제주도 북동부 월정-행원 지역의 화산층서와 용암류 각력화작용을 동반한 해안 지역의 성장

고창성 제주대학교 2020 국내박사

Jeju Island, the largest volcanic landform in South Korea, has been built by repeated volcanic eruptions from about 1.88 Ma (Pleistocene) to a thousand years ago. As a result, the main body of the island comprises extensive accumulations of plateau- and shield-forming lavas with numerous volcanic cones overlying both hydrovolcanic and marine deposits during the onset of volcanism in a continental shelf setting. This study focuses mainly on the subsurface stratigraphy and geological evolution of the coastal area as a leading edge of the expanding volcanic island. The main materials of the study include 117∼150 m long borehole cores, natural gamma-ray logs and optical televiewer (OTV) logs obtained from 7 drilling sites in the northeastern coastal area (Woljeong-ri and Haengwon-ri) of the Jeju Island. The borehole cores were carefully described in terms of mineralogy (phenocryst), texture, structure and color, then summarized into columnar sections of 1:20 scale. For the mineralogical, geochemical and sedimentological analyses, rock and sediment samples were also collected from major lithofacies and stratigraphic units and analyzed by X-ray fluorescence (XRF) spectrometer, X-ray diffraction (XRD) analyzer, polarizing microscope and scanning electron microscope (SEM). All these analysis results were considered in establishing the subsurface stratigraphic framework of the study area. In addition, three-dimensional stratigraphic modeling by SKUA-COCAD was carried out for the quantitative evaluation of spatial distribution of each stratigraphic units. On the basis of texture, structure and mineral composition of borehole cores, overall four lithological types are identified, including (1) non-brecciated lava-flow volcanic rocks, (2) brecciated lava-flow volcanic rocks, (3) non-volcanic sedimentary rocks, and (4) paleosols. The non-brecciated lava-flow rocks dominantly occur as thick accumulations of successive units of pahoehoe lava flows. Individual flow units of the non-brecciated rocks characteristically show the internal variations in vesicle occurrence, mineral composition and rock color, which results in 4 divisions in a lava flow unit: (1) highly vesicular division (HV), (2) vesicular division (VS), (3) massive division (MS), and (4) glassy division (GL). Within a lava flow unit, these divisions are generally arranged into GL-VS-MS-HV-GL in ascending order, reflecting a different cooling rate such as chilling in the upper and lower flow boundaries and hampered cooling toward the flow core. Furthermore, P-type (pipe-vesicle-bearing) lavas are dominantly recognized in the study area, which suggesting a low gradient of ground surfaces in a broad coastal plain. Brecciated lava-flow rocks consist of various-sized breccias with low pore contents. The color of breccias are mostly black due to high proportion of volcanic glass, while the outer rim is covered with light brown palagonite. In OTV logging images, fractured glassy basalt sections are identified not only with the glassy breccias, but also with matrix materials composed of palagonites, glassy fragments and partially fractured glassy basalts. These lithologic features are indicative of hyaloclastite breccias formed by quenching fragmentation caused by interaction with seawater. Based on the size, shape, color and content of hyaloclastite clasts and matrix, 3 types of lithofacies are classified in the brecciated rocks: (1) semi-brecciated basalt, (2) clast-supported breccia, and (3) matrix-supported breccia. The vertical association of these lithofacies are interpreted to represent topset, foreset and bottomset of a lava-fed delta, respectively. Non-volcanic sedimentary rocks are mainly composed of silt and sand, and some contain carbonate material including shell fragments. They are interpreted to have been deposited in coastal and inner continental shelf environments. In particular, the non-volcanic sedimentary rocks at the deepest part of the boreholes are correlated with the Seogwipo Formation among the main stratigraphic units of Jeju Island. The paleosols consist mainly of clay particles, and no visible particulate matter is observed. The results of XRF analysis on rock samples from 152 different brecciated and non-brecciated lava flows show geochemical composition of tholeiitic basalt and tholeiitic andesite. On the other hands, the natural gamma-ray strength does not show any particular correlation with lithology except that the strength is high in some intervals of non-volcanic