정상인에서 보행 속도가 발관절의 관절각과 발바닥 최대 압력 분포에 미치는 영향

박경희 연세대학교 대학원 2002 국내석사

보행 시 인체의 생체역학은 속도의 영향을 많이 받으나, 보행 속도가 발의 운동형상학 및 운동역학에 미치는 영향은 충분히 연구되지 못하고 있다. 본 연구는 보행 속도가 발관절의 관절각과 발바닥 압력 분포에 어떠한 영향을 미치는지 알아 보고자 건강한 성인 80명(남자 40명, 여자 40명)을 대상으로 실시하였다. 80, 100, 120의 세 가지 분속수로 보행하였을 때, 첫 번째 발허리발가락관절과 발목관절의 최대 발등쪽굽힘 각도와 가동역을 삼차원 동작분석 시스템(CMS70P)을 통하여 측정하고, 동시에 압력 측정판(MatScan system)을 이용하여 발바닥의 각 영역(엄지발가락, 첫 번째 발허리뼈머리, 두 번째·세 번째 발허리뼈머리, 발뒤꿈치)에 가해지는 최대 압력을 측정하였다. 실험 결과, 보행 시 필요한 첫 번째 발허리발가락관절의 최대 발등쪽굽힘 각도는 평균 59.1°, 가동역은 48.5°로 속도에 따른 차이가 없었으나, 발목관절은 보행 속도가 증가함에 따라 느린 속도에서 19.2°, 중간 속도에서 16.9°, 빠른 속도에서 14.9°의 최대 발등쪽굽힘 각도가 감소하였으며, 가동역 역시 느린 속도에서 22.2°, 중간 속도에서 20.8°, 빠른 속도에서 19.0°로 감소하였다(p<0.01). 또한 엄지발가락을 제외한 첫 번째 발허리뼈머리, 두 번째·세 번째 발허리뼈머리, 발뒤꿈치의 최대 압력은 보행 속도가 빨라짐에 따라 증가하였다(p<0.05). 따라서 보행을 비교하는 연구 시에는 속도에 대한 조절이 필요하며, 첫 번째 발허리발가락관절이나 발목관절 가동범위에 제한이 있거나 비정상적으로 발바닥 압력이 증가된 환자에게는 가동범위를 확보하고, 느린 속도의 보행을 권장하며, 적절한 보행 패턴 교육이 필요하다. Many factors affect foot and ankle biomechanics during walking, including gait speed and anthropometric characteristics. However, speed has not been taken into account in foot kinematics and kinetics during walking. This study examined the effect of walking speed on foot joint motion and peak plantar pressure during the walking phase. Eighty normal healthy subjects (40 men, 40 women) were recruited. Maximal dorsiflexion and excursion were measured at the and first metatarsophalangeal joints during walking phase at three different cadences (80, 100, and 120 step/min), using a three-dimensional motion analysis system (CMS70P). At the same time, peak plantar pressure was investigated using pressure distribution platforms (MatScan system) under the hallux heads of the first, second, and third metatarsal bones, and heel. Maximal dorsiflexion and excursion at the41 ankle joint decreased significantly with increasing walking speed. Peak plantar pressure increased significantly under the heads of the first of the first, second, and third metatarsal bones, and heel with increasing walking speed: three was no change under the hallux. There were no significant changes in maximal dorsiflexion or excursion at the first metatarsophalangeal joint. The results show that walking speed should be considered when comparing gait parameters. The results also suggest that slow walking speeds may decrease forefoot peak plantar pressure in patients with peripheral neuropathy who have a high risk of skin breakdown under the forefoot.

