면에 닿은 순간부터 오른발이 공에 닿을 순간까지); (2) 마무리 동작 (Follow-through) 단계 (오른발이 공에 닿은 순간이후부터 오른쪽 발이 가장 높은 위치에 있을 때까지). 축구 인스텝킥 동작시의 각 근육별 근전도 분석은 우선 측정치를 full-wave 정류한 후 최대 자율수축 근전도치로 나누어 표준화 한 다음 각 단계별 평균 및 최대 표준 근전도치를 계산하였다. 종속 t-test를 사용하여 무릎보호대 착용시와 비착용시의 차이점을 분석하였다. 분석 결과, 킥을 시작하는 순간과 발이 공에 닿는 순간 동안 대퇴직근, 내측광근, 외측광근, 외측 비복근의 활동이 높아짐을 알 수 있었고, 이 근육들은 모두 M자 모양의 근육활동 형태를 가지고 있었다. 대퇴이두근은 킥을 시작한 바로 후에만 근육활동을 보였다. 또한 전경골근은 발이 공에 닿기 바로 전에 가장 많은 근육활동을 보여주었다. 이 실험에서는 하지의 신전동작만 분석하였으므로 대퇴직근, 내측광근, 외측광근, 전경골근들이 대퇴이두근 (단두), 외측 비복근 보다 훨씬 높은 근육활동을 보여주었다. 두단계의 인스텝킥 동작시 가장 흥미로운 발견은 무릎보호대 착용과 함께 대퇴사두근의 근육활동이 현저하게 줄어들었고, 외측 비복근의 활동은 현저하게 높아졌다는데 있다. 이러한 결과는 두가지 이유로서 설명되어 질 수 있다. 외측 비복근은 무릎굴근이며 동시에 발목굴근이다. 두단계의 인스텝킥 동작시 무릎보호대에 의해 무릎은 완전히 펴지지 않게 되며 무릎의 굴근들이 보다 많은 근육활동을 보이게 된다. 그 결과, 킥동작이 끝날 때 까지 보다 많은 발목굴근들의 근육활동이 나타나게 된다. 이러한 결과들로서 특히 대퇴사두근과 관련지어, 무릎 보호와 지지라는 측면에서 무릎 보호대의 이점이 있다고 할 수 있다.

운동역학 : 보행 시 폴의 사용이 하지 근육 활동에 미치는 영향 분석

양창수(ChangSooYang),채원식(WoenSikChae) 한국체육학회 2005 한국체육학회지 Vol.44 No.6

The purpose of this study was to determine the effect of the walking pole on the lower limb muscles. Fourteen subjects performed walking exercise at a cadence of 110 beats/min, without pole, with one pole, and with two poles, respectively. For each variable, a one-way analysis of variance (ANOVA) was used to determine whether there were significant differences among the three types of walking. When a significant difference was found in walking type, post hoc analyses were performed using the tukey procedure. A confidence level of p < .05 was used to determine statistical significance.The results showed that significant changes in averaged IEMG values occurred with walking with one pole in the vastus medialis and the lateral gastrocnemius during the IDLS phase, and in the lateral gastrocnemius during the TDLS phase. During the TDLS phase, walking with two poles produced a significantly lower Averaged IEMG values than normal walking in the medial gastrocnemius. The results also found that the peak IEMG activity of the tibialis anterior and the lateral gastrocnemius during ISLS phase for walking with one pole and two poles was significantly lower than the corresponding values in the normal walking, while the walking with one pole and two poles exhibited a significant difference with the normal walking in the medial and lateral gastrocnemius muscles during TDLS phase.In general, the walking with pole influenced the average IEMG and Peak IEMG values of most triceps surae. The use of walking poles alleviated some stress from the ankle joint and allowed reduced activity in triceps surae. This reductions seen walking with poles compared with the normal walking were caused primarily by the force applied to the pole before and after heel strike. It is concluded that walking poles do not seem to exert a more expressive influence in the knee joint than in the ankle joint. This study suggest that further research is necessary to determine the effectiveness of walking poles on the EMG activity of leg muscles during walking on the ramp. These data also serve as a guide for clinicians when considering incorporation of walking poles into patient management.