sedimentary rock and paleosol. Based mainly on the lithological characteristics and spatial distribution of the lava flows and non-volcanic sedimentary rocks, 6 stratigraphic units are dividied, including (1) non-volcanic sedimentary rock I (unit I), (2) brecciated lava flow I (unit II), (3) non-brecciated lava flow I (unit III), (4) non-volcanic sedimentary rock II (unit IV), (5) brecciated lava flow II (unit V), and (6) non-brecciated lava flow II (unit VI) in ascending order. This stratigraphic framework suggests 4 stages of the geological evolution or growth of coastal area in the northeastern Jeju Island. After the deposition of Seogwipo Formation (unit I) ended in 170 ka, the lava delta (unit II) fed by subaerial eruptions has advanced to about 2 km inland from the present coastline until 144 ka. Since then, most of the study areas have been exposed due to sea-level falling. During the sea-level rise of 130∼135 ka, lava plateau (unit III) developed throughout study area, including the upper part of the lava delta. Subsequently, the sea level continued to rise, and the non-volcanic sedimentary rock II (unit IV) were deposited under the coastal environment in 128∼130 ka. The inflow of lavas supplied by the reoccurring volcanic activity gave rise to lava delta (unit V) again at the top of unit IV. As a result of the lava delta prograded to about 1∼1.5 km behind the present coastline, lava-flow rocks in thickness of 20∼30 m accumulated on a gentle coastal plain in 92 ka. After the formation of the unit V, the lava flow from the inland volcanoes emplaced non-brecciated volcanic rocks (unit VI) with a thickness of 50 to 60 m, and the current coastal landscape was completed. 제주도 동북부 월정-행원 지역의 화산층서를 정립하고 화산활동과 연계된 해 안지역의 지질학적 진화과정을 규명하기 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 제 주도 동북부에 위치한 월정-행원 지역에 설치된 7개 시추공으로부터 회수된 시 추코어에 대한 육안검층을 통한 암상 산출특성 분석, OTV 및 자연감마선 검층, 용암류 시료에 대한 지화학 및 박편 분석, 퇴적층의 입도 및 광물 분석, 3차원 층서 모델링 분석이 이루어졌다. 연구지역에 분포하는 7개 시추공으로부터 회수된 시추코어는 비각력화 용암류, 유리질 각력암이 우세하게 발달된 각력화 용암류, 니질 및 사질의 비화산성 퇴적 암, 점토질의 고토양등의 암상으로 구성된다. 비각력화 및 각력화 용암류 시료에 대한 지화학적 분석 결과, 이들은 비알칼리 계열 용암류인 쏠레아이트질 현무암 및 안산암의 조성이 지배적인 것으로 확인되었다. 시추코어의 대부분은 쏠레아이 트질 현무암으로 이루어져 있고, 쏠레아이트질 안산암은 월정지역의 상위 비각력 화 용암류 구간에서 주로 나타난다. 한편 시추공 지구물리검층 자료 중 자연감마 선 검층자료에서는 암상과 용암류 화학조성에 따라 세기를 구분하였는데, 고토양 과 퇴적암 일부 구간에서 그 세기가 다소 높게 나타나는 점을 제외하고는 특별 한 상관관계가 나타나지 않는다. 이와 같은 특성들을 종합적으로 고려하여 6개의 층단위, 즉 하부로부터 비화산성 퇴적암층Ⅰ, 각력화 용암류층Ⅰ, 비각력화 용암 류층Ⅰ, 비화산성 퇴적암층Ⅱ, 각력화 용암류층Ⅱ, 비각력화 용암류층Ⅱ로 구성된 층서체계를 제시하였다. 또한 설정된 층단위들의 암상과 심도정보를 기반으로 연 구지역에 대한 3차원 지질 모델링을 수행하였다. 대부분의 층단위들은 연구지역 전반에 걸쳐 발달되어 있지만, 층단위Ⅱ는 연구지역의 남부, 층단위Ⅳ는 북동부 및 남서부에서만 나타난다. 월정지역에서는 내륙에서 해안방향으로 갈수록 대체 로 층단위들의 두께가 감소하지만, 행원지역은 층단위별로 두께의 증가와 감소가 상이한 양상을 보인다. 층단위 부피는 층단위Ⅰ과 층단위Ⅱ가 가장 크고, 나머지 는 유사한 부피로 연구지역에 분포되어 있다. 각 층단위를 구성하고 있는 암상에 대한 성인과 기원을 파악하기 위해 세부 암상특성에 대한 분석을 진행한 결과, 비각력화 용암류층은 ① 고다공질 분층, ② 다공질 분층, ③ 치밀질 분층, ④ 유리질 분층으로 세부 암상이 구분된다. 이 와 같은 암상은 파호이호이 용암류 유동단위 내에서 수직적으로 구간에 따라 나 타나는 특징으로 해석된다. 각력화 용암류층에서는 유리질 조직이 우세한 다양한 크기의 각력으로만 회수가 이루어졌지만, OTV 검층영상에서는 이들을 둘러싸고 있는 기질도 함께 확인된다. 따라서 이들의 발달 및 분포특성을 기준으로 ① 반 파쇄 용암류, ② 역지지 각력암, ③ 기질지지 각력암 등 암상이 구분되었다. 이와 같은 암상은 용암류가 물과의 접촉으로 인해 급냉파쇄된 유리쇄설성 각력암에서 의 전형적인 특징으로 해석된다. 아울러 비화산성 퇴적암층은 니질 및 사질의 입 자들로 이루어진 괴상의 퇴적암으로 이루어져 있으며, 화산기원 물질들이 결핍됨 과 더불어 패각편이 포함되어 있는 점은 퇴적암층이 연안 및 내대륙붕 환경에서 형성되었음을 지시한다. 특히, 시추공 최하부 기저를 이루고 있는 비화산성 퇴적 암층은 전반적인 출현 심도로 미루어 볼 때, 제주도 주요 층서단위 중 서귀포층 에 해당되는 것으로 해석하였다. 시추코어 암상분석과 이들의 산출특성을 파악한 결과, 용암류의 경우 연구지역 에는 아아 용암류는 관찰되지 않고 모두 파호이호이 용암류로 나타나고, 용암류 유형은 P형이 우세하다. 이는 과거 용암류가 정치될 당시의 지형은 경사가 4° 이 하의 완만한 저지대를 이루고 있어, 용암류 내부에서는 전단변형의 영향이 크게 나타나지 않아 아아 용암류로의 전이가 발생되지 않았던 것으로 해석된다. 아울 러 유리쇄설성 각력암은 형성과 퇴적작용이 지속적으로 발생됨에 따라 용암삼각 주를 형성하며 전진하였고, 이는 화산섬의 육지부를 확장시키는 주요한 역할을 하였을 것으로 판단된다. 또한 이들이 발달된 두께의 공간적인 변화를 통해서는 그 당시 해수면에 대한 추정을 가능케 한다. 이와 같은 결과들을 종합해보면 월정리-행원리 해안지역의 지질학적 진화과정 은 크게 4단계로 설명된다. ① 연구지역은 전반적으로 서귀포층(층단위Ⅰ) 퇴적 이 170ka 경에 종료된 후 용암삼각주(층단위Ⅱ)가 144ka 사이에 현재 해안선에 서 내륙으로 최대 약 2km 지점까지 약 50∼60m의 두께로 형성되었다. ② 이후 해수면 하강에 의해 이전에 형성되었던 용암삼각주를 포함한 연구지역 대부분이 육상에 노출되고 화산활동 휴지기 내지 무퇴적 기간이 지속되었고, 서귀포층의 상부는 다소의 토양화 작용이 발생하였다. 그리고 해수면이 상승하던 135∼130ka 사이에 일어난 화산활동은 해수면 상승속도보다 빠르게 서귀포층 상부에 넓은 용암대지(층단위Ⅲ)를 20∼30m의 두께로 형성시켰다. 이러한 용암대지는 해상 시 추조사에서 취득된 시추코어와의 대비를 통해 제1단계에서 형성된 고해안선을 기준으로 약 3∼4km 이상 외해쪽까지 발달된 것으로 추정된다. ③ 이후에도 연 구지역은 해수면 상승이 계속되었고, 130∼128ka 동안 층단위Ⅲ 위에 비화산성 연안 퇴적층(층단위Ⅳ)이 얇게 퇴적되고, 재차 발생된 화산활동으로 용암류의 유 입이 일어나서 그 상부에는 다시 용암삼각주에 의한 층단위Ⅴ가 형성되었다. 이 용암삼각주는 128∼92ka까지 다소 긴 기간에 걸쳐 두께 약 20∼30m의 각력화 용암류층을 집적시켰으며, 용암류 해안은 현재 해안선 기준 약 1.0∼1.5km 지역 까지 완만한 경사를 이루었다. ④ 층단위Ⅴ가 형성되고 난 뒤, 내륙에서 분출한 용암류가 다량 공급되면서 해안지역에는 용암대지(층단위Ⅵ)가 50∼60m 두께로 발달하면서, 현재의 해안지형이 완성되었다.