경직성 양지마비아의 기립 시 하지근 활성과 하지 관절각에 관한 연구

양경옥 동신대학교 대학원 2008 국내석사

이 연구의 목적은 경직성 양지마비아동의 기립 자세 시 하지근의 활동과 골반 경사각, 하지 관절각을 측정하여 정상아동과 비교 분석 함으로써 경직성 양지마비아동의 바로 서기와 보행의 초기 단계를 보다 효율적으로 적응시키기 위한 기초 자료를 제공 하는데 있다. 연구 대상은 여수?순천지역의 병원이나 복지관에서 치료중인 4∼7세의 경직성 양지마비아동 16명과 일반아동 16명을 대상으로 하였다. 연구 방법은 기립 자세에서 복직근, 대둔근, 대퇴직근, 내측 슬괵근의 근 활성도를 측정하였고, 골반 경사각과 하지 관절각을 측정하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 정상아동군과 경직성 양지마비아동군의 기립 시 실효치 값은 대퇴직 근과 내측 슬괵근에서 유의한 차이가 있었으나(p<.05), 실효치 값에 대한 좌우 대칭성 비교에서는 두 그룹 모두 유의한 차이가 없었다(p>.05). 둘째, 정상아동군과 경직성 양지마비아동군의 골반 경사각, 슬관절각, 족관 절각, 발각도 비교에서는 모두 유의한 차이가 있었다(p<.05). 셋째, 정상아동군은 골반 경사각이 증가할수록 대둔근과 대퇴직근의 근 수축은 증가하였고, 슬관절각과 족관절각도 증가하였다. 또한, 슬관절각이 증가할수록 대둔근과 대퇴직근의 근 수축은 증가하였으며, 족관절각이 증가할수록 대둔근의 근수축이 증가하였다. 한편, 경직성 양지마비아동 군은 골반 경사각이 증가할수록 복직근과 대퇴직근의 근 수축은 감소하 였고, 슬관절각과 족관절각도 감소하였다. 또한, 슬관절각과 족관절각 이 감소할수록 복직근의 근 수축은 감소하고, 내측 슬괵근의 근 수축은 증가하였다. 이상과 같은 결과로 볼 때, 뇌의 기질적 장애에서 기인된 경직성 양지마비아동을 정상아동과 같은 신체 활동으로 회복시키는 것은 어려운 일이지만, 위 연구를 기초로 체계적이고 지속적인 치료를 강화한다면, 운동기능의 저하로부터 발생되는 신체활동상의 장애를 최소화 할 수 있을 것으로 사료된다. The purpose of this study is to provide basic materials to help children with spastic diplegia adapt themselves to standing upright and early walking by measuring their lower extremity muscle activity, the angle of pelvic tilt, and lower extremity joint angle in standing through comparative analysis with normal children. The subjects of this study were 16 children of 4-7 years with spastic diplegia who were treated in hospitals or welfare centers located in Yeosu · Suncheon and 16 normal children. For study methods, the muscle activity of rectus adominalis, gluteus maximus, rectus femoris, and medial hamstring and the angles of pelvic tilt and low extremity joint were measured. The following results were obtained. First, there was significant difference of the RMS(root mean square) value of standing in rectus femoris and medial hamstring between normal children and children with spastic diplegia(p<.05), but there was no significant difference of the comparison of bilateral symmetry in both groups(p>.05). Second, there was significant difference in the angles of pelvis tilt, knee joint, and ankle joint, and foot angle between normal children and children with spastic diplegia(p<.05). Finally, in normal children, as the angle of pelvis tilt was increased, the muscle contraction of gluteus maximus and rectus femoris became increased, and the angles of knee joint and ankle joint became increased. Also, as the angle of knee joint was increased, the muscle contraction of gluteus maximus and rectus femoris became increased, and as the angle of ankle joint was increased, the muscle contraction of gluteus maximus became increased. On the other hand, in children with spastic diplegia, as the angle of pelvis tilt was increased, the muscle contraction of rectus abdominalis and rectus femoris became decreased, and the angle of knee joint and ankle joint also became decreased. Also, the angles of ankle joint were decreased, the muscle contraction of rectus abdominalis became decreased and the muscle contraction of medial hamstring became increased. Based on these results, it may be difficult to recover the physical activity of children with spastic diplegia caused by the organic disorder of brain as normal children do. However, if systematic and continuous treatment is reinforced based on this study, it is suggested that the disorder of physical activity caused by the decline of motor functions.

인간의 보행 및 움직임에 대한 비전 기반 관절 각도 분석

정상범 연세대학교 일반대학원 2026 국내석사

본 연구는 단안 비디오로부터 추출한 Skeleton 관절각 정보를 활용하여, 사람의 움직임을 비접촉 방식으로 분석·해석하는 비전 기반 헬스케어 분석 프레임워크를 제안한다. 일상성과 생체역학적 의미가 뚜렷한 보행을 핵심 대상으로 삼아, 보행 유형 분류와 관절 간 협응 패턴 분석, 보행 기반 개인 특성 분류를 수행하고, 나아가 반복 운동 수행을 통한 관절 수준의 수행 특성과 강·약점 분석까지 확장한다. 모든 분석은 해석 가능성을 중시하여, 단순한 분류 성능을 넘어 결과가 도출되는 원인을 관절 및 시간 구조 관점에서 설명하는 데 초점을 둔다. 단안 비디오 영상에서 OpenPose(BODY\_25) 모델을 이용해 Skeleton 키포인트를 추출한 뒤, 공간적 연속성에 기반한 대상 선택, 좌우 Keypoint 자동 교정, 노이즈 억제 및 프레임 드롭 보정 등의 전처리를 수행하였다. 이후 무릎 관절각의 주기성을 이용해 보행과 반복 운동 동작을 주기 단위로 분할하고, 각 주기로부터 평균, 최대, 최소, 진폭, 면적 등의 정량적 특징을 계산하였다. 시간 비교 가능성과 개인 고유 리듬 보존을 고려하여 길이 300 정규화 표현과 원시 길이 기반 정규화를 병행하였다. 보행 유형 분석에서는 K-means 군집화와 엔트로피 기반 평가를 결합하여 관찰자의 육안적 보행 유형 구분을 데이터 기반으로 재현하였다. 무릎, 골반, 상체 기울기와 같은 관절 특징이 핵심 분기 기준으로 반복 선택되었으며, 관절각 간 위상 관계를 리사주 곡선으로 표현함으로써 시간 축 의존성이 제거된 상태에서 보행 협응 패턴을 시각적으로 비교할 수 있음을 보였다. 단일 리사주 곡선 기반 표현만으로도 기존 보행 유형 분류 구조가 재현되어, 리사주 곡선의 독립적인 분류 특징 공간으로서의 가능성을 확인하였다. 이어 보행 각도 특징을 기반으로 성별과 연령에 따른 보행 특성을 분석하였다. 2차원 관절 특징쌍 탐색과 가우시안 분포 기반 시각화를 통해 Nose--Ankle, Knee 진폭, Pelvis--Ankle 등의 조합이 낮은 차원에서도 안정적인 분별력을 보였으며, BMI 기반 분류 실험과의 비교를 통해 상체 정렬과 하지 스윙의 협응 패턴이 개인 특성을 반영하는 핵심 요인임을 확인하였다. 더 나아가 운동 수행 관점에서 10종의 에어로빅 동작을 대상으로 전문가 기준 동작과 비전문가 수행을 비교 분석하였다. 반복 수행 동작을 주기 단위로 정렬한 뒤, 피어슨 상관계수와 관절 가동 범위 기반 가중치를 적용하여 관절별 수행 재현도와 개인별 강점·약점을 정량화하였다. 이를 통해 운동 수행 과정에서 학습이 충분히 이루어진 관절과 지속적으로 취약한 관절을 관절 수준에서 객관적으로 도출할 수 있음을 보였다. 본 연구는 비전 기반 Skeleton 관절각 분석을 통해 보행과 운동 수행을 통합적으로 해석할 수 있는 헬스케어 분석 틀을 제시하며, 비접촉·저비용 환경에서의 보행 모니터링, 개인 특성 분석, 맞춤형 운동 지도 및 재활 피드백 시스템으로의 확장 가능성을 제시한다.

