운동역학 : 테니스 플랫서브의 3차원 각운동 특성

신제민(ShinJe-min),진영완(JinYeong-wan) 한국체육학회 2003 한국체육학회지 Vol.42 No.6

The purpose of this study was to identify individual joint angles and relation of joints participated in flat serve of tennis. The 3-d angle was calculated by vector projected with least squares solution with three-dimensional cinematography. The motion planes in the shoulder joint were classified in the flexion/extension, abduction/adduction, horizontal abduction/adduction, and medial/lateral rotation. The Flexion and internal rotation of the shoulder joint were distinguished from the other angles. Specially the internal rotation almost exactly maximized increasing angular motion at impact and made clear in patterns of the angle. An angular motion of trunk was not significant in respect to starting serve motion in linked segment system. But Knee joints was likely presented much important to contribution to powerful angular motion of the upper extremities by means of maximizing extensive angular velocity before their explosive angular motion. The both side of knees were simultaneous in the flexion and the extension before impact. The instant of racket`s rotating to a vertical axis in the inertial axis made much change of angular motion among joints. In comparison with impact time(90.94%±1.82), the knee joint extended first of all(72.30%±3.97), the shoulder joint flexed, the trunk internally rotated, then the elbow extension and finally the shoulder internally rotated orderly(90.20%±1.16).

스포츠심리학 : 기술수준에 따른 신체분절간 협응특성 비교

김기웅(KimKee-Woong),신제민(ShinJe-Min),김병현(KimByung-Hyun) 한국체육학회 2001 한국체육학회지 Vol.40 No.3

연습의 결과 기술수준이 향상되면 동작은 어떤 협응적 특성을 나타내는가를 경험적으로 실증하기 위하여 협응을 동작생성에 관여된 신체분절의 기능적 요소(관절변위, 관절각변위, 관절이동속도, 관절각속도)간 관계함수로 조작화하고 태권도 돌려차기 동작을 과제로 기술수준별로 비교하였다. 태권도에 대한 경험이 전혀 없는 초보자 6명과 국가대표급 태권도 선수 6명을 대상으로 돌려차기 동작을 고속촬영한 다음 돌려차기 동작의 직접적인 실행기인 오른쪽 다리의 고관절과 슬관절 및 발목관절을 중심으로 각 관절의 변위간, 각변위간, 관절이동속도간 및 관절각속도간 교차상관(cross correlation)을 산출하고 이를 Fisher Z 점수로 변환하여 기술수준(초보자 숙련자)별 동작구간(제 1, 2, 3, 4)별 반복측정에 의한 이원변량분석을 실시하였다. 그 결과 기술수준간에는 고관절 이동속도와 슬관절 이동속도간 교차상관 그리고 고관절 각변위와 발목관절 각변위간 교차상관 및 고관절 각 속도와 발목관절 각속도간 교차상관에서 통계적으로 유의한 차이가 있었을 뿐만 아니라 모든 변수간 교차상관이 동작단계간에 일관성 있게 유의한 차이가 나타났다. 이는 기술수준에 따라 동작의 공간적 시간적 협응유형 이 주로 고관절과 슬관절간의 속도관계와 고관절과 발목관절간 속도관계, 각변위관계, 그리고 각속도관계에서 일어나며, 모든 동작변수간 협응은 동작이 진행됨에 따라 그 유형이 변화함을 의미하는 것으로 해석되었다. 즉 기술수준의 차이에 따라 각 관절간 속도 협응, 각도 협응, 그리고 각속도 협응형태가 다르며, 그 구체적인 협응유형은 동작이 진행함에 따라 뚜렷한 특징을 보이는 것으로 풀이되었다. 또한 추후 연구에서는 동작단계별 교차상관을 기초로 한 양적분석과 아울러 질적분석 자료를 동반한 비교와 동작의 협응변수 뿐만 아니라 제어변수에 대한 분석을 병행함으로써 기술수준(연습량)에 따른 차이를 보다 입체적으로 파악할 것을 제안하였다. Two groups of Taekwondoist(6 novices and 6 experts) were compared in a novice-expert paradigm with the cinematographic analyses of a whipping kick movement, in terms of coordination characteristics defied operationally as the relationship(cross correlation) between joint displacements, joint angular displacements (assumed respectively to indicate spatial coordination), linear joint velocities, and angular joint velocities (each assumed to reflect temporal coordination) of hip, knee, and ankle joints. Cross-correlations were analyzed as a function of skill level and movement phase with two-way(Skill Level × Movement Phase) ANOVA with repeated-measures on movement phase. Results indicated that significant skill level main effects were evident in cross-correlation between linear velocities of hip and knee joints as well as between linear velocities, angular displacements, and angular velocities, respectively, of hip and ankle joints. Also evidenced was the main effects due to movement phases in all cross-correlation comparisons. These results were interpreted to be indicative of the fact that movement coordination pattern is different as a function of skill level, and that the patterns of movement coordination vary in a characteristic way as movement professes, basically in support of Bernsteinian tenets of skill learning.