제주 우도 홍조단괴 해빈 지형변화 특성 연구

윤우석 제주대학교 일반대학원 2023 국내박사

제주도 동부에 위치한 우도 홍조단괴 해빈은 길이 약 850m, 최대폭 30~35 m로 분포하는 소규모 해빈으로서, 홍조단괴 기원 퇴적물이 대부분을 차지하고 있는 세계적으로도 희귀한 제주도의 대표적 해안지형 중의 하나이다. 이 논문에서는 2016년부터 2021년까지 취득된 우도 홍조단괴 해빈의 지상라이다 측량 및 드론 영상촬영을 통한 정밀 지형정보, 해빈퇴적물의 조직특성 분석자료, 그리고 인근 연안역의 해저 저질, 해류 및 파랑, 기상 조사자료를 종합하여 분석함으로써 인위적으로 조정된 홍조단괴 해빈의 계절 및 다년간 지형변화의 영향요인과 과정을 밝히고자 한다. 홍조단괴 해빈은 암반 돌출부를 경계로 하여 완만하게 만입된 4개 구역으로 구분되는데, 각 구역 해안선의 길이는 140~310m이며, 전개 방향은 남북, 북북서-남남동, 북북동-남남서, 북서-남동 등 위치에 따라 변화된다. 평균해수면을 기준으로 한 해빈의 측량부피(평균해수면 상부의 기반암 및 해빈퇴적물의 전체 부피)는 평균적으로 3구역이 전체 부피의 약 47%로 가장 크고, 4구역이 31%, 1구역이 12%, 2구역이 10%를 차지하는 것으로 조사되었다. 해빈퇴적물은 95% 이상이 홍조단괴기원으로서 역(gravel), 사질역(sandy gravel), 역질사(gravelly sand)의 조직특성을 보이며, 용암류 화산암반 위에 평균 1.5m 내외, 최대 4.5m 두께로 집적되어 있다. 홍조단괴해빈을 구성하는 단괴 퇴적물의 주요 공급지는 홍조단괴 해빈 북서쪽의 홍조단괴가 우세하게 분포하는 A-유형 해저(하우목동항 북쪽구역)와 서쪽의 연안사퇴(B-유형 해저)로 판단되며, 이곳에는 자갈 크기의 생존하는 홍조류가 부착된 단괴들과 모래 크기의 단괴편이 패각편과 함께 분포한다. 외해역에 분포하는 홍조단괴 퇴적물의 공급지에서 해빈 인근 연안역까지의 퇴적물 이동에는 연중 동쪽으로의 흐름을 동반하는 조류(잔차류), 겨울철 북서계절풍에 의한 강화된 파랑 및 여름철 태풍에 의한 장주기 너울성 파랑 등이 중요한 역할을 하는 것으로 보인다. 한편, 해빈의 규모를 결정하는 전안과 후안에서의 퇴적물 집적과 침식은 파도가 해빈면에 닿아 일으키는 세파와 뒷물결의 상대적 세기에 의해 결정되며, 바람은 건조한 상태의 후안 퇴적물의 재배치에 영향을 미친다. 홍조단괴 해빈의 계절별 세부지형 변화는 ‘북적남식’ 양상과 ‘북식남적’의 두 가지 유형으로 구분되는데, ‘북적남식’ 양상은 퇴적부가 각 구역 북부구간에 발달하고 침식부는 남부구간에서 우세하게 나타난다. 춘계-하계 기간에는 남에서 북으로의 우세한 파랑 전파 특성으로 인해 ‘북적남식’ 유형의 지형변화가 발생한다. 반면에 ‘북식남적’ 지형변화 양상은 추계-동계 기간에 주로 나타난다. 이러한 두 유형의 지형변화는 태풍 통과 후에도 관측되는데, 태풍 시기의 구역 내의 지형변화는 솔릭과 링링 시기(제주도 서쪽)에는 ‘북적남식’의 특징으로 춘계-하계 기간과 유사한 양상으로 나타난다. 반면에 차바와 마이삭 시기에는 하계-추계, 추계-동계, 동계-추계와 유사하게 중앙부에서는 ‘북식남적’ 유형이 야기되었다. 북남방향으로 발달한 해안의 형태로 인하여 파도와 해류는 북동 또는 남동쪽으로 비스듬하게 해안에 접근하게 되고 이로 인해 연안류에 의한 해빈 변화가 발생한다. 궁극적으로 계절풍 또는 태풍 경로에 따라 해빈 지형 변화 양상이 결정된다. 계절에 따른 해빈의 규모변화는 대체로 춘계-하계, 하계-추계 기간 동안 해빈 규모는 증가하는 경향을 나타내며 반면에 추계-동계, 동계-춘계 기간은 해빈 규모가 감소하는 경향이 우세하다. 전체 조사기간 동안 해빈의 부피는 기상 또는 해황에 특성에 따라 변동되는 특성을 보이지만 장기적으로는 일정 수준을 유지하는 반면, 해빈의 면적은 지속적으로 감소하는 추세로 나타난다. 이는 육상 영역의 해빈부피가 크게 변하지 않음에도 불구하고 하부 전안과 조하대의 퇴적물은 유실되어 점진적으로 해안선이 후퇴하고 해빈 면적이 감소하고 있음을 지시한다. 이와 같은 점진적인 해빈의 축소는 해수면 상승 및 이상파랑 등 자연적 요인으로 인한 침식과 해안도로, 호안 설치 등 인위적 요인에 따른 배후지 잠식이 복합적으로 작용하여 야기된 것으로 해석된다. The Udo Rhodolith Beach located in the eastern part of Jeju Island is a small-scale beach with a length of about 850 m and a maximum width of 30 to 35 m. It is an unique and representative coastal environment of the Jeju volcanic island as the beach sediments are dominantly made up of rhodoliths which are nodules of red algae. Recently, however, concern in the preservation of this precious natural heritage has been cautiously raised in relation to the development of coastal areas and frequent occurrence of abnormal weather and marine conditions. Hence, this thesis analyzes the characteristics of annual and seasonal changes in scale and topography of the beach from 2016 to 2021 and elucidates causes and mechanism of the observed beach changes. The analysis uses the topographic data of terrestrial LiDAR scanning and drone photogrammetry, aided by weather and oceanographic datasets of wind, wave, current and tide as well as marine geological data of offshore topography and sediment distribution. The beach is topographically divided into four gently indented areas (zones 1 to 4) with the rocky protrusions at the boundaries. Each zone is 140 to 310 m in length, and runs primarily north-south, northwest-southeast, and northeast-southwest. Zone 3 is the largest subdivision accounting for about 47% of average volume of the beach (i.e. total volume of bedrocks and sediment beds above the mean sea level), and zone 4 accounts for 31%, zone 1 for 12%, and zone 2 for 10%. More than 95% of the beach sediments are originated from rhodoliths, and classified into gravel, sandy gravel, and gravel sand in grain size. The rhodolith beds are deposited on volcanic bedrocks with an average thickness of 1.5 m and a maximum thickness of 4.5 m. The rhodolith sediments of the beach are most likely delivered from two main offshore source areas including A-type seafloor (densely covered by growing rhodoliths), north of Haumokdong Port, and as well as B-type seafloor occupied by large-scale sand ridges, west of the beach where some growing rhodoliths are mixed with sand-sized debris of rhodoliths and shells. The movement of rhodolith sediments toward the beach seems to be mainly controlled by year-round eastward residual flow of the tide, waves strengthened by northwest wind in winter, and long-period swells induced by typhoons in summer. On the other hand, sediment accumulation and erosion in the foreshore are determined by the relative strength of two opposite flows on the beachface, swash (landward) and backwash (seaward). In the beach backshore, wind also plays an important role in relocation of the dried sediments. The analyses of LiDAR scanning data and drone photographs suggest two contrasting features of alongshore topographic change depending on the seasonal weather and sea conditions. During the spring and summer, dominant northward flow and wave propagation were observed in the nearshore, the northern part of the beach accreted while the southern part eroded. In contrast, it appears the opposite topographic changes during autumn and winter. Furthermore, this phenomenon also occurs with similar pattern during typhoons. When typhoon moved northward along the western sea of the Jeju Island, northward current and wave propagation were dominant in Udo Channel. On the other hand, when the typhoon passed over eastern sea of Jeju Island, southward current and wave propagation occurred in the channel. The dominant direction of water movement was southeastward and northeastward when the typhoon pathway lay to the east or west of Jeju Island, respectively. As these enhanced waves and currents approached obliquely to the N-S trending coastline, the beach sediments were reworked and transported southward or northward mainly by longshore currents, which likely acts as a major control mechanism regarding alongshore topographic change with respect to the Udo Rhodolith Beach. Over the entire survey period from 2016 to 2021, it was found that the volume of the beach varies depending on the characteristics of weather or sea conditions but remains at a certain level in the long run, while the area of beach gradually decreases. This indicates that the coastline slowly retreats as a result of sediment erosion in the lower foreshore and the subtidal zone although the subaerial part of the beach maintains its volume, not significantly reduced. The gradual reduction of the beach extent is interpreted to result from a combined effect of enhanced beach erosion by natural and artificial factors. Those are sea-level rise and abnormal high waves due to long-term climate change, and loss of buffer zone behind the beach by construction of seawall, road and buildings.