아킬레스건 파열 수술 후 이동운동의 생체역학적 분석

허정 한국체육대학교 2021 국내석사

아킬레스건 파열의 수술적 치료 후 일상생활과 운동의 참여(return to play)로 복귀시키기 위한 평가 방법으로 기능적 평가(종아리 둘레, 발꿈치 들기 등)와 ATRS 설문(achilles tendon rupture score)이 보편적으로 이루어지고 있지만, 실질적인 동작을 포함한 생체역학적 관점에서 관절의 기능적 분석이 요구되어진다. 따라서 본 연구의 목적은 아킬레스건 파열 수술 후 걷기, 달리기 동작의 운동학적, 운동역학적 차이를 일반인(CON)과 비교하여 아킬레스건 파열 수술 집단(ATR)의 하지관절 기능적 회복 정도 분석하고 ATRS 설문과의 연관성 분석을 통해 아킬레스건 재파열 방지와 파열 후 기능적 손실로 인한 2차 손상의 가능성을 감소하는 데 기여하고자 한다. 본 연구의 대상자는 아킬레스건 파열 수술 경험이 있는 ATR 집단 11명(나이: 30.63±5.69 years old, 신장: 172±4.47 cm, 체중: 77±11.34 kg, 수술 후 시간경과(월): 29.81±0.27)과 신체가 건강한 CON 집단 11명(나이: 29.81±4.55 years old, 신장:172.63±5.33 cm, 체중: 75.72±7.73 kg)을 모집 하였다. 본 연구는 한국체육대학교 생명윤리위원회의 승인을 받았으며(IRB승인 번호: 20200518-033), 연구 대상자는 자료 수집 전 모든 선수들의 참가동의를 받아 진행하였다. 걷기 및 달리기동작을 분석하기 위해 8대의 적외선 카메라(Oqus 300, Qualisys, Sweden, 100 Hz)와 2대의 지면반력기가 내장된 트레드밀(Bertec, USA, 1000 Hz)로 측정하였다. 측정 프로그램은 Qualisys사의 QTM(Qualisys Track Manager Ver. 2.15) 프로그램을 이용하였으며, 측정된 데이터는 Visual 3D(C-motion Inc. USA)를 통하여 데이터처리 하였다. 이때 차단주파수는 위치데이터 걷기 6 Hz, 달리기 12 Hz로 지면반력데이터는 100 Hz로 설정하였다. 산출변인은 발목관절 최대근력, 걷기 및 달리기 동작 중 나타나는 보행변수(지지시간, 보폭거리, 보빈도), 하지관절각도(ROM), 하지 관절각도, 관절모멘트, 관절파워를 산출하였다. 통계처리는 ATR 집단과 CON 집단에서의 걷기, 달리기 동작 중 나타나는 차이를 비교하기 위하여 독립표본 t-test를 사용하였으며, ATR 집단 내 손상측, 비손상측의 차이 비교를 하기위하여 대응표본 t-test를 사용하였다. 또한, ATRS 설문과 회복시간과의 관계 및 회복기간에 따른 근력의 관계를 보기위하여 피어슨 적률 상관계수(Pearson's product-moment correlation coefficient)를 실시하였다. 이때 SPSS 18.0 프로그램(IBM, USA)을 사용하였으며, 유의수준은 α=.05 설정하였다. 1) 등속성근기능 검사 (1) 등속성근기능 검사는 각속도 30 deg/s, 60 deg/s 두 가지 각속도에서 ATR 집단과 CON 집단 간 발목관절의 근력의 차이는 나타나지 않았으며, 또한, ATR 집단 내 손상측과 비손상측에서 근력의 차이는 나타나지 않았다. 2) ATR 집단과 CON 집단 간 비교 (1) 두 집단 간 3.3 m/s 달리기 시 ATR 집단이 CON 집단에 비해 더 작은 무릎 굽힘이 나타났다. 더 작은 굽힘이 나타남으로 인해 ATR 집단 내 아킬레스건 파열로 인해 영향을 받은 것으로 판단된다. 3) ATR 집단 내 비교 (1) ATR 집단 내에서 1.4 m/s 걷기 시 손상측이 비손상측에 비해 더 큰 무릎관절의 폄이 나타났다. 이와 같은 결과는 아킬레스건 파열 수술 후 종아리세갈래근군의 약화로 인해 보다 안정적인 걷기 운동을 하기 위해 보상작용이 나타났다. (2) ATR 집단 내에서 달리기(2.4 m/s)에서 발목관절각도(ROM) 손상측이 비손상측에 비해 더 작게 나타났으며, 이와 같은 결과는 아킬레스건 파열 수술 후 회복과정에서의 아킬레스건 신장으로 인해 발목관절 움직임이 제한된 것으로 판단된다. (3) ATR 집단 내에서 달리기(2.4 m/s, 3.3 m/s)에서 손상측이 비손상측에 비해 더 낮은 각속도가 나타났다. 이와 같은 결과는 아킬레스건 신장으로 인해 발목관절 움직임의 제한과 이력현상으로 인한 기능 저하로 판단된다. (4) ATR 집단 내에서 달리기(2.4 m/s, 3.3 m/s)에서 손상측이 비손상측에 더 낮은 양(+)의 파워가 나타났다. 이와 같은 결과는 아킬레스건 신장으로 인해 보다 빠른 발바닥 쪽 굽힘이 필요한 동작에서 관절의 기능적 저하가 발생하였고, 아킬레스건 파열 수술 후 기능적 저하가 나타난 것으로 판단된다. It takes six months in average to return to play (RTP) after undergoing the achilles tendon rupture surgery. The outcome of the surgery is evaluated through a functional test (heel raising, highest level in heel raising, subjective response to questionnaire, ultrasound examination), and it was found that there was a functional decline 1-2 years after the surgery though there was no difference in the subjective questionnaire scores. In addition, the evaluation methods to allow the resume of daily life and exercise after surgical treatment of the ruptured Achilles tendon generally include functional evaluation (calf circumference, heel raising) and ATRS questionnaire, however, functional problems of joints in practical motions should be examined from a biomechanical perspective. The purpose of this study was, therefore, to investigate the functional problems occurring, during locomtoion, after achilles tendon rupture surgery and degree of asymmetry between injured and non-injured sides of the leg through biomechanical analysis. The subjects were divided into ART group who experienced achilles tendon rupture surgery (n=11; age = 30.63±5.69 years old; height = 172.00±4.47 cm; weight = 77.00±11.34 kg; time lapse from surgery = 29.81±0.27 months) and healthy control group (n=11; age = 29.81±4.55 years old; height = 172.63±5.33 cm; weight = 75.72±7.73 kg). This study was approved by the Bioethics Committee of Korea National Sports University (IRB No.: 20200518-033), and the informed consents were obtained from all subjects before collecting data. The walking and running trials were collected using eight infrared cameras (Oqus 300, Qualisys, Sweden, 100 Hz) and an instrumented treadmill (Bertec, U.S.A., 1000 Hz) and analyzed by using QTM (Qualisys Track Manager Ver. 2.15; Qualisys, U.S.A). The measured data were processed using Visual 3D (C-motion Inc., U.S.A.). The cutoff frequencies were set as 6Hz for walking, 12Hz for running data, and 100Hz for force plate data. The variables included maximum strength of ankle joint, gait variables related to walking and running (support time, stride distance, stepping frequency), lower limb range of motion (ROM), lower limb joint angle, joint moment, and joint power. The differences between the ATR group and the control group were analyzed using the independent t-test, and the differences between affected and unaffected sides in ART group were analyzed using paired t-test. In addition, the Pearson's product-moment correlation coefficient was performed to investigate the relationships between ATRS questionnaire result and time lapse from surgery and between muscle strength and time lapse from surgery. SPSS 18.0 program (IBM, U.S.A.) was used in performing statistics and the significance level was set as α=.05. 1) Isokinetic Muscular Function Test (1) In this test, there were no difference between two groups for both angular velocities of 30 and 60 deg/s (p>.05) and also no difference between affected and unaffected sides within ART group (p>.05). 2) Difference between ART and control groups (1) The ATR groups, in 3.3m/s running test, showed smaller knee flexion compared to that in control group, which seems to be due to the achilles tendon rupture. 3) Difference within ART group (1) The affected side, during 1.4m/s walking, showed greater knee joint extension compared to that of unaffected side, which might be compensatory effect to establish more stable walking by supporting triceps surae group that was weakened after achilles tendon rupture surgery. (2) The affected side, during 2.4m/s running, showed less ankle joint ROM compared to that of unaffected side, which might be due to limitation to ankle joint by extension of achilles tendon during recovery after surgery. (3) The affected side, during 2.4m/s and 3.3m/s running, showed lower angular velocity compared to that of unaffected side, which might be due to functional loss by hysteresis and limitation to ankle joint by extension of achilles tendon. (4) The affected side, during 2.4m/s and 3.3m/s running, showed lower positive joint power compared to that of unaffected side, which might be due to functional loss after surgery, resulting in slower plantar flexion of ankle joint when it requires faster movement.

