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내림 경사로 보행 시 전족부 탈-부착형 아웃솔의 각도 및 형태 변화가 하지 근활성도에 미치는 영향

Effects of detachable forefoot outsole angles and shapes on muscle activity of the lower extremity during downhill walking

채원식|정재후|이행섭
국민체육진흥공단 한국스포츠과학원 (Korea Institute of Sport Science)|2017.06|체육과학연구 (Korean Journal of Sport Science)|제28권 제2호|pp. 326-336|DOI 10.24985/kjss.2017.28.2.326

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근전도Downhill Walkingelectromyography내림경사로 보행탈부착형 아웃솔detachable outsole
주제분류체육

초록

[목적] 본 연구의 목적은 내림 경사로 보행 시 발 전족부 탈-부착형 아웃솔의 각도 및 형태 변화가 하지 근골격계에 미치는 영향에 있다. [방법] 본 연구에 참여한 연구 대상자는 근골격계에 질환이 없는 K대학교 남학생 15명(나이: 23.5±2.1 yrs, 키: 175.7±4.6 cm, 몸무게: 651.9±55.5 N)을 선정하였으며, 피험자는 전족부 탈-부착 아웃솔의 각도(5°, 10°, 20°) 및 형태(Type-A, Type-B)에 따른 아웃솔을 착용하여 무작위 순으로 보행하였다. 근전도 자료 수집을 위해 유선 근전도기기(QEMG8, Laxtha Inc. korea, sampling frequency = 1,024 Hz, gain = 1,000, input impedance > 1012 Ω, CMRR > 100 dB)를 사용하였다. 내림 경사로 보행 시 전족부 탈-부착형 아웃솔의 각도 변화가 하지 근육과 척추기립근의 근활성도에 미치는 영향을 분석하기 위해 좌측 척추기립근, 왼쪽 하지의 대퇴직근, 내측광근, 외측광근, 대퇴이두근, 전경골근, 외측비복근, 내측비복근에 표면전극을 부착하였다. 통계 처리는 아웃솔의 두 가지 형태(A, B)와 세 가지 각도(5°, 10°, 20°) 변화가 근활성도 어떠한 영향을 미치는지 분석하기 위해 반복측정을 통한 이원배치분산분석(two-way ANOVA with repeated measure)을 실시하였다. 이 때 유의 수준은 p<.05로 하였고 Mauchly의 구형성을 만족하지 않을 경우 Greenhouse-Geisser로 검정하였다. 상호작용 효과가 통계적으로 유의하지 않을 경우 사후검정(post-hoc test)은 bonferroni를 통해 다중비교를 하였으며, 상호작용 효과가 통계적으로 유의할 경우 단순 주 효과(simple main effect)를 알아보기 위해 집단간 변인인 아웃솔의 형태는 일원분산분석(one-way ANOVA)으로 검증하였고, 집단내 변인인 아웃솔의 각도는 대응표본 t-검증(paired t-test)을 실시하였다. [결과] 본 연구의 결과 IDLS 구간에서 대퇴직근의 경우 B형태의 아웃솔은 10° 아웃솔이 5° 아웃솔과 비교하여 대퇴직근의 근육활동이 통계적으로 유의하게 증가하였다. 5° 아웃솔에서 A형태가 B형태보다 대퇴직근의 근육활동이 통계적으로 유의하게 증가하였고, 20° 아웃솔에서도 A형태가 B형태보다 대퇴직근의 근육활동이 통계적으로 유의하게 증가하였다. [결론] 이러한 결과는 B형태 아웃솔이 A형태 아웃솔보다 신체의 균형과 안정성을 높이는 것으로 판단되며, 과도한 전족부 말단부의 높이는 불안정성을 증가시키는 것으로 사료된다. 5°-B 아웃솔은 내림 경사로 보행 중 안정성 향상과 인체 중량 부하에 따른 동작 제어에 가장 유용성 있는 아웃솔로 판단되지만 아웃솔 착용이 입각기 말의 발의 이지 동작과 이지 후, 하지 근육의 원활한 근육 활동을 통한 적절한 힘 분배에 있어서는 효용성이 떨어진다고 판단된다.

Abstract

[Purpose] The purpose of this study was to evaluate the effect of detachable forefoot outsole on muscle activity of the lower extremity during downhill walking. [Methods] Thirteen male university students (age: 23.5±2.1 yrs, height: 175.7±4.6 cm, weight: 651.9±55.5 N) who have no musculoskeletal disorder were recruited as the subjects. Each subject walked down 20° ramp with forefoot’s design for the detachable outsole’s angle(5°, 10° and 20°) and type(A and B). To assess the myoelectric activities of selected muscles, six of surface EMG(QEMG8, Laxtha Inc. korea, sampling frequency = 1,024 Hz, gain = 1,000, input impedance > 1012 Ω, CMRR > 100 dB) electrodes with on-site pre-amplification circuitry were attached to ES, RF, BF, TA, LG, and MG. For each dependent variable, two-way ANOVA with repeated measures was used to determine whether there were significant differences among forefoot’s design for the detachable outsole’s angle and type (p<.05). When correlation effect was not statistically significant, post hoc analyses were performed using the multiple comparison through bonferroni, and if correlation effect was statistically significant, one-way ANOVA was performed as for the form of outsole which is an inter-group variable in order to find out simple main effect, and the paired t-test was performed to find out the angle of outsole, which is an intra-group variable. [Results] In IDLS phase, In terms of Rectus Femoris, 10°-B outsole showed statistically higher muscle movement than 5°-B, 5°-A outsole showed statistically higher muscle movement than 5°-B, 20°-A outsole showed statistically higher muscle movement than 20°-B. Among these outsoles, [Conclusion] 5°-B outsole was found to the most useful outsole for improving stability and controlling the bodily movement due to the body weight load when walking down the ramp.

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