효율적인 재활운동 프로그램을 위한 뒤로 걷기의 운동역학적 분석

전소현 한국체육대학교 일반대학원 2022 국내석사

The purpose of this study was to verify the effect of backward walking as a rehabilitation exercise by analyzing the biomechanical differences between forward walking and backward walking. Total of 20 healthy male adults who had no experience of musculoskeletal injuries on lower extremities in the last six months (age:26.8±3.3 yrs., height: 174.6±3.8 cm., body mass: 73.6±7.6 kg., forward walking preferred speed: 1.31±0.11 m/s, backward walking preferred speed: 0.97±0.15m/s) participated in this study. The participants performed 20 times for forward and backward walking at a 10m distance. A three dimensional motion analysis with eight infrared cameras and 6 channel EMG was performed to determine the kinematic and kinetic differences between forward and backward walking. A paired t-test was performed with the significance level set at α=.05. The results of this study are as follows. First, preferred speed, stance time, and swing time of backward walking were slower than forward walking. Also, the stride length of backward walking was shorter than forward walking. Second, the range of motion, maximum flexion angle, and maximum extension angle of the hip and knee joints in the stance and swing phase were lower in backward walking than forward walking. In addition, the maximum dorsal-flexion angle of the ankle joint in perspective and swing phase was higher in backward walking than forward walking. Third, vastus lateralis activation, vastus medialis activation, and medial gastrocnemius activation in the stance phase were higher in backward walking than forward walking. Moreover, gluteus maximus activation, vastus lateralis activation, vastus medialis activation, biceps femoris activation, and tibialis anterior activation in the swing phase were higher in backward walking than in the forward walking. Although backward walking shwoed smaller lower extremity joint's movement than that of forward walking due to the inconvenient and difficult to secure the field of view, the higher muscle activation was revealed. Therefore, it is necessary to apply backward walking as a rehabilitation program for lower extremity musculoskeletal disorders that require strengthening the lower extremity muscles. 이 연구의 목적은 앞으로 걷기와 뒤로 걷기의 생체역학적 차이를 분석하여 재활운동으로서 뒤로걷기의 효과를 검증하는데 있었다. 본 연구에 참여한 대상자는 최근 6개월 이내에 하지 근골격계 상해가 없는 건강한 20-30대 남성 20명(age: 26.8±3.3 yrs., height: 174.6±3.8 cm., body mass: 73.6±7.6 kg., forward walking preferred speed: 1.31±0.11 m/s, backward walking preferred speed: 0.97±0.15 m/s)이 연구대상자로 참여하였다. 본 연구의 실험대상자는 10m 길이의 보행로에서 앞으로 걷기 20회, 뒤로 걷기 20회를 실시하였으며 앞으로 걷기와 뒤로 걷기의 운동학 및 운동역학적 차이를 확인하기 위하여 8대의 적외선 카메라, 6채널의 무선 근전도 측정 장비와 선호속도 측정을 위한 구간속도 측정기를 샘플링 율을 각각 100 Hz와 1,000 Hz로 설정하여 사용하였다. 앞으로 걷기와 뒤로 걷기 시 하지관절의 운동역학적 차이를 검증하기 위하여 paired t-test를 실시하였으며, 통계적 유의수준은 α=.05로 설정하였다. 본 연구를 수행한 결과는 다음과 같다. 첫째, 앞으로 걷기와 뒤로 걷기 시 선호속도는 뒤로 걷기가 느리게 나타났고, 시공간적 보행 변인 중 디딤기 시간과 흔듦기 시간은 뒤로 걷기가 느리게 나타났으며, 활보장은 뒤로 걷기가 짧게 나타났다. 둘째, 앞으로 걷기와 뒤로 걷기 시 디딤기와 흔듦기의 엉덩관절과 무릎관절의 관절가동범위, 최대 굴곡각도와 최대 신전각도에서 뒤로 걷기가 작게 나타났다. 앞으로 걷기와 뒤로 걷기 시 디딤기와 흔듦기의 발목관절의 최대 발등쪽 굴곡각도에서 뒤로 걷기가 크게 나타났다. 셋째, 앞으로 걷기와 뒤로 걷기 시 디딤기의 가쪽넓은근, 안쪽넓은근, 그리고 안쪽 장딴지근에서 뒤로 걷기가 크게 나타났다. 앞으로 걷기와 뒤로 걷기 시 흔듦기의 큰볼기근, 가쪽넓은근, 안쪽넓은근, 넙다리두갈래근, 그리고 앞정강근에서 뒤로 걷기가 크게 나타났다. 뒤로 걷기는 앞으로 걷기에 비해 불편하고 시야 확보의 어려움으로 인해 하지 관절의 움직임이 작았지만 근육 활성도가 높은 것으로 나타났다. 그러므로 하지관절의 근육들을 강화시켜야 하는 하지 근골격계 질환의 재활프로그램으로 뒤로 걷기를 적용할 필요가 있다고 판단된다.