골프 어드레스 동작 시 체형간 주요 관절각도 비교

최민철 건국대학교(충주캠퍼스) 2010 국내석사

본 연구는 세 체형별로 분류 하여 어드레스 동작 시 중요 각들을 비교 분석 하여 체형 간 어떠한 차이가 있는지 알아보는 것에 목적을 두었다. 연구 대상은 현 대학에서 골프를 전공으로 하는 학생 선수 43명으로 하였으며, 그중 외배엽이 9명, 중배엽이 24명, 내배엽이 10명으로 나타났다. 7번 아이언과 드라이버의 어드레스로 측정하였다. 정확한 각과 데이터를 위해 피험자 신체에 40개, 골프 클럽에 2개의 마커를 부착하여 3차원 영상 분석을 실시하여 어드레스 시 상체 전경 각, 어깨 측경 각, 양 무릎의 각, 스탠스와 무릎의 평행일치, 어깨와 목표방향의 평행일치, 골반과 목표방향의 평행일치를 알아보았다. 분석을 통하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 상체 전경 각은 7번 아이언의 어드레스 시 외배엽이 39.77˚, 중배엽이 38.84˚, 내배엽이 40.15˚로 나타났다. 드라이버 어드레스 시 외배엽이 35.07˚, 중배엽이 35.71˚, 내배엽이 34.71˚로 나타났다. 2. 어깨 측경각은 7번 아이언 어드레스 시 외배엽이 10.43˚, 중배엽이 11.45˚, 내배엽이 14.54˚로 나타났다. 드라이버 어드레스 시 외배엽이 12.97˚, 중배엽이 11.45˚, 내배엽이 14.54˚로 나타났다. 3. 양 무릎의 각은 오른쪽의 경우 7번 아이언 어드레스 시 외배엽이 153.53˚, 중배엽이 154.84˚, 내배엽이 153.48˚로 나타났으며, 드라이버 어드레스 시 외배엽이 155.33 중배엽이 154.40˚, 내배엽이 153.58˚로 나타났다. 왼쪽 무릎의 경우 7번 아이언 어드레스 시 외배엽이 156.32˚, 중배엽이 158.02˚, 내배엽이 155.19˚로 나타났으며, 드라이버 어드레스 시 외배엽이 159.41˚, 중배엽이 158.03˚, 내배엽이 156.53˚로 나타났다. 4. 스탠스와 무릎의 평행일치는 7번 아이언 어드레스 시 외배엽이 1.67˚, 중배엽이 2.10˚, 내배엽이 1.77˚로 나타났으며, 드라이버 어드레스 시 외배엽이 2.34˚, 중배엽이 3.70˚, 내배엽이 3.07˚로 나타났다. 5. 무릎과 골반의 평행일치는 7번 아이언 어드레스 시 외배엽이 -3.96˚, 중배엽이 -5.02˚, 내배엽이 -4.19˚로 나타났으며, 드라이버 어드레스 시 외배엽이 -0.99˚, 중배엽이 -4.11˚, 내배엽이 -1.96˚로 나타났다. 6. 골반과 어깨의 평행일치는 7번 아이언 어드레스 시 외배엽이 1.74˚, 중배엽이 1.79˚, 내배엽이 2.12˚로 나타났으며, 드라이버 어드레스 시 외배엽이 1.92˚, 중배엽이 2.99˚, 내배엽이 1.69˚로 나타났다. 7. 어깨와 목표방향의 평행일치는 7번 아이언 어드레스 시 외배엽이 1.98˚, 중배엽이 1.22˚, 내배엽이 2.35˚로 나타났으며, 드라이버 어드레스 시 외배엽이 5.23˚, 중배엽이 3.87˚, 내배엽이 4.96˚로 나타났다. 8. 골반과 목표방향의 평행일치는 7번 아이언 어드레스 시 외배엽이 0.24˚, 중배엽이 -.57˚, 내배엽이 0.22˚로 나타났으며, 드라이버 어드레스 시 외배엽이 3.93˚, 중배엽이 0.53˚, 내배엽이 4.42˚로 나타났다. 결과를 보면 상체 전경 각은 체형이 비대한 체형일수록 상체의 각은 더 신전 되는 것으로 나타났다. 이것은 스윙의 궤도가 비대한 사람일수록 플렛한 스윙이 알맞기 때문에 어드레스 시 상체가 더 신전 되는 것으로 보여 진다. 어깨 측경 각도 비대한 체형일수록 우측으로 더 기울여 진 것은 백스윙 시 마른 체형보다 어깨 회전을 원활하게 하기 위한 것으로 보여 진다. 양 무릎의 각은 전체적으로 비슷하게 나타났으며 오른쪽 무릎이 왼쪽 무릎보다 더 굽혀지게 나타났다. 이것은 어깨 측경 각의 영향을 받아 더 굽혀지는 것으로 보여 진다. 또한 드라이버 보다 7번 아이언에 경우 양 무릎 모두 더 굽혀지는 것으로 나타났다. 클럽의 길이에 영향을 받는 것으로 보여 진다. 목표 방향과 몸의 정렬은 전체적으로 목표 지점 보다 우측을 향해 있는 것으로 나타났으며 무릎과 골반의 평행일치에서만 왼쪽을 향하게 나타났다. 이것은 오픈 스탠스의 영향 때문이라고 생각 되며, 골반과 무릎의 평행 일치는 평행을 맞추려고 하여 목표 방향 보다 약간 좌측을 향하게 나타나는 것으로 생각된다. Comparison of major joint angles at golf address stance This study is aimed at comparing and analyzing major body angles at the address stance by categorizing the body types into 3 different types in order to find out the differences in the differences in the angles per body type. 43 students who currently major in the study of golf at universities were selected and studied as the research objects. 9 of them turned out to be the ectoderm while 24 of them to be the mesoderm. The remaining 10 students were the endoderm. The measurement was carried out at the address stance with the number 7 iron and the driver. For the accurate angle measurement and data collection, 40 makers and 2 markers were attached to the body of the object and the golf club respectively to carry out the three dimensional image analysis which reflected the angle of anteversion of the upper body, side angle of shoulders, angle of both knees, the parallel of stance and knees, parallel of shoulders and target direction, parallel of pelvis and target direction at the address stance. As a result of the analysis, the following results have been obtained. 1. For the angle of anteversion of the upper body at the address stance with the number 7 iron, it was 39.77˚ for the ectoderm, 38.84˚ for the mesoderm, and 40.15˚ for the endoderm. At the address stance using the driver, it was 35.07˚ for the ectoderm, 35.71˚ for the mesoderm, and 34.71˚ for the endoderm. 