운동역학 : 사체조건에서 힘줄부하가 발뼈사이관절 움직임에 미치는 영향

김승재(KimSeung-Jae),신제민(ShinJe-Min),최지영(ChoiJi-Young) 한국체육학회 2001 한국체육학회지 Vol.40 No.1

본 연구의 목적은 힘줄부하가 발뼈사이관절 움직임에 미치는 영향을 조사하는데 두었다. 특히, 분리된 뒤정강근 힘줄 부하와 발목관절복합체의 모든 주요 힘줄들의 부하가 발뼈사이관절 움직임에 미치는 영향을 사체 조건에서 연구하는데 두었다. 무릎관절 수준에서 절단된 열 개의 다리 검체가 본 연구를 위해서 이용되었다. 발과 정강이의 검체는 주로 발판, 정강뼈 막대, 도르래 시스템으로 구성된 모의실험장치에 설치하였다. 실험은 다음의 두 가지 주요 조건아래서 수행되었다. 한 조건은 발의 주요한 힘줄의 어떠한 부하 없이 단지 뒤정강근 힘줄에 부하를 가하는 조건이며, 다른 조건은 발의 주요한 힘줄에 부하를 적용하면서 뒤정강근 힘줄에 부하를 가하는 조건이었다. 뼈핀 마커의 삼차원 위치는 네 대의 MAC HSC-250 고속비디오카메라를 이용하여 수집되었다. 이러한 과정을 거쳐 두 가지 주요 운동학적 변인이 계산되었다. 목말뼈에 대한 발꿈치뼈의 각운동을 나타내는 앞뒤축에 대한 목말발꿈치관절 각도와 목말뼈에 대한 발배뼈의 각운동을 나타내는 앞뒤축에 대한 목말발배관절 각도이었다. 연구결과에 있어서 발의 주요한 힘줄 부하가 없는 조건은 뒤정강근힘줄의 부하를 증가시킨 후 감소시키는 동안 히스테리시스 루프를 보였다. 반면에 발의 주요한 힘줄 부하가 있는 조건은 뒤정강근힘줄의 부하를 증가시키거나 감소시킬 동안 어떠한 히스테리시스 루프를 보이지 않았다. 일반적인 목말발꿈치관절 움직임은 첫째, 큰 축방향 정강뼈 부하(356 N)는 주요 힘줄 부하가 있고 없고 간에 모든 뒤정강근힘줄 부하에 걸쳐 작은 축방향 정강뼈 부하(178 N)보다 작은 움직임(보다 작은 운동범위)을 발생시켰으며, 둘째, 뒤정강근힘줄 부하가 44.5 N에서 222 N으로 증가되면서 보다 큰 뒤정강근힘줄의 부하는 보다 작은 뒤정강근 힘줄의 부하보다 많은 안쪽번짐 운동범위를 보여주었으며, 셋째, 발의 주요한 힘줄 부하를 갖는 조건은 주요 힘줄 부하가 없는 조건과 비교해서 훨씬 작은 안쪽번짐 운동범위를 보였다. 일반적으로 목말발배관절 움직임은 목말발꿈치관절과 유사한 특성을 가졌다. 하지만 목말발매관절의 운동범위는 목말발꿈치관절의 운동범위보다 약 두 배정도 큰 값을 보였다. 결론적으로 본 연구의 사체모의실험을 실제적으로 상황과 관련하여 그 의미를 찾는다면 걷거나 달리는 동안 발의 움직임과 관련된 근육힘줄 연결단위들 가운데 뒤정강근육-힘줄 연결단위의 수축이 발 아치의 형성뿐만 아니라 발의 가쪽번짐-안쪽번짐(혹은 엎침-뒤침) 운동에 큰 기여를 한다는 점이다. 또한 발의 움직임과 관련된 근육-힘줄 연결단위들의 수축의 유무에 따라 뼈사이관절의 움직임에 상당한 영향을 미치므로 이와 관련된 사체모의 연구와 생체연구에서 이점 대한 신중한 고려와 함께 결과의 해석이 필요하다는 점을 시사한다. The purpose of this study was to investigate the effects of tendon loading on intertarsal joint movement. Specifically, the purposes were to study the effect of (a) isolated tibialis posterior tendon loading and (b) loading all principal tendons of the ankle joint complex on intertarsal joint movement in vitro. Ten leg specimens, which were exarticulated at the knee joint level, were used for this study. The foot and leg were mounted in the apparatus which consisted mainly of a foot plate, tibial rod, and pulley system. The experiment was performed under two main conditions. The one was to apply loads only to the tibialis posterior tendon without loading any principal tendons of foot and another was to apply loads to the tibialis posterior tendon with loading any principal tendons of foot. The three-dimensional positions of the bone pin markers wore collected using four MAC HSC-250 high speed video cameras. Using this procedure, two main kinematic variables were calculated: the talocalcaneal joint angle about an anteroposterior axis and the talonavicular joint angle about an anteroposterior axis.In the talocalcaneal joint movement, it was generally shown that 1) the larger axial tibial loads produces smaller movement then the smaller loads throughout all the tibialis posterior loads without and with principal tendon loading, 2) the larger tibialis posterior loads produced larger angular values (more inversion) than smaller loads, 3) the condition with principal tendon loading of the foot resulted in much smaller ROM compared to the condition without principal tendon loading. In the talonavicular joint movement, it was generally shown that talonavicular joint movement possessed similar characteristics as the talocalcaneal joint. However, the ROM of the talonavicular joint was approximately two times larger than that of the talocalcaneal joint.In conclusion, when this in vitro study is considered with meaning related to practical situations, among several muscle-tendon units producing foot and ankle joint complex movement the contraction of tibialis posterior muscle-tendon unit can make a great contribution to the motion of eversion-inversion(or pronation-supination) as well as the formation of the foot arch during walking or running. Also, as the intertarsal joint movement is influenced by whether or not there is the contraction of muscle-tendon units producing foot and ankle joint complex movement, the interpretation of in vitro and in vivo study like this should be needed to have a serious consideration.