선박기인 대기오염 저감용 세정장치의 기초설계에 관한 연구

김인수 한국해양대학교 해사산업대학원 2014 국내석사

역도화의 착용이 컨벤셔널 데드리프트 동작에 미치는 영향

김우영 한국체육대학교 일반대학원 2022 국내석사

본 연구의 목적은 역도화의 착용이 컨벤셔널 데드리프트 동작 시 근활성도 및 움직임 차이에 미치는 영향을 분석하여 웨이트 트레이닝 시 목적성에 맞게 역도화의 착용을 결정할 수 있는 근거를 마련하고자 한다. 본 연구는 6개월 이상 웨이트 트레이닝을 수행한 20대 남성 17명(age: 24.69±2.89 yrs., height: 175.18±4.81 cm, body mass: 73.54±7.87 kg, 1RM: 142.47±28.39 kg)을 대상자로 선정하였다. 연구에 참여한 대상자들은 사전에 측정된 1RM의 80%의 무게로 동작을 실시하였으며, 무작위 순으로 하여 신발 착용을 한 후 혹은 맨발 상태에서 각 3회씩 수행하였다. 데드리프트 동작은 적외선카메라(Oqus 300, Qualisys, Sweden) 8대와 무선 근전도 측정 장비(Noraxon, USA) 이용하여 분석하였으며, 이때 데이터 취득률을 각각 100 Hz 와 1,000 Hz로 설정하여 취득하였다. 통계처리는 대응표본 t검정(paired t-test)을 실시하였으며, 통계적 유의 수준은 α=.05로 설정하였다. 본 연구에 따른 결과는 다음과 같다. 첫째, 컨벤셔널 데드리프트 동작 시 역도화의 착용은 Knee pass 이전 구간에서 무릎관절, 엉덩관절, 몸통분절의 통계적으로 유의하게 증가된 ROM을 나타냈으며, 발목관절에서 ROM이 증가된 경향을 나타냈다. 둘째, 컨벤셔널 데드리프트 동작 시 역도화의 착용은 Knee pass 이후 구간에서 발목관절, 무릎관절의 통계적으로 유의하게 감소된 ROM을 나타냈으며, 엉덩관절에서 ROM이 감소된 경향을 나타냈다. 셋째, 컨벤셔널 데드리프트 동작 시 역도화의 착용은 큰볼기근과 넙다리곧은근의 근활성도가 감소된 경향을 나타냈다. 넷째, 컨벤셔널 데드리프트 동작 시 역도화의 착용은 통계적으로 유의하게 Knee pass 이전 구간에서 감소된 앞정강근의 근활성도를 나타냈으며, Knee pass 이후 구간에서 증가된 비복근의 근활성도를 나타냈다. 본 연구의 결과 역도화를 착용하고 수행한 데드리프트 동작이 맨발의 경우 보다 적은 큰 근활성도가 나타났으며, 이러한 결과는 역도화 착용이 효율적인 데드리프트 동작을 수행할 수 있음을 시사하고 있다. 따라서 기록을 위해 바벨중량을 증가시킬 목적으로 데드리프트를 할 경우에는 역도화를 신는 것이 바람직하며, 근육강화를 목적으로 하는 동작의 경우 맨발로 하거나 굽이 낮은 신발을 신고 동작을 수행하는 것이 바람직하다고 사료된다. The purpose of this study is to provide a basis for deciding to wear weightlifting shoes according to the purpose of weight training by analyzing the effect of wearing weightlifting shoes on muscle activity and movement differences during conventional deadlift movement. This study has selected 17 males in their 20s who have been doing weight training for more than 6 months (age: 24.69±2.89 yrs., height: 175.18±4.81 cm, body mass: 73.54±7.87 kg, 1RM: 142.47±28.39 kg). Subjects were asked to perform deadlift movement with wearing weightlifting shoes(WS) and barefoot(BAF) in random order. The weight of 80% of the 1RM measured in advance was used as their loads, and performed 3 times for each condition. Deadlift motion was analyzed by using 8 infrared cameras (Oqus 300, Qualisys, Sweden) and EMG (Noraxon, USA), and at this time, the data was acquired by setting the sampling rates to 100 Hz and 1,000 Hz, respectively. In order to statistically verify the variables, a paired t-test was performed, and all statistically significant levels were set to α=.05. The results of this study are as following. First, for the phase 1 which was before knee pass event, WS condition revealed significantly increased in ROM at knee joint, hip joint and trunk segment compared with BAF. It also showed a tendency to increase in ROM for the ankle joint at WF compared with BAF. Second, for the phase 2 which was after knee pass event, WS condition revealed significantly decreased in ROM at ankle joint and knee joint compared with BAF. It also showed a tendency to decrease in ROM for the hip joint at WF compared with BAF. Third, WS condition showed a tendency to decrease in muscle activation of gluteus maximus, and rectus femoris compared that of BAF. Fourth, WS condition revealed significantly decreased in tibialis anterior muscle activation in phase 1, and significantly increased in gastrocnemius in phase 2 compared with BAF. According to the results of this study, WS condition revealed less muscle activation to perform deadlift compared with BAF. With this results we may confirm that wearing weightlifting shoes may conduct efficient deadlift movement. Therefore, in case of performing deadlift with purpose of increasing weight for record, wearing weightlifting shoe is preferred. In case of the movement with purpose of strengthen muscle, it is better to perform with barefoot or wearing low-heeled sneakers.

케틀벨 스윙 시 무게에 따른 운동역학적인 차이

김보경 한국체육대학교 사회체육대학원 2021 국내석사

The purpose of this study was to investigate the effect of different kettlebell mass (30 %, 40 %, and 50 % of the body mass) on kinematics and kinetic variables of kettlebell swing. Total of 16 healthy male who had at least 1 year of kettlebell training experience were participated in this study (age: 31.69±3.46 yrd., height: 173.38±4.84 cm, body mass: 74.53±6.45 kg). In this study, a 13-segments whole-body model (upper trunk, lower trunk, pelvis, both side of humerus, forearm, thigh, shank and foot) was used and 26 reflection markers were attached to the body to identify the segments. A 3-dimensional motion analysis with 8 infrared cameras and 4 channeled EMG was performed to find the effect of kettlebell mass on its swing. To verify the kettlebell mass effect, a one-way ANOVA with a repeated measure was used and the statistical significance level was set at α=.05. The results of this study are as follows. First, as the kettlebell mass increased, significantly increased hip, knee, and ankle joint angles were found. Insignificantly increased ROM of knee and ankle joint also were found. Second, as the kettlebell mass increased, significantly increased shoulder and knee angular velocities were found. Third, as the kettlebell mass increased, significantly increased trunk angle was found. Fourth, as the kettlebell mass increased, significantly increased kettlebell swing trajectory was found. Fifth, as the kettlebell mass increased, significantly increased gluteus maximus, hamstring, and rectus femoris muscles activations were found. According to the results of this study, at 40 % and 50 % mass, decreased hip extension, increased knee extension and increased trunk flexion were shown compared with those of 30 % mass. Also, 50 % mass revealed greater hamstrings muscle activity than that of 30 % and 40 %. These results can be predicted that 40 % and 50 % of the weight does not effectively stimulate the target muscle of the exercise and has a potential risk of injury. Therefore, it may be suggested that a beginner starting kettlebell exercises with kettlebell mass as 30 % of his/her body mass. Even high leveled performer, it is also suggested to perform kettlebell swing with caution when swing with 40 % and 50 % of the body mass, preventing potential injury risk. 본 연구의 목적은 케틀벨의 무게차이가(체중의 30 %, 40 %, 50 %) 케틀벨 스윙 시 상하지의 운동학 및 운동역학적 변인들에 미치는 영향을 알아보는데 있다. 본 연구에서는 케틀벨 트레이닝 경력 1 년 이상의 건강한 성인 남성 16 명(age: 31.69±3.46 yrd., height: 173.38±4.84 cm., body mass: 74.53±6.45 kg)이 연구대상자로 참여하였다. 본 연구에서는 총 13 개 분절(윗몸통, 아랫몸통, 골반, 좌우 위팔, 아래팔, 넓적다리, 정강이, 발)로 구성된 전신 모델을 사용하였으며, 분절을 규명하기 위하여 총 26 개의 반사 마커를 신체에 부착하였다. 대상자들의 무게에 따른 케틀벨 스윙의 운동학 및 운동역학적 차이를 확인하기 위하여 8 대의 적외선카메라와 4채널의 무선 EMG를 사용한 3차원 동작분석이 실시되었다. 케틀벨 스윙 시 무게에 따른 운동학 및 운동역학적 차이를 검증을 위하여 one-way ANOVA with repeated measure를 사용하였으며, 통계적 유의수준은 α=.05로 설정하였다. 본 연구를 수행한 결과는 다음과 같다. 첫째, 케틀벨 스윙 시 무게가 증가함에 따라 엉덩관절, 무릎관절, 발목관절의 각도에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났으며, 무릎관절과 발목관절의 ROM이 증가하는 패턴을 나타내었다. 둘째, 케틀벨 스윙 시 무게가 증가함에 따라 어깨관절과 무릎관절의 각속도는 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 셋째, 케틀벨 스윙 시 무게가 증가함에 따라 등관절의 각도는 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 넷째, 케틀벨 스윙 궤적은 무게가 증가함에 따라 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 다섯째, 케틀벨 스윙 시 무게가 증가함에 따라 큰볼기근, 뒤넙다리근, 넙다리곧은근의 근활성도는 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 본 연구 결과에 따르면 40 %와 50 % 무게에서는 엉덩관절의 폄의 감소, 무릎관절의 폄의 증가, 그리고 등관절 굽힘이 증가하였다. 또한 근활성도는 50 % 무게로 수행할 때 30 %와 40 %보다 뒤넙다리근에서 높은 근활성도를 보여 협력근 우세현상 나타났다. 이러한 결과는 40 % 와 50 %의 무게가 운동의 타겟 근육을 효율적으로 자극하고 있지 않으며 또한 잠재적인 상해의 위험성을 가지고 있다고 예측할 수 있다. 따라서 이러한 운동의 비효율성을 방지하기 위하여, 케틀벨의 운동을 시작하는 초급자의 경우 30 %의 무게로 스윙 연습을 실시하여야 하며 숙련된 상급자의 경우에도 무게가 증가할수록 잠재적인 상해 위험성이 높아질 수 있기 때문에 40 %와 50 %의 무게로 스윙을 수행할 경우 주의를 기울여야 할 것으로 생각된다.