2. The side angle of the shoulders at the address stance with the number 7 iron, it was 10.43˚ for the ectoderm, 11.45˚ for the mesoderm, and 14.54˚ for the endoderm. At the address stance with the driver, it was 12.97˚ for the ectoderm, 11.45˚ for mesoderm, and 14.54˚ for the endoderm. 3. For the angle of the right knee at the address stance with the number 7 iron, it was 153.53˚ for the ectoderm, 154.84˚ for mesoderm, and 153.48˚ for the endoderm. At the address stance with the driver, it was 155.33 for the ectoderm, 154.40˚ for the mesoderm, and 153.58˚ for the endoderm. For the left knee at the address stance with the number 7 iron, it was 156.32˚ for the ectoderm, 158.02˚ for the mesoderm, 155.19˚ for the endoderm, At the address stance with the driver, it was 159.41˚ for the ectoderm, 158.03˚ for the mesoderm, and 156.53˚ for the endoderm. 4. For the parallel of stance and knees at the address with the number 7 iron, it was 1.67˚ for the ectoderm, 2.10˚ for the mesoderm, and 1.77˚ for the endoderm. At the address with the driver, it was 2.34˚ for the ectoderm, 3.70˚ for the mesoderm, and 3.07˚ for the endoderm. 5. For the parallel of knees and pelvis at the address with the number 7 iron, it was -3.96˚ for the ectoderm, -5.02˚ for the mesoderm, -4.19˚ for the endoderm. At the address stance with the driver, it was -0.99˚ for the ectoderm, -4.11˚ for the mesoderm, and -1.96˚ for the endoderm. 6. For the parallel of pelvis and shoulders at the address stance with the number 7 iron, it was 1.74˚ for the ectoderm, 1.79˚ for the mesoderm, and 2.12˚ for the endoderm. At the address with the driver, it was 1.92˚ for the ectoderm, 2.99˚ for the mesoderm, and 1.69˚ for the endoderm. 7. For the parallel of shoulders and target direction at the address stance with the number 7 iron, it was 1.98˚ for the ectoderm, 1.22˚ for the mesoderm, and 2.35˚ for the endoderm. At the address stance with the driver, it was 5.23˚ for the ectoderm, 3.87˚ for the mesoderm, and 4.96˚ for the endoderm. 8. For the parallel of pelvis and target direction at the address stance with the number 7 iron, it was 0.24˚ for the ectoderm, -.57˚ for the mesoderm, and 0.22˚ for the endoderm. At the address with the driver, it was 3.93˚ for the ectoderm, 0.53˚ for the mesoderm, and 4.42˚ for the endoderm. The result shows that the angle of anteversion of the upper body becomes wider for a larger body type. It seems that the upper body becomes extended at the time of address because a flat swing is more appropriate for a bigger person. The reason why the side angle of shoulders becomes more inclined to the right side for bigger people is because they need to do the shoulder swing more easily than thin people at the time of back swing. The angle of both knees showed similar results in overall, and the right knee was bent more than the left knee. It was probably because the right knee was influenced by the side angle of shoulders. In addition, both knees were bent more at the address stance with the number 7 iron than at the address with the driver. It was probably influenced by the length of the club. The target direction and body alignment faced more to the right side than the target spot, and faced to the left side only when the knees and the pelvis were paralleled. It was probably because of the influence of open stance. It seems that pelvis and knees turned a little bit more to the left side than the target direction in order to maintain the parallel.

