Ⅰ 서 론

1 연구의 배경 및 필요성

등속성 측정 장비는 관절의 변화에 따라 운동 범위 에 걸쳐 근육이 받는 스트레스가 동일한 부하를 받지 못하는 기존 트레이닝 방법과는 다르게 관절 운동 전 범위에서 동일한 최대 부하를 유지하면서 근력 측정이 가능하다는 이점이 있어 지속적으로 보급되어 왔고, 최근 관련 연구가 활발히 연구가 행해지고 있다(윤남 규, 2009). 등속성 기기는 근력강화를 위한 운동 목적 에서 사용될 뿐만 아니라 관절의 각 위치마다 회전력 (torque)을 객관적으로 측정가능하며 사지의 양쪽 근 력을 비교하는데 용이하다(김효철, 2000).

일상생활활동과 스포츠 활동에서 무릎관절을 움직 일 때 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근은 작용근과 대항 근으로 상호보완적 작용을 하게 되는데, 넙다리네갈래 근이 단축성 수축을 하면 뒤넙다리근이 신장성 수축을 하여 동작을 억제하고 움직임의 속도를 줄여 주는 역 할을 하거나 뒤넙다리근이 단축성 수축을 하면 넙다리 네갈래근이 신장성 수축을 하여 동작을 억제하고 움직 임의 속도를 줄여 주는 역할을 한다(임완기와 임승길, 2009). 무릎관절의 등속성 폄에 대한 상대적인 등속성 굽힘의 비율은 굽힘/폄 비율(hamstring/quadriceps strength ratio : 이하 H：Q 비율)이라고 불리우며, 무 릎관절 근력의 적절성을 보이는데 있어 흔히 사용되는 변수이기도 하다(Aagaard 등, 1998).

전통적 H：Q 비율은 실제 스포츠 활동과 동적 활동 의 특징을 잘 반영하지 못하고 있다. 즉 많은 신체활동 에서 작용근과 대항근으로 작용하는 넙다리네갈래근 과 뒤넙다리근의 근력 관계는 전통적 H：Q 비율만으 로는 충분한 설명이 되지 못지는 못하지만, 낮은 H：Q 비율은 다리 손상의 위험증가와 관련되어 있다고 보고 되고 있다(Myer 등, 2004). 그러나 Aagaard 등(1998)은 무릎관절의 근력을 평가함에 있어서 전통적 H：Q 비 율만을 평가하는 것보다는 기능적 H：Q 비율을 함께 평가하는 것이 보다 완전한 평가를 할 수 있다고 제안 하였다. 기능적 H：Q 비율은 신장성 뒤넙다리근의 근 력을 단축성 넙다리네갈래근의 근력으로 나눈 값 (Hecc/Qcon)과 단축성 뒤넙다리근의 근력을 신장성 넙 다리네갈래근 근력으로 나눈 값(Hcon/Qecc)으로 정의 된다(김용권, 2003).

근력은 관절 각도에 따라 달라지는데, 일반적으로 엉덩관절 굽힘 각도가 0ﾟ인 바로 누운 자세에서는 몸 통과 골반, 복부의 근육, 항 중력근들이 최대한 이완되 고 골반의 근 활동시 안정적 고정을 할 수 없으나 앉은 자세인 엉덩관절 굽힘 각도가 90ﾟ자세에서는 엉덩관 절 굽힘근과 몸통의 근육들은 엉덩관절을 직각으로 지 탱하고 몸통이 넘어지지 않도록 골반을 견고하게 고정 하게 된다. 따라서 무릎관절의 효율은 엉덩관절의 굽 힘 각도에 따라 큰 영향을 받게 된다(이재학, 2002). 강 세윤 등(1987)은 등속성 운동기구를 이용하여 두 개의 관절과 연결되는 근육은 몸쪽 관절의 각도에 따라 근 력의 변화가 있다고 하였고, 또한 등속성 운동 검사 시 검사의 자세의 변화는 토크 값에 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다고 보고되고 있다(Findley 등, 2000). 조현철(2009)은 0ﾟ, 20ﾟ, 40ﾟ, 60ﾟ, 80ﾟ, 90ﾟ 여 섯 가지 측정 자세에서 무릎관절의 최대파워 (peakpower)는 엉덩관절이 굽힘 될수록 측정값이 증가 되었지만 90ﾟ 각도에서는 감소하는 경향을 보였다고 하였고, 채정병(1998)은 엉덩관절 굽힘 0ﾟ, 45ﾟ 보다 90ﾟ 굽힘 자세에서 근력변화와 효율성이 크다고 하였다.