오버핸드그립과 언더핸드그립이 컨벤셔널 데드리프트 동작에 미치는 영향

김재호 한국체육대학교 2021 국내석사

본 연구의 목적은 컨벤셔널 데드리프트 동작 시 중량과 그립의 종류에 따른 운동학 및 운동역학적 차이를 검증하여 상해의 위험성을 최소화한 효과적인 트레이닝 방법에 대한 근거를 밝히는데 있다. 본 연구의 대상자는 웨이트트레이닝 경력 1년 이상의 건강한 20대 남성 18명(age: 25.11±2.19 yrs., height: 175.67±5.22 cm., body mass: 78.5±8.09 kg., 1RM: 125.75±19.48 kg)이 참여하였으며, 모든 대상자들은 사전측정된 1RM의 50%와 80% 중량을 OG와 UG 두 종류 그립으로 동작을 각 2회씩 실시하였다. 본 연구에서는 총 14개 분절로 구성된 전신 모델을 사용하였으며 분절을 규명하기 위하여 총 32개의 반사마커를 신체에 부착하였다. 또한 요추를 3개의 분절로 나누어 규명하여 요추관절각도를 계산하였다. 대상자의 동작은 8대의 적외선카메라를 사용하여 샘플링 율은 100 Hz로 설정하여 취득하였으며 동작의 분석을 위해 3개의 이벤트(e1: lift off, e2: knee pass, e3: standing)와 이벤트의 연결로 이루어진 2개의 구간(phase 1 & phase 2)을 설정하였다. 컨벤셔널 데드리프트 동작 수행 시 중량과 그립에 따른 근활성과 운동학적 변인의 통계적 검증을 위하여 two-way ANOVA repeated measure를 사용하였고, 통계적 유의수준은α=.05로 설정하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 두 가지 형태의 그립 사용에 따른 수평면에서의 양쪽 어깨의 각도차이가 나타났으며, 중량이 증가함에 따라 엉덩관절의 ROM이 유의하게 증가하였다. 둘째, 두 가지 형태의 그립 사용에 따른 시상면에서의 L1, L3, L5 관절의 ROM의 차이가 나타났다. 셋째, 두 가지 형태의 그립 사용에 따른 큰볼기근, 뒤넙다리근, 척추세움근의 근활성도는 통계적으로 유의하지 않았으나, UG의 사용이 OG의 사용에 비하여 모든 근육들에서 높은 활성형태를 나타내었다. 넷째, 두 가지 형태의 그립 사용에 따른 큰 볼기근에 대한 척추세움근과 뒤넙다리근의 근활성비는 통계적으로 유의하지 않았다. UG의 사용이 OG의 사용에 비하여 모든 근활성비들에서 높은 결과를 나타내었다. 본 연구의 결과에 따라 초급자는 UG의 사용을 통해 요추의 중립과 주동근인 큰볼기근에 집중하여 보상작용을 최소화하여 트레이닝하고, 중량의 증가가 목적인 중, 고급자는 훈련의 종류, 빈도, 강도, 시간, 형태와 같이 훈련 목적에 따라서 OG와 UG를 상황에 맞게 사용하여 상해를 최소화시켜 점진적인 부하를 가하는 트레이닝을 하는 것이 가장 적절하다고 판단된다. 그러므로 피트니스 현장에서 지도자는 컨벤셔널 데드리프트를 지도할 경우 먼저 UG를 사용하여 척추의 중립상태를 유지하는 법을 익히게 한 후, 운동 방법에 따라 그립의 형태를 바꾸어주는 것이 필요할 것으로 판단된다. This study aims to verify the differences between kinematic and kinetic trainings according to weight and grip type during performing the conventional deadlift motions, thereby elucidating the grounds for effective training methods that can minimize the risk of injury. To this end, this study recruited 18 healthy men (age: 25.11±2.19 yrs., height: 175.67±5.22 cm., body mass: 78.5±8.09 kg., 1RM: 125.75±19.48 kg) in their 20s having more than a year of weight training experience as the subjects to participate in the experiments. All subjects conducted the motions twice with two types of grips such as OG and UG, weighing 50% and 80% of the pre-measured 1RM. In this study, a full-body model consisting of a total of 14 segments was used and a total of 32 reflective markers were attached to a body to identify each segment. In addition, the lumbar was elucidated by dividing it into three segments to estimate the lumbar joint angle. The motions of a subject were obtained using 8 infrared cameras by setting the sampling rate of each camera to 100 Hz. For the analysis of motions, two sections (phase 1 & phase 2), which consist of 3 events (e1: lift off, e2: knee pass, e3: standing) and the connections of events, were set. In order to statistically verify the muscle activity and kinematic variables according to weight and grip during conventional deadlift motions, two-way ANOVA repeated measure was used and the statistical significance level was defined as α=.05. Based on the analysis, the following conclusions were derived. First, a difference in angles of both shoulders was observed in the horizontal plane according to the use of two different grips, and the ROM of the hip joint was significantly increased as the weight increased. Second, differences in ROMs of L1, L3 and L5 joints on the sagittal plane were shown according to the use of two different grips. Third, the muscle activity of the gluteus maximus muscles, hamstring muscles, and erector spinae muscles according to the use of two different grips was not statistically significant, whereas the use of UG showed a higher activity in all muscles compared to that when using the OG. Fourth, the muscle activities of hamstring muscles and erector spinae muscles to the gluteus maximus muscles were not statistically significant according to the use of two different grips. But, the use of UG showed a higher result in all muscle activities compared to the use of OG. Based on the results of this study, a novice is advised to perform a training with minimized compensation through UG by focusing on lumbar neutrality and gluteus maximus muscle, which is the agonist. On the other hand, for the intermediate and advanced trainees who intend to increase their weights, it is thought that most appropriate training method would be a gradual increase of the load for minimizing injuries by controlling the OG and UG according to circumstances depending on the training purpose considering various factors, such as type, frequency, intensity, time and form of training. Therefore, it is considered that the trainers at fitness sites should first teach trainees how to maintain a neutrality of their spine when guiding them a conventional deadlift, and then let them change the types of the grips according to the exercise method.