전투훈련동작에 적합한 전투복 상의 평가기준과 패턴 개발

이주현 서울대학교 대학원 2012 국내박사

본 연구에서는 20대 남성을 대상으로 전투훈련동작의 3차원 관절각과 동작에 따른 체표길이 변화를 분석하여 이를 기초로 전투훈련동작에 적합한 전투복 상의 평가 기준과 패턴 제도법을 개발하였다. 전투훈련동작을 분석하여 전투복 상의의 평가 기준을 개발한 결과는 다음과 같다. 첫째, 전투복 상의의 전투훈련동작에 대한 적합성을 평가하기 위한 평가동작을 선정하기 위해 20대 남성 4명을 대상으로 전투훈련동작 12가지에 대한 목, 어깨, 팔꿈치, 몸통 관절의 3차원 관절각 분석을 실시하였다. 각 관절별로 최대값이 나타난 동작을 기준으로 5가지의 평가동작을 선정하였다. 수류탄 던지기 훈련에서는 목관절 외전, 어깨관절 외전, 몸통관절 회전 각도값이 최대로 나타난 서서던지기와 목관절 굴곡 각도값이 최대로 나타난 굽혀던지기가 선정되었다. 유격훈련에서는 어깨관절 굴곡 각도값이 최대로 나타난 높이뛰기와 몸통관절 굴곡 및 신전 각도값이 최대로 나타난 팔동작 몸통받쳐로 선정되었다. 각개전투훈련에서는 목관절 신전 및 회전, 어깨관절 신전 및 내전, 팔꿈치관절 굴곡, 몸통관절 외전 각도값이 최대로 나타난 응용포복으로 선정되었다. 둘째, 전투복 상의의 전투훈련동작에 대한 적합성을 평가하기 위한 평가항목을 선정하기 위해 5가지 평가동작별 프레임 분석을 실시하여 각도값이 최대인 시점의 세부동작을 선정하였고, 세부동작의 3차원 인체형상에 대한 체표길이 변화를 분석하여 동작별 체표길이 변화가 큰 부위를 선정하였다. 세부동작은 5가지의 평가동작에 대한 6가지의 세부동작이 선정되었고, 서서던지기 동작의 세부동작을 동작1, 높이뛰기 동작의 세부동작을 동작2, 팔동작몸통받쳐 동작의 세부동작을 동작3, 응용포복 동작의 세부동작을 동작4와 동작5, 굽혀던지기의 세부동작을 동작6으로 명명하였다. 세부동작에 대한 체표길이가 최대로 나타난 부위를 분석하여 평가항목을 선정하였으며, 동작1은 앞품, 동작2는 뒤품과 위팔둘레선 부위, 동작3은 허리둘레, 동작4는 진동둘레와 옆선길이, 동작 5는 팔꿈치둘레선 부위와 소매길이, 동작6은 칼라높이로 선정하였다. 셋째, 선정된 평가동작과 항목을 바탕으로 전투복 상의 패턴 기준선과 선행연구의 착의평가 문항을 참고하여 전투복 상의의 전투훈련동작에 대한 적합성을 평가하기 위한 평가문항을 개발하였다. 평가문항은 정립 자세에 대한 형태 적합성과 전투훈련동작에 대한 동작 적합성으로 구성하였다. 형태 적합성은 착용자의 치수 적합성과 전문가 평가자의 외관 평가로 구성하였으며, 동작 적합성은 일반동작과 전투훈련동작에 대한 적합성을 평가하도록 구성하였다. 전투훈련동작의 분석을 통한 전투복 상의 패턴 개발 및 착의 평가 결과는 다음과 같다. 첫째, 전투훈련 동작의 체표 신축률 분석을 통해 산출된 최소 필요 여유량을 기존 셔츠원형 제도 공식에 적용하여 패턴을 제도하였다. 여유량의 적용은 체표 신축률을 그대로 제도식에 적용한 경우와 참고하여 적용한 경우로 나누어 설정하였고, 체표 신축률을 그대로 적용한 제도 항목은 앞품, 진동둘레의 여유주름, 소매다트, 고젯 폭의 4가지 항목이며, 신축률을 참고한 제도 항목은 소매부리둘레와 옆선길이의 2가지 항목으로 하였다. 기존 셔츠원형 제도 공식에서 계산식에 의한 항목인 앞품, 뒤품, 진동깊이, 목밑너비의 4가지 항목에 대해서는 제 5차 인체치수조사사업의 20~30대 남성 1,033명의 인체치수 데이터를 이용하여 재설정하였다. 직접측정치 사용항목과 계산 치수 사용항목을 변수로 하는 상관관계 분석과 회귀분석을 실시하였고, 도출된 회귀식은 ‘앞품=0.21×가슴둘레+17.8’, ‘뒤품=0.21×가슴둘레+20.2’, ‘진동깊이=(0.26×등길이)+(0.07×가슴둘레)+0.9’, ‘목밑너비=0.24×목둘레+4.4’이다. 연구 패턴에 대한 2회의 착의평가를 거쳐 최종 패턴 제도법을 제시하였다. 둘째, 최종 개발 패턴에 대한 객관적인 평가를 얻기 위해 기존 전투복과 비교하여 착의평가를 실시하였다. 평가 결과, 본 연구에서 개발한 최종 전투복이 기존 전투복에 비하여 더 좋은 평가를 얻었다. 최종적으로는 기존 전투복에 비해 둘레항목에서의 여유량은 감소하였으며, 형태 적합성과 동작 적합성이 향상된 결과를 얻을 수 있었다. 이상의 과정을 통하여 전투훈련동작을 분석하였고, 이를 바탕으로 전투훈련동작에 대한 적합성 평가기준과 전투훈련에 적합한 전투복 상의 패턴을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 전투복 상의 평가기준 및 패턴 제도법은 호칭체계에 의해 생산되고 있는 전투복의 패턴 표준화를 위한 기초 자료로써 효율적으로 활용될 것으로 기대된다.

