청소년 태권도 선수의 연령에 따른 등속성 하지 근력 및 근력 비율의 차이 비교

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Taekwondo (TKD) is characterized by high-speed movements combinations with jumping, turning, punching and kicking. Particularly, lower extremity strength and quadriceps and hamstring strength ratios are important factors for performance enhancement and injury prevention. However, insufficient studies regarding age-related lower extremity strength and strength ratios may limit to provide training guidelines for youth TKD athletes. This study was examined to compare the age-related differences of isokinetic muscle strength and hamstring to quadriceps strength (H/Q) ratios in youth TKD athletes.
Sixty-three healthy youth TKD athletes (Seventeen male U14, Eighteen male U15, Thirteen male U16 and Fifteen male U17) voluntarily participated in the study. Physique measurements included standing height, sitting height and body weight. The skeletal maturity was assessed by portable x-ray scans (CORUS, Y. Cm, Growth Well Co, Korea). RUS (Radius, Ulna, and Short bone) score and bone age were calculated using the Tanner-Whitehouse 3rd (TW3) method. Maximal isokinetic muscle strength of knee extension and flexion were measured at different angular velocities (60°·s-1, 120°·s-1 & 240°·s-1) and at different contraction modes (concentric and eccentric contractions) with an isokinetic dynamometer (Cybex 770, USA). Conventional and Functional H/Q ratios were calculated. Two-way repeated-measures ANOVA was performed to compare muscle strength and strength ratios by age group and velocities. When statistically significant interaction effects or main effects were observed, post-hoc test was performed. The statistical significance level was set at 0.05.
There were significant differences in concentric and eccentric muscle strengths of knee extension and flexion by age groups and angular velocities (p < .01). U14 group revealed a significant lower concentric and eccentric muscle strength than U16 and U17 groups. In the concentric contraction, maximal muscle strength increased as the angular velocity decreased whereas maximal muscle strength increased as the angular velocity increased in the eccentric contraction (p < .01). No significant differences in conventional and functional H/Q ratios were observed between the age groups. However, both conventional and functional H/Q ratios were significantly increased as the angular velocities increased (p < .05). The conventional H/Q ratios were ranged from 53 to 61% at slower velocity (60°·s-1), and from 62-67% at higher velocity (240°·s-1). In the functional H/Q ratios, it was ranged from 100 to 130% at slower velocity (60°·s-1) and from 200 to 240% at higher velocity (240°·s-1).
This study revealed that U14 group has lower muscle strength of knee extension and flexion compared to U16 and U17 groups and the strength has been changed by angular velocities and contraction modes. However, our results showed no significant differences in conventional and functional H/Q strength ratios by age groups among youth Taekwondo athletes. Interestingly, most of participants did not meet the reference value of conventional H/Q ratio (> 60%) for preventing non-contact injuries such as hamstring strain. In the future studies, sport-related differences of isokinetic muscle strength and strength ratios may be needed to provide sports-specific reference values in youth athletes.

국문 초록 (Abstract)