따라서, 본 연구는 엉덩관절 굽힘각도와 각속도에 따라 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 전통적 H:Q과 기능정 H:Q의 변화를 관찰하여 효과적인 스포츠 손상 예방법 제작을 위한 기초 근거를 마련하고자 한다.

Ⅱ 연구 방법

1 연구대상

본 연구의 대상자는 과거 무릎관절에 수술을 받은 병력이 없으며, 현재 허리와 무릎 등의 관절계통에 의 학적인 문제점이 없는 자발적으로 참여의사를 밝힌 건 강한 20대 성인 남･여 30명을 대상으로 하였다. 대상 자들의 일반적 특성은 다음과 같다(Table 1). Table 2

2 측정도구 및 방법

1) 등속성 근력검사

엉덩관절 굽힘 각도의 증가에 따라 뒤넙다리근과 넙 다리네갈래근의 근력변화와 효율성이 큰 영향을 받는 다는 채정병(1998)의 선행 연구에 기초하여 20ﾟ 범위의 3종류 50ﾟ, 70ﾟ, 90ﾟ의 경사각을 선택하고, 측정자들 은 엉덩관절 각도 50ﾟ, 엉덩관절 각도 70ﾟ, 엉덩관절 각도 90ﾟ의 자세에서 뒤넙다리근의 부위가 의자의 끝 에 닿게 하여 등받이를 뒤로 빼어 앉힌 다음 무릎관절 의 축이 기기의 회전축과 일치하도록 의자의 높이를 조정하였다. 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 동심성, 편심성 근력의 회전력을 측정하기 위하여 등속성 측정 기 System 4 Pro(Biodex, USA)를 사용하여 각속도 60ﾟ /s, 180ﾟ/s에서 측정을 시행했다(그림 1). 측정에 앞서 각도조절을 하였고, 측정 시에는 최대힘에서 3회 굽힘 근/폄근 운동을 실시하였고, 측정 시 관절의 가동범위 는 0ﾟ에서 90ﾟ까지 실행하도록 하였다. 또 대상자들은 시행 전 워밍업으로 실내용자전거타기를 10분간 시행 하였다. 실험자들은 각각의 앉은 자세 각도에서 움직 임에 앞서 외력이 영향을 받지 않게 하기 위하여 골반, 몸통, 허벅지 부위를 패드를 이용하여 고정하였으며, 실행 전 중력보정을 시행하여 다리의 무게가 측정값에 영향을 끼치지 않도록 하였다.

2) 전통적, 기능적 H：Q 비율의 개념

전통적 H：Q 비율과 기능적 H：Q 비율은 굽힘과 폄 움직임에서 모두 정량화될 수 있는 개념으로 계산 방 법은 다음과 같다(표 2). 본 연구에서는 임완기와 임승 길(2009)의 연구에서 정의한 조작적 정의를 사용하였 다. 따라서, 본 연구에서 사용한 전통적 H：Q 비율은 폄 및 굽힘의 움직임 중 더 의미있는 개념이라고 판단 되는 뒤넙다리근의 단축성 수축에 대한 넙다리네갈래 근의 단축성 수축(Hcon/Qcon)을 전통적 H：Q 비율이 라고 정의하였고, 기능적 H：Q 비율은 폄 및 굽힘의 움직임 중 더 의미 있는 개념이라고 판단되는 뒤넙다 리근의 신장성 수축에 대한 넙다리네갈래근의 단축성 수축(Hecc/Qcon)을 기능적 H：Q 비율이라고 정의하 였다.

3 자료분석

자료의 통계처리 방법은 spss 23.0 프로그램을 이용 하여 모든 자료의 평균과 표준편차를 산출하였다. 엉 덩관절 각도에 따른 전통적․기능적 뒤넙다리근과 넙다 리네갈래근의 비율을 비교를 위하여 일원배치분산분 석을 실시하였고, 엉덩관절 굽힘 각도에 따른 개체-간 검정을 위해 이원배치분산분석을 실시하였고, 유의수 준 α=.05로 설정하였다.

Ⅲ 결 과

1 엉덩관절 굽힘 각도와 각속도에 따른 전통적· 기능적 H：Q 비율 비교

엉덩관절 각도 사이에 기능적인 H：Q 비율과 전통 적인 H：Q 비율은 각속도가 60ﾟ, 180ﾟ 일 때 모두 유의 한 차이가 있었다(p<.05). 기능적 H : Q 비율은 각속도 가 60ﾟ 일 때 각 각도 사이에 유의한 차이고 있었고 (p<.001), 엉덩관절 90ﾟ 굽힘의 평균값이 가장 높았다. 각속도가 180ﾟ 일 때, 50ﾟ와 70ﾟ, 50ﾟ와 90ﾟ 사이에서 유의한 차이가 있었으며(p<.001), 엉덩관절 90도 굽힘 의 평균값이 가장 높았다. 전통적 H：Q 비율은 각속도 가 60ﾟ 일 때, 엉덩관절 굽힘 90ﾟ에서 평균값이 가장 높았지만 50ﾟ와 90ﾟ 사이에서만 유의한 차이고 있었다 (p<.05). 각속도가 180ﾟ 일 때는 각 각도 사이에 유의한 차이고 있었고(p<.001), 엉덩관절 90ﾟ 굽힘의 평균값 이 가장 높았다(Table 3). Table 4