달리기 시 걸음 간격이 상지 관절 운동학에 끼치는 영향

함현수 고려대학교 대학원 2025 국내석사

본 연구는 성인 남성을 대상으로 달리기 시 보폭 간격(step width)의 변화가 상지 관절의 운동학에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 총 9 명의 아마추어 러너들이 참여하였으며, 트레드밀에서 하지 길이를 기준으로 0%, 20%, 30%의 세 가지 보폭 조건으로 달리기를 수행하였다. 견관절과 주관절의 관절 가동범위(range of motion, ROM)및 평균 관절각도(mean joint angle)는 3 차원 동작분석 시스템을 통해 측정되었고, 반복측정 일원분산분석(one-way repeated measures ANOVA)을 통해 통계적 검정을 실시하였다. 분석 결과, 견관절과 주관절의 관절 가동범위는 조건 간 유의한 차이를 보이지 않았으나(p > .05), 평균 관절각도에서는 보폭이 넓어짐에 따라 견관절의 외전과 주관절의 신전 각도가 유의하게 증가하였다(p < .05). 이러한 결과는 상지를 몸통으로부터 이격시켜 모멘트암(moment arm)을 확장하고, 이를 통해 관성적 각운동량을 증가시킴으로써 자세 안정성과 전신 균형 유지에 기여하는 생체역학적 전략을 시사한다. 상지의 움직임은 하지의 운동에 단순히 수동적으로 동조하는 것이 아니라, 능동적인 자세 제어 기전으로 작용함을 보여주며, 향후 러닝 퍼포먼스 향상 및 훈련 프로그램 설계 시 상지, 하지 통합 제어 전략의 중요성을 강조한다. This study aimed to investigate the effects of step width modulation on upper limb kinematics during running. Nine recreational male runners participated in the experiment, performing treadmill running under three step width conditions (0%, 20%, and 30% of individual leg length). A three-dimensional motion capture system was used to compute the range of motion (ROM) and mean joint angles of the shoulder and elbow joint. One-way repeated measures ANOVA was conducted to analyze differences across conditions. There were no significant differences in joint ROM for either the shoulder or elbow (p > .05). However, mean shoulder abduction and elbow extension angles significantly increased with wider step widths (p < .05). The human motor system chose to increase the moment arm of the upper limbs relative to the body’s center of mass to counteract the greater transverse plane angular momentum of the upper body resulting from the ground reaction force in running with wider step widths. Such a strategy may be considered as an active control of the system to stabilize the body in the ML direction for forward progression. These findings highlight the importance of upper -limb control in running mechanics and may inform future training interventionsi that aim to optimize performance through integrated upper-limb and lower-limb coordination strategies.