발목 외측 인대 봉합술을 경험한 축구선수들의 운동역학 분석

박기현 한국체육대학교 2021 국내석사

연구의 목적은 발목 외측 인대 봉합술 후 재활프로그램을 완료한 축구선수들을 대상으로 환측과 건측간 운동역학적 차이를 분석하여 기존의 복귀 시점에 대한 고찰과 보다 안전한 복귀시점을 결정하기 위한 정량적 근거를 제시하는 것이다. 연구목적을 달성하기 위해 실험에 참여한 대상자는 3년 이상의 대한축구협회 아마추어(Join KFA)에 등록된 축구선수 중 발목 외측 인대 봉합술을 시행한 후 4개월 이상, 6개월 미만의 재활프로그램을 마친 10명(나이: 19.3±1.49 yrs., 신장: 1.74±0.05 m, 몸무게: 70.3±3.56 kg, 경력: 8.9±2.46 yrs., 수술 후 경과 기간: 4.8±0.78 mths.)으로 선정하였다. 3차원 동작분석을 위해 8대의 적외선 카메라(Oqus 300, Qualisys, Sweden; 100 Hz)와 정적·동적 균형 및 지면반력을 측정하기 위해 1대의 지면반력기(BP1200 1200-2000, AMTI, USA; 1000 Hz)를 사용하였으며, 각 실험대상자는 눈뜨고 외발서기 3회, 눈감고 외발서기 3회, 그리고 양발 점프 후 외발 착지 4회를 실시하였다. 발목 외측 인대 봉합술을 경험한 축구선수들의 환측과 건측간 운동학 및 운동역학적 변인의 차이를 통계적으로 검증하기 위하여 paired t-test를 실시하였으며, 통계적 유의 수준은 α=.05로 설정하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 양발 점프 후 외발 착지 동작 수행 시 환측과 건측간 정적·동적 상황에서의 CoP 변위는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다(p>.05). 2) 양발 점프 후 외발 착지 동작 수행 시 환측과 건측간 발목관절은 환측이 건측보다 작은 발등쪽굽힘각, 발바닥쪽굽힘각, 가쪽번짐각의 차이를 나타내었으며(p<.05), 시상면, 관상면의 관절가동범위에서도 작게 나타났다(p<.05). 3) 양발 점프 후 외발 착지 동작 수행 시 환측과 건측간 엉덩관절은 환측이 건측보다 큰 굴곡각, 내회전각을 나타내었으며(p<.05), 시상면, 관상면의 관절가동범위에서도 크게 나타났다(p<.05). 4) 양발 점프 후 외발 착지 동작 수행 시 환측과 건측간 최대수직지면반력은 유의한 차이가 나타나지 않았다. 그러나 최대수직지면반력까지의 소요시간은 환측이 건측보다 짧게 나타났으며(p<.05), 환측이 건측보다 작은 충격량을 나타내었다(p<.05). 5) 양발 점프 후 외발 착지 동작 수행 시 환측과 건측간 발목관절은 환측이 건측보다 작은 안쪽번짐 모멘트를 나타내었으며(p<.05), 엉덩관절에서 환측은 건측보다 큰 외전 모멘트가 나타났다(p<.05). 위의 연구결과를 요약하면 정적·동적 상황에서 힘의 작용점의 전·후 및 좌·우 이동범위는 건측 및 환측 다리 간 통계적 유의한 차이가 나타나지 않았다. 그러나 실제 경기 상황과 유사하게 재현된 양발 점프 후 외발 착지를 수행하는 운동상황에서 발목관절의 관절각은 환측이 건측에 비해 발바닥쪽굽힙각, 발등쪽굽힘각, 가쪽번짐각이 통계적으로 유의하게 작게 나타났다. 또한 관절가동범위 결과에서도 발목관절은 환측이 건측에 비해 발바닥쪽굽힙각, 발등쪽굽힘각, 가쪽번짐각에서 통계적으로 유의하게 더 작은 가동범위를 나타났다. 반면, 엉덩관절의 경우 환측은 건측에 비해 굴곡 및 내회전 가동범위가 통계적으로 유의하게 더 크게 나타나는 결과를 보였으며, 엉덩관절의 외전 모멘트가 환측이 건측에 비해 더 작게 나타났다. 이러한 연구결과는 동적 상황에서 환측 다리의 발목관절 가동범위가 제한되었으며, 이를 보상하기 위한 일환으로 엉덩관절의 가동범위가 증가했기 때문으로 판단된다. 따라서 발목 외측 인대 봉합술 후 기존에 권고되고 있는 16.5주의 재활기간은 정적상황에서 균형을 제어하는 능력이 회복된 것으로 보여질 수 있지만, 실제 경기상황과 유사한 수준의 동적상황에서는 환측과 건측다리간의 관절움직임에 특징적인 차이와 보상기전을 야기하여 발목관절의 재손상과 근접한 주변 관절의 2차적 상해를 유발할 수 있는 잠재적 요소라고 판단된다. 그러므로 발목 외측 인대 봉합 수술을 경험한 축구선수들은 기존 16.5주 동안의 일반적인 재활과정을 마치더라도 발목의 위치감각을 회복할 수 있는 고유수용성감각 훈련이나 엉덩관절의 주변 근육 강화 운동을 실시하여 2차적 상해를 예방하기 위한 방안을 모색해야 할 것이다. 주요어 : 안쪽번짐 발목 염좌, 해부학적 봉합술, 운동학, 운동역학 This study aims to suggest the quantitative grounds for determining a safer returning time of players by examining the existing typical returning time to their plays and by analyzing the kinetic differences between the affected and unaffected parts for the soccer players who have completed the rehabilitation program after the procedure of ankle lateral ligament repair. To accomplish these objectives, this study recruited 10 soccer players (mean age: 19.3±1.49 yrs., mean height: 1.74±0.05 m, mean weight: 70.3±3.56 kg, man work experience: 8.9±2.46 yrs., mean postoperative elapsed period: 4.8±0.78 mths.), who completed the rehabilitation programs that are for more than 4 months and less than 6 months after undergoing the ankle lateral ligament repair procedure, from those who registered in the Korea Football Association (Join KFA) for more than 3 years. Eight infrared cameras (Oqus 300, Qualisys, Sweden; 100 Hz) and one force platform (BP1200 1200-2000, AMTI, USA; 1000 Hz) were used to measure the static and dynamic balances as well as the ground reaction force in order to analyze three-dimensional motions. In addition, each individual subject performed the standing on one leg with eyes opened 3 times, the standing on one leg with eyes closed 3 times, and one leg landing after both feet jump 4 times. The paired t-test was conducted to statistically verify the difference of kinematic and kinetic variables between the affected and unaffected parts of soccer players who experienced the ankle lateral ligament repair procedure, and the statistical significance level was set to α=.05. The results of this study are as follows: 1) When performing the one leg landing after both feet jump, CoP displacement between the affected and unaffected parts under the static and dynamic situations did not exhibit any statistically significant difference (p>.05). 2) When performing the one leg landing after both feet jump, in case of the ankle joint between the affected and unaffected parts, the affected part showed smaller differences compared to the unaffected part in the dorsi-flexion angle, plantar-flexion angle and eversion angle (p<.05), and showed smaller differences in the range of motion (ROM) of the sagittal plane and coronal plane as well (p<.05). 3) When performing the one leg landing after both feet jump, in case of the hip joint between the affected and unaffected parts, the affected part showed bigger flexion angle and internal rotation angle than the unaffected part (p<.05), and showed bigger differences in ROM of the sagittal plane and coronal plane as well (p<.05). 4) When performing the one leg landing after both feet jump, no significant difference was observed between the affected and unaffected parts in case of the ground reaction force. The required time to the maximum ground reaction force in the affected part, however, was shorter than that in the unaffected part (p<.05), and the affected part revealed a smaller impulse than the unaffected part (p<.05). 5) When performing the one leg landing after both feet jump, in case of the ankle joint between the affected and unaffected parts, the affected part showed a smaller inversion moment than the unaffected part (p<.05), and also showed a bigger abduction moment than the unaffected part (p<.05) in the hip joint (p<.05). In summarizing the findings above, no statistically significant difference was observed between the affected and unaffected parts in terms of a moving range in the forward·backward as well as in the left·right directions from an acting point of force under static·dynamic situations. However, when performing the one leg landing after both feet jump, which was reproduced similar to the actual playing situation, in case of the joint angle of an ankle joint, the affected part showed a statistically significantly smaller values in plantar-flexion angle, dorsi-flexion angle and eversion angle compared to the unaffected part. In addition, it was observed from the measurement results of ROM of joints that, in case of the ankle joint, the affected part showed statistically significantly smaller ROMs in plantar-flexion angle, dorsi-flexion angle and eversion angle compared to the unaffected part. On the other hand, in case of the hip joint, the affected part showed a statistically significantly bigger values in ROM for flexion and internal rotation compared to the unaffected part, and the abduction moment in the hip joint at the affected part was smaller than that of the unaffected part. It seems that these results are attributed to not only the limited ROM in the ankle joint of the affected leg under dynamic situations but also the increased ROM in the hip joint as a part of compensation for this. Thus, the previously recommended 16.5 weeks of rehabilitation after an ankle lateral ligament repair procedure may seem to have recovered the ability to control the body balance in static situations, but in dynamic situations that are similar level to actual playing situations, it is considered as the potential factors that cause the secondary injury to the surrounding joints as well as the ankle joint because of causing the characteristic difference and compensation mechanism to joint motions between the affected and unaffected parts. In this regard, the soccer players who have experienced the ankle lateral ligament repair procedure will have to seek the measures to prevent secondary injuries by performing the muscular strengthening exercises for the surrounding muscles of the hip joint as well as the proprioception training that can restore their sense of position in the ankle even after an existing 16.5 weeks of rehabilitation process. KeyWord : Inversion ankle sprain, Anatomical repair, Kinematic, Kinetic