2 엉덩관절 굽힘 각도에 대한 개체-간 효과 검정

개체-간 효과 검정에서 엉덩관절 50ﾟ 굽힘에서는 H：Q 비율과 각속도에서는 유의한 차이가 있었고 (p<.001), H：Q 비율과 각속도간에는 유의한 차이가 없었다(p>.05)(표 4). 엉덩관절 70ﾟ 굽힘에서는 H：Q 비율과 각속도, H：Q 비율과 각속도간에서 모두 유의 한 차이가 있었다(p<.001)(Table). 엉덩관절 90ﾟ 굽힘 에서는 H：Q 비율에서는 유의한 차이가 있었고(p<.001), 각속도에서도 H：Q 비율과 각속도간에도 유의 한 차이가 없었다(p>.05)(Table 6). Table 5

Ⅳ 고 찰

본 연구의 목적은 무릎관절의 등속성 근력 측정 시 엉덩관절 굽힘 각도와 각속도에 따른 전통적, 기능적 H：Q 비율에 미치는 영향을 알아보고자 20대 정상 성 인 30명을 대상으로 실시하였다.

1 엉덩관절 각도에 따른 기능적인 H：Q 비율과 전통적인 H：Q 비율의 차이

본 연구에서는 엉덩관절 각도의 증가에 따른 기능적 인 H：Q 비율과 전통적인 H：Q 비율에서 모두 통계학 적으로 유의한 차이가 있었으며, 기능적인 H：Q 비율 에서 더 큰 증가를 보였다. 축구선수를 대상으로 한 연 구에서 본 연구와 동일하게 기능적 H：Q 비율이 전통 적 H：Q 비율에 비해서 높았다고 보고한 김용권(2003) 의 연구와 일치하였다. 또한, 엉덩관절 90ﾟ에서 가장 큰 근력변화와 효율성을 보였다는 채정병(1998)의 연 구와도 일치하였다. 임완기와 임승길(2009)도 무릎관 절 등속성 근력 측정에서 기능적 H：Q비율이 전통적 H：Q비율에 비해 남․녀 모두에서 유의하게 높다고 하 였다.

근육의 효율은 엉덩관절의 위치에 큰 영향을 받으 며, 엉덩관절 굽힘 위치에서는 엉덩관절의 폄근은 긴 장되고 120ﾟ 굽힘 위치에서는 큰볼기근은 폄되어진다. 이 때 뒤넙다리근은 엉덩관절과 무릎관절이 완전히 펴 져 있을 때 길이의 약 50%가 더욱 늘어난다. 각도의 변화 즉, 엉덩관절 각도의 변화와 무릎관절 폄근의 힘 에 영향을 미친다는 주장에 대한 이론적 근거는 근육 의 길이와 장력(length-tension)의 관계에 의해 설명될 수 있다(Kendal 등, 2005).

따라서, 임완기와 임승길(2009)의 연구결과와 같이 기능적 H：Q 비율이 더 높으므로 신체적 활동이 많은 20대 남․여 모두에 있어서 뒤넙다리근의 신장성 근력 은 단축성 근력 보다 높다고 할 수 있고, 넙다리네갈래 근과 뒤넙다리근의 근육의 불균형과 잘못된 작용을 해 결하기 위하여 선택적 근육 조절을 위하여 적절한 두 근육의 비율을 사용한 운동 방법이 요구된다.

2 각속도에 따른 기능적인 H：Q 비율과 전통적 인 H：Q 비율의 차이

본 연구에서는 기능적인 H：Q 비율과 전통적인 H： Q 비율에서 각속도가 60ﾟ/s, 180ﾟ/s 일 때 모두 통계학 적으로 유의한 차이가 있었다. Hewett 등(2008)은 남 성은 각속도의 증가와 함께 전통적 H：Q 비율이 증가 하는데 비해 여성은 각속도가 증가되더라도 전통적인 H：Q 비율의 증가는 없어서 이 차이로 인해 여성의 무 릎관절 손상 위험이 증가된다고 하였으나, 본 연구에 서는 남·여에 따른 차이는 구분하지 않아 완전하게 일 치한다고 할 수는 없다. 하지만 강권구와 장완성(2008) 의 연구에서는 태권도 선수의 무릎관절에 대한 굽힘근 과 폄근 비율에서 각속도가 빠를수록 신장성 근력이 더 높은 비율로 증가한다고 하였다. 김용권(2003)은 축 구선수들의 기능적 H：Q 비율이 60ﾟ/s에서는 약 70~ 80%에서 180ﾟ/s에서는 100~110%로 증가되었다고 보 고하였다.