엘리트 골퍼와 레크리에이션 골퍼의 풀스윙 과정에서의 운동 시퀀스와 근육 활동의 운동 역학 분석

이백연 전북대학교 일반대학원 2023 국내박사

연구 배경 및 목적: 엘리트 골퍼는 오랜 훈련과 경기를 거쳐 좋은 동작 모드를 형성했으며 구체적으로 자세 조정, 좋은 관절 운동 시퀀스, 합리적인 근육 활동에서 나타냈다. 위의 변화는 운동학적 및 근전계 매개변수에 의해 반영될 수 있다. 이를 통해 엘리트 골퍼의 좋은 스윙 기술을 이해하고 경험이 부족한 레크리에이션 골퍼를 지도하고 지원한다. 본 연구의 목적은 엘리트와 레크리에이션 골퍼를 대상으로 하여 풀스윙 과정에서 엘리트와 레크리에이션 골퍼의 운동 시퀀스와 근육 활동을 분석하는 것이다. 엘리트 골퍼들이 왜 레크리에이션 골퍼들보다 경쟁요소가 한 수 위인지 탐구한다. 동시에, 그것은 레크리에이션 골퍼에게 궁극의 풀 스윙 메커니즘을 제공한다. 연구 방법: 엘리트 골퍼 5명과 레크리에이션 골퍼 5명을 연구 대상으로 삼았다.테스트 전 5분간 워밍업한 후 MVC 테스트를 완료하였으며, 피험자는 7-iron 클럽을 사용하여 5개의 스윙을 수행하고 분석을 위해 3개의 최상의 스윙 데이터를 취하였다. 운동학적 데이터를 수집하기 위해 OptiTrack Motion Capture System(내추럴포인트, Inc., Corvallis, OR, USA)을 사용하며, 3D 모션 데이터는 Visual 3D 소프트웨어(C-Motion, USA)로 전송되어 골프 스윙 위상 분할 및 관절 각도 변경과 같은 후속 데이터 분석을 할 수 있습니다. 골프 스윙 시 EMG 신호는 Trigno Wireless 센서(Delsys, Natick, MA, USA)를 사용하여 수집하였으며 EMG 분석은 EMGworks(Delsys)를 사용하여 수행하였다. 캐디 SC300GPS(보이스캐디, 서울, 대한민국)는 볼 스피드, 스윙 스피드, 캐리, 스매시 팩터, 발사 각도, 정점을 기록하는 데 사용되었다. 데이터는 프리즘 통계 소프트웨어 9.0(GraphPad Corporation, San Diego, California, USA)에서 처리되었다. 기술 통계량은 평균 ±로 보고되었다.EMGmax 백분율의 SD입니다. 엘리트와 레크리에이션 선수의 스윙 운동학과 EMG의 차이를 비교하기 위해 Independent samplet-test를 사용하였으며, 모든 통계적 유의수준은 *p<.05, **p<.01, ***p<.001, ****p<.0001로 설정하였다. 또한, 각 신체 세그먼트 간의 각속도 변화에 대해서는 (One-way ANOVA ) 방법을 사용하였다. 연구 결과: 본 연구의 결과, 첫째, 엘리트 골퍼들은 다운 스윙 시간을 더 짧게 사용하였다. 둘째, 엘리트 골퍼는 더 큰 pelvis, thorax, shoulder 및 wrist의 각도 변화와 X-Factor 분리 범위, 더 큰 관절 각 속도를 생성한다. 셋째, 두 골퍼 그룹은 스윙 시퀀스가 다르다(elite golfers: pelvis-thorax-left upperarm-left hand, recreational golfers: pelvis-thorax-left hand-left upperarm). 넷째, 엘리트 골퍼들은 스윙 전반에 걸쳐 특히 다운스윙 과정에서 몸통 근육(핵심근군)을 더 많이 사용하는데, 레크리에이션 골퍼들은 엘리트 골퍼들에 비해 몸통 근육이 적고 팔뚝 근육이 많이 사용된다. 논의 및 시사점: 엘리트 골퍼는 더 짧은 다운 스윙 시간을 사용하고, 엘리트 골퍼는 더 큰 pelvis,thorax,shoulder,wrist의 각도 변화와 X-Factor 분리 범위를 사용하여 더 큰 관절각 속도를 생성하며, 엘리트 골퍼의 신체 각 세그먼트가 근위부터 원위까지 전달되는 효과적인 운동 시퀀스를 형성하여 더 큰 헤드 속도와 샷 거리를 생성하며, 또한 엘리트 골퍼는 다운 스윙 동안 체간 근육군의 높은 활성화 수준을 유지하는데, 이는 더 높은 각 속도를 생성하고 신체의 안정성을 유지하는 것과 관련이 있는 것으로 보입니다.반면 레크리에이션 골퍼들이 팔동작을 많이 쓰는 것은 신체의 유연성이 코어 근력 부족과 관련이 있을 수 있다.따라서 레크리에이션 골퍼들은 신체의 유연성 훈련에 중점을 두고 이러한 근육 그룹의 조화를 증가시키기 위해 체간 그룹의 근육 힘을 표적화하는 것이 좋다.

쥐 좌골 신경 신호를 이용한 발목관절 각도 추정

송강일 연세대학교 대학원 2011 국내석사

정상 성인의 어깨 바깥돌림 운동 시 관절각도에 따른 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근 활성비 비교

양동석 가천대학교 보건대학원 2018 국내석사

본 연구는 어깨 바깥돌림을 하는 동안 관절각도에 따른 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근 활성비를 비교하는 것이다. 연구의 대상자는 어깨 손상 혹은 불안정성이 없으며, 어깨돌림띠 손상에 대한 병력이 없는 건강한 성인남녀 48명을 대상으로 어깨 바깥돌림시 관절각도를 다르게 하여 수행하였다. 웨이트 풀리(weight pulley)를 이용하여 등척성 운동을 실시하였으며 관절각도를 30°, 45°, 60°로 설정하였다. 표면 근전도를 이용하여 가시아래근, 뒤어깨세모근, 중간등세모근, 아래등세모근의 근 활성도를 측정하였으며 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근 활성비를 확인하였다. 어깨 바깥돌림 운동 시 관절각도에 따른 근 활성도는 중간등세모근을 제외한 가시아래근, 뒤어깨세모근, 아래등세모근에서 유의한 차이가 있었다(p<.05). 가시아래근의 경우 어깨 바깥돌림 30°에서 가장 높았고. 뒤어깨세모근, 중간등세모근, 아래등세모근은 60°에서 가장 높았다. 가시아래근과 뒤어깨세모근의 근 활성비 비교에서는 유의한 차이가 있었으며(p<.05). 어깨 바깥돌림 30°에서 가장 높았다. 본 연구결과를 바탕으로 가시아래근과 뒤어깨세모근 사이의 불균형으로 인한 어깨관절의 불안정성으로 통증을 호소하는 환자에게 어깨 바깥돌림 30° 자세에서의 운동을 제안한다.