운동역학 : 보행속도와 보폭변화가 하지관절 움직임에 미치는 영향

김로빈(KimRo-Bin),최지영(ChoiJi-Young),신제민(ShinJe-Min) 한국체육학회 2001 한국체육학회지 Vol.40 No.4

본 연구의 목적은 보행시 세 종류의 속도에서 보폭의 변화가 하지관절각과 운동범위에 미치는 영향을 살펴보고 이를 보행연구에 필요한 자료로 구축하여 활용하는 것이다. 연구의 대상은 하지 병력이 없는 20대 남자 10명이었다. 본 연구에서는 보행속도를 선행연구를 통하여 느린 보행속도인 0.76m/s, 일반 보행속도인 1.34m/s, 그리고 빠른 보행속도인 2.46m/s의 수준으로 설정하였고, foot print를 이용하여 일반보폭의 -10%, 일반보폭 그리고 일반보폭의 +10%를 결정하였다. 각 대상자의 보행은 JVC사의 6mm 고속비디오 카메라를 이용하여 영상자료를 수집하였다. 실험을 통하여 얻은 원자료(raw data)는 Labview 5.1 Graphical Program을 사용하여 분석하였고, 보행시 보폭변화에 따른 차이를 분석하기 위해 일원분산분석을 실시하였다. 본 연구에서 각각의 속도에서 보폭의 변화에 따른 변인들을 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 발목관절에서는 세 종류의 보행속도에서 최대 배측굴곡각과 최대 저측굴곡각 그리고 운동범위에서 보폭의 증가에 따라 각도가 커지는 경향이 나타났다. 둘째, 무릎관절에서는 세 종류의 보행속도 중 일반 보행속도와 빠른 보행속도에서 최대 신전각이 보폭의 증가에 따라 각도가 커지는 경향을 보였고, 운동범위는 일반 보행속도에서만 보폭의 증가에 따라 동작 범위가 커지는 경향이 나타났다. 셋째, 엉덩관절에서는 세 종류의 보행속도 모두 최대 굴곡과 최대 신전각 그리고 운동범위에서 보폭의 증가에 따라 각도가 커지는 형태가 나타났다. The purpose of this study was to examine the effect of step length and walking speed on the angle and range of motion of the lower limb joint. The subjects were 10 undergraduate and graduate students in their 20s with normal legs. The subjects were individually tested at three different walking speed of 0.76m/ s, 1.34m/ s and 2.46m/ s. The step length was regulated to -10% of normal, normal, and +10% of normal step length using foot print. The walking performances of each subjects were filmed using a high speed video camera. The raw data were analyzed by LabVIEW Graphical Program and these data were analyzed by ANOVAs.The results of this study were as follows:1. At three different walking speed, the maximum dorsiflexion and plantar flexion of the ankle joint angle increased and the range of motion of the ankle joint increased as the step length increased.2. At normal and fast walking speed, the maximum extension of the knee joint angle increased as the step length increased. And the range of motion of the knee joint increased only at normal walking speed as the step length increased.3. At three different walking speed, the maximum extension and flexion of the hip joint angle increased and the range of motion of the hip joint increased as the step length increased.