태권도(Taekwondo, TKD)는 상대적으로 빠른 속도에서 발생하는 움직임을 기반으로 하며 점프, 회전 및 발차기 기술을 강조한다. 특히, 하지근력 및 대퇴사두근과 햄스트링 근력 비율은 경기력 향상에 이점을 제공해 줄 뿐만 아니라, 비접촉식 부상 예방에 도움이 된다. 그러나 청소년 태권도 선수들의 하지근력 및 하지근력비율을 비교한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 청소년 태권도 선수를 대상으로 연령에 따른 슬관절 등속성 최대 근력과 하지 근력 비율의 차이를 확인하고 청소년 태권도 선수의 경기력 향상 및 부상 예방을 위해 적절한 기준값을 규명하기 위해 수행되었다.
본 연구의 대상자는 자발적으로 연구에 참여를 희망하는 건강한 14-17세 청소년 태권도 선수 63명을 대상으로 진행하였다. 체격 측정에는 신장, 체중, 앉은키가 측정에 포함되었다. 골격 성숙도는 TW3 방법을 이용해 RUS Score와 뼈나이가 평가되었다. 슬관절 굴근 및 신근의 등속성 최대 근력은 Cybex 770을 이용하여 검사되었으며 세 가지 각속도(60°·s-1, 120°·s-1 & 240°·s-1)에서 동심성 및 편심성 수축을 진행하였다. 햄스트링 대퇴사두근 근력 비율(hamstring to quadriceps strength ratio, H/Q ratio)은 각 수축 방법에 따라 전통적(conventional ratio) 그리고 기능적 굴근 및 신근력 비율(functional ratio)이 계산되었다. 모든 데이터는 SAS 9.4 통계 프로그램을 이용하여 분석하였다. 연령 그룹과 각 속도에 따른 근력 및 근력비율을 비교하기 위해 이원 변량 반복측정 분석이 진행하였으며, 통계적으로 유의한 상호작용 효과 및 주 효과가 관찰되었을 경우 일원 변량 분석 및 일원 변량 반복측정 분석을 통해 사후검증을 실시하였다. 통계적 유의수준은 .05로 설정하였다.
청소년 태권도 선수의 슬관절 등속성 하지 근력 결과는 측정에 포함된 모든 각속도에서 연령에 따른 차이가 존재하였다(P < .05). 14세는 16 및 17세보다 유의하게 낮은 동심성 및 편심성 근력을 나타냈다. 또한, 슬관절 등속성 하지 근력은 각속도 증가에 따른 유의미한 변화가 관찰되었다. 동심성 최대 근력은 낮은 속도에서 가장 높은 근력 수준을 유지하였으나 편심성 최대 근력은 각속도가 증가함에 따라 유의하게 증가하였다(P < .01). 청소년 태권도 선수의 하지 근력 비율 결과는 모두 연령 그룹 간 유의한 차이는 존재하지 않았다. 그러나 각속도에 따른 유의한 차이가 존재하였다. conventional ratio는 60°·s-1에서 0.53-0.61이었으며 각속도(240°·s-1)에 도달하면서 0.62-0.67의 범위로 증가하였다. 또한, functional ratio의 경우 1.1-1.3을 시작으로 240°·s-1에서는 2.0-2.4를 초과하였다.
본 연구의 결과를 통해 발견한 주요 사실은 등속성 검사에 포함된 모든 각속도에서 U14 그룹이 가장 낮은 슬관절 굴근 및 신근 최대 근력을 나타냈으며 슬관절 등속성 최대 근력 및 햄스트링 대퇴사두근 근력 비율은 등속성 측정 속도가 증가함에 따라 높은 비율을 나타냈다는 것이다. 연령에 따른 슬관절 굴근과 신근의 최대 근력 수준은 동심성 및 편심성 수축 모두 연령이 증가할수록 높은 근력을 나타냈으며 14세에서 17세 사이 근력 발달 수준의 변화는 연령의 증가로 인한 차이로 설명될 수 있다. 또한, 각속도가 증가함에 따라 동심성과 편심성 근력 변화는 상반되는 결과를 나타냈다. 이는 동심 동작을 수행할 때 보다 편심 동작 중에 높은 속도에서 생성할 수 있는 근력 수준이 더 크다는 사실을 발견하였다. 또한, 각속도에 따른 conventional ratio와 functional ratio를 분석한 결과 세 가지 각속도 모두에서 functional ratio는 conventional ratio보다 크게 확장되었으며 기존의 이론적 사실과 일치하는 것을 확인하였다.
또한, 본 연구 결과는 연령 그룹 간 햄스트링 대퇴사두근 비율에 차이가 존재하지 않았으며 선행연구와 일치하는 결과를 보고하였다. 그러나 본 연구에 포함된 청소년 태권도 선수의 conventional ratio가 선행연구에서 제시한 기준 지표(i.e., 60°·s-1, 60% 이상 → 240°·s-1, 70% 이상)를 충족하지 못하였다.
청소년 태권도 선수를 대상으로 하지 근력 및 근력 비율을 조사한 결과 본 연구의 결론은 다음과 같이 요약될 수 있다. 슬관절 등속성 굴근력과 신근력은 연령 및 각속도에 따른 차이가 존재하였다. 하지 근력 비율의 경우 conventional ratio 및 functional ratio 모두 연령에 따른 차이는 존재하지 않았다. 그러나 속도가 증가함에 따라 빠른 속도에서의 비율이 확대되었으며 모든 각속도에서 차이가 존재하였다. 이는 H/Q ratio가 각속도의 증가와 밀접한 관련이 있음을 의미하며 경기력 향상 및 부상 예방을 위해 functional ratio를 평가할 때에 각속도에 따른 특정 기준값의 필요성을 뒷받침한다. 따라서 청소년 태권도 선수의 경기력 향상 및 근육 불균형을 예방하기 위해서는 추후 여러 각속도에서 등속성 근력의 개인별 변화를 지속적으로 관찰하는 것이 필요하며 다양한 하지 근력 평가 요인이 포함되어야 한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구의 목적 6
• 3. 연구의 가설 6
• 4. 연구의 제한점 7
• Ⅱ. 연구 방법 8
• 1. 연구 대상자 8
• 2. 연구 추진 일정 11
• 3. 연구 절차 12
• 4. 측정 항목 및 도구 13
• 5. 측정 방법 및 절차 14
• 6. 자료 처리 방법 20
• Ⅲ. 연구결과 21
• 1. 슬관절 신근 동심성 수축 최대 근력 21
• 2. 슬관절 굴근 동심성 수축 최대 근력 23
• 3. 슬관절 신근 편심성 수축 최대 근력 31
• 4. 슬관절 굴근 편심성 수축 최대 근력 32
• 5. 전통적 햄스트링 / 대퇴사두근 근력 비율 39
• 6. 기능적 햄스트링 / 대퇴사두근 근력 비율 43
• Ⅳ. 논의 47
• 1. 슬관절 굴근 및 신근 등속성 최대 근력 47
• 2. 전통적 및 기능적 햄스트링 / 대퇴사두근 근력 비율 50
• Ⅴ. 결론 54
• 참고문헌 56
• Abstract 66