이러한 일치된 결과를 볼 때, 전통적 H：Q 비율은 기능적 H：Q 비율과 마찬가지로 각속도가 증가됨에 따라 증가되는 것으로 생각된다. 이와 같이 빠른 각속 도에서 기능적 및 전통적 H：Q 비율 모두에서 H：Q 비율의 증가는 뒤넙다리근이 넙다리네갈래근 보다 휠 씬 더 강하게 작용함으로써 무릎관절의 안정을 유지하 려는 것으로 해석될 수 있다(김용권, 2003). 하지만 본 연구결과에서는 선행연구들과 달리 엉덩관절 굽힘 각 도의 변화라는 요인을 두고 차이를 비교하였다. 기능 적 H : Q 비율은 각속도가 60ﾟ 일 때 각 각도 사이에 유의한 차이고 있었고 엉덩관절 90ﾟ 굽힘의 평균값이 가장 높았다. 각속도가 180ﾟ 일 때, 50ﾟ와 70ﾟ, 50ﾟ와 90ﾟ 사이에서 유의한 차이가 있었으며 엉덩관절 90도 굽힘의 평균값이 가장 높았다. 전통적 H：Q 비율은 각 속도가 60ﾟ 일 때, 엉덩관절 굽힘 90ﾟ에서 평균값이 가 장 높았지만 50ﾟ와 90ﾟ 사이에서만 유의한 차이고 있 었다. 각속도가 180ﾟ 일 때는 각 각도 사이에 유의한 차이고 있었고 엉덩관절 90ﾟ 굽힘의 평균값이 가장 높 았다.

따라서, 본 연구결과를 종합하면 각속도 180ﾟ/s에서 기능적 H：Q 비율이 가장 높다는 선행연구들과 일치 한 결과를 보여 각속도 증가가 기능적인 H：Q 비율과 전통적인 H：Q 비율의 증가를 의미한다고 할 수 있다. 하지만 본 연구에는 각속도 60ﾟ/s와 180ﾟ/s의 변화 차 이만 연구하여 차후 더 다양한 각속도에서의 심도 있 는 연구가 필요하다고 생각된다.

Ⅴ 결 론

본 연구는 무릎관절의 등속성 근력 측정 시 엉덩관 절 굽힘 각도에 따른 넙다리네갈래근과 뒤넙다리근의 전통적․기능적비율을 알아보기 위하여 30명의 일반인 을 대상으로 엉덩관절 굽힘 각도 50ﾟ, 70ﾟ, 90ﾟ에서 측 정한 값은 다음과 같은 결과를 얻었다.

첫째, 엉덩관절 굽힘 각도가 증가함에 따라 전통적․ 기능적 H：Q 비율에 유의한 증가가 있었다.

둘째, 엉덩관절 굽힘 각도의 증가함에 기능적 H：Q 비율에서 더 큰 증가가 있었다.

셋째, 기능적인 H：Q 비율에서 각속도 180ﾟ/s, 엉덩 관절 90ﾟ 굽힘에서 H：Q 비율이 가장 높게 나타났다.

이러한 결과로 미루어 볼 때, 엉덩관절 굽힘 각도가 무릎의 굽힘근과 폄근의 비율에 영향을 미치며, 엉덩 관절 굽힘 각도가 증가함에 따라 비율도 증가하였다. 또한, 기능적인 H：Q 비율에서 더 큰 비율의 증가를 보여 뒤넙다리근의 신장성 근력은 단축성 근력보다 높 다고 할 수 있다. 따라서 본 연구의 결과에서는 등속성 장비를 사용하여 무릎관절의 안정성 및 인대 손상과 관련하여 스포츠 재활을 위한 측정 및 운동을 할 때 엉 덩관절의 굽힘 각도를 90ﾟ, 각속도 180ﾟ/s에서 하는 것 이 적절한 운동방법으로 생각된다. 20대 성인 남녀로 대상자가 한정되어 연령별, 성별에 따른 제한점이 있 어 차후 더 다양한 엉덩관절 굽힘 각도와 각속도 변화 에 대한 연구가 더 필요할 것으로 생각되어진다.