자연과학편 : 태권도 돌려차기 동작의 동역학적 협응과 제어과정

윤창진(ChangJinYoon),채원식(WoenSikChae) 한국체육학회 2011 한국체육학회지 Vol.50 No.3

본 연구는 남자 중학교 초보피험자 9명을 대상으로 태권도 돌려차기 동작의 숙련정도에 따른 운동역학적 협응 및 제어 과정을 살펴보는 데 목적을 두었다. 자료산출을 위한 실험은 연습전, 1주 연습 후, 2주 연습 후, 3주 연습 후 각각에 대해 운동학(kinematics)과 운동역학(kinetics)적인 자료들을 수집하였다. 분석결과, 엉덩관절에서 운동종속력은 연습전에 양(+)의 방향을 나타내면서 타격이 이루어지고 연습이 이루어지고 난 뒤에는 타격시점 직전에 음(-)의 방향을 나타내면서 대퇴분절의 타격방향에 대한 감속을 도와주어 대퇴분절에서 하퇴분절로의 운동량전이가 효과적으로 이루어졌다. 무릎관절 신전 시 모멘트 최대값은 운동종속력 보다는 근모멘트에 좀 더 의존적인 것으로 나타났다. 그리고 숙련될수록 무릎관절 굴곡 시에는 운동종속력에 의존도가 높은 것으로 나타났다. The purpose of this study was to investigate kinetic coordination and control of lower segment according to the extent of skillfulnessof Dollyochagi motion in Taekwondo. The experiment for the data reduction was performed by collecting and analyzing the results through the kinematics and kinetics method after the 1 week, 2 weeks and 3 weeks of practice respectively. Novice subjects were 9 male middle school students who have never experienced a Taekwondo before. We examined the muscle moment and motion dependent force separately as the analytic variables and analyzed those kinetic variablesof Dollyochagi motions through video graphical analysis. The conclusions were as follows. 1. Before training, in the hip joint the motion dependent force showed the direction of positive(+) and at the end of training showed the direction of negative(-), it made the momentum transfer from the thigh segment to the shank segment effective, helping decrease in velocity of the impact direction of the thigh segment. 2. The maximal knee extension moment value was more dependent on the muscle moment than the motion dependent force moment. In the case of the flexion of the knee joint, the more skilled the subjects become, the more dependent on motion dependent force moment they become.

윗몸일으키기 운동 시 싯업보드의 각도변화에 따른 근육활동 분석

박정호(JungHoPark),정재후(JaeHuJung),김동수(DongSooKim),이행섭(HaengSeobLee),채원식(WoenSikChae) 한국체육학회 2013 한국체육학회지 Vol.52 No.6

본 연구의 목적은 윗몸일으키기 운동 시 싯업보드의 각도변화에 따른 근육활동의 변화를 비교 분석하는데 있다. 본연구를 위해 상·하지 근골격계에 이상이 없는 남자 대학생 11명을 연구대상자로 선정하였으며, 근전도 분석은 무선근전도기기 1대(Delsys Trigno wireless EMG system)와 유선근전도기기 1대(QEMG8, Laxtha Inc. Korea)를 사용하였다. 본 연구에서는 윗몸일으키기 운동 시 싯업보드의 각도 변화에 따른 근전도 값의 통계적 유의차를 검증하기 위해 SPSS 21.0을 사용하여 반복측정을 통한 일원분산분석(One-way analysis of variance(ANOVA) with repeated measure)을 실시하였으며, 유의수준은 p<.05로 설정하였다. 본 연구의 결과 윗몸일으키기 운동 시 싯업보드의 각도가 증가될 때 척추기립근을 제외한 모든 근육에서 근육활동이 증가하였으며, 왼쪽 근육보다는 오른쪽 근육의 활성도가 높아진 것으로 나타났다. 이러한 현상은 높은 싯업보드의 기울기각에서 윗몸일으키기 운동 시 피험자는 몸을 우측으로 틀면서 일어나기 때문인 것으로 판단된다. 대퇴직근의 근활성도는 30°의 각도에서 유의하게 증가하였으며, 이러한 대퇴직근의 근육 활성도 증가는 골반의 전방이동을 유발시켜 요통과 척주상해를 발생시킬 수 있다. 따라서 높은 기울기각에서의 윗몸일으키기 운동은 운동 상해의 유발 가능성을 높일 것으로 판단될 뿐 아니라 좌·우 대칭적인 복근강화 훈련방법으로 적합하지 않은 것으로 사료된다. The purpose of this study was to investigate the effects of different sit-up bench angles on trunk and leg muscle activity. Eleven male students who did not have any musculoskeletal disorder related with one`s upper or lower limb were selected for subjects. To assess the myoelectrical activities of selected muscles, wireless and wired electromyograph devices were used. Average and peak nEMG levels of different muscles in different sit-up bench angles were determined for each participant. For each variable, a one-way of variance with repeated measures(p<.05) was used to determined whether there were significant differences among different sit-up bench angles. The results showed that all muscle activities except the erector spinae increased with increasing sit-up bench angle. In general, muscle activity recorded in the right side of trunk was greater than the corresponding value in the left one when sit-up bench angle increased. Since the subjects tend to sit up twisting their body rightwards at greater sit-up bench angles, it is possible that the initiation of the trunk flexion was mainly caused by the right side of trunk muscles. This study also found that muscle activity of the rectus femoris was significantly increased at 30° incline sit-up board. Since an increase in muscle activity of the rectus femoris may cause the pelvic malalignment, this phenomenon causes excessive stresses to the spine, which potentially increased injury in spinal columns. Therefore, this study suggested that sit-up workouts performed with 20° incline sit-up board or greater may not be suitable for ordinary people or patients. Additionally, it is considered that sit-up workouts on a highly inclined sit-up board is not suitable for bilaterally symmetric abdominal muscle training.