8주 닫힌사슬형 필라테스 운동이 하지 정렬에 미치는 영향

전가람 한국체육대학교 사회체육대학원 2021 국내석사

본 연구의 목적은 8주간 성인 여성을 대상으로 리포머 및 체어를 이용한 닫힌사슬형 필라테스 운동이 하지의 정적 및 동적 정렬에 미치는 영향을 알아보는 데 있다. 본 연구를 원활히 수행하기 위하여 건강한 성인 여성 10명(나이: 29.3±3.57 yrs. 신장: 165.4±3.44 cm, 체중: 58.2±5.36 kg)이 연구대상자로 참여하였다. 본 연구에서 중재방법으로 사용된 필라테스 운동프로그램은 8주, 주 2회, 60분/회 실시되었다. 운동의 효과를 검증하기 위하여 8대의 적외선 카메라와 5 채널 EMG를 이용한 3차원 동작분석이 수행되었다. 본 연구에서 사용된 실험 프로토콜은 운동프로그램 전·후에 수행되었으며, 정적 Q-angle, 맨손 스쿼트, 그리고 높이가 다른 드롭 랜딩 동작(30 cm, 40 cm, 50 cm)이 포함되었다. 8주간 필라테스 운동수행에 따른 정적 Q-angle과 스쿼트 시 하지 관절 각도 및 근활성도의 차이를 비교하기 위하여 대응표본 t-검증(paired t-test)가 수행되었으며, 드롭 랜딩 시 박스 높이(30 cm, 40 cm, 50 cm)와 시기(운동 전과 후)에 따른 하지 관절 각도와 근활성도의 차이를 비교하기 위하여 이원반복측정 분산분석(2-way repeated measures ANOVA)이 수행되었다. 본 연구에서는 통계적 유의수준 α = .05를 사용하였다. 본 연구를 수행하여 나타난 결과로 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 8주간의 필라테스 운동 후 통계적으로 유의하지는 않지만 Q-angle은 감소하는 경향을 보였다. 둘째, 8주간의 필라테스 운동 후, 맨손 스쿼트 시 신장성 구간과 단축성 구간에서 통계적으로 유의하게 감소한 엉덩관절의 안쪽돌림, 무릎관절의 가쪽돌림, 발목관절의 벌림 각도가 나타났다. 또한, 근육활성도의 경우, 통계적으로 유의하게 감소된 긴종아리근과 긴모음근이 각각 신장성 구간과 단축성 구간에서 나타났다. 셋째, 8주간의 필라테스 운동 후 드롭 랜딩에서 통계적으로 유의하게 증가된 엉덩관절 굽힘이 초기착지 시점과 최대 무릎 굽힘 시점에서 나타났다. 또한, 초기착지 시점에서 통계적으로 유의하게 증가된 발등 굽힘이 나타났다. 넷째, 8주간의 필라테스 운동 후, 드롭 랜딩에서 통계적으로 유의하게 증가된 엉덩관절은 벌림이 초기착지 시점과 최대 무릎 굽힘 시점에서 나타났다. 또한, 최대 무릎 굽힘 시점에서 통계적으로 유의하게 증가된 발목가쪽 번짐이 나타났다. 다섯째, 8주간의 필라테스 운동 후, 드롭랜딩에서 통계적으로 유의하게 증가된 엉덩관절 가쪽돌림과 무릎관절 안쪽돌림이 초기착지 시점에서 나타났다. 또한, 통계적으로 유의하게 증가된 발목관절은 모음이 초기착지 시점과 최대 무릎 굽힘 시점에서 나타났다. 여섯째, 8주간의 필라테스 운동 후, 드롭랜딩의 전체 구간에서 유의하게 증가된 안쪽넓은근의 활성도가 나타났다. 본 연구결과, 리포머와 체어 필라테스 운동프로그램은 엉덩관절의 주된 근력 강화 운동으로써 동적인 상황에서 하지의 기능적 움직임 능력 증대와 동적 부정렬을 개선하는데 긍정적 효과를 나타냈다고 생각되어진다. The purpose of this study was to investigat the effect of a 8-week closed kinetic chain typed Pilates exercise for on lower limb alignment. Total of 10 healthy women were participated in this study (age: 29.3 ± 3.57 years old, height: 165.4 ± 3.44 cm, weight: 58.2 ± 5.36 kg). Pilates exercise programs were conducted twice a week, eight weeks, 60 minutes/session. A 3-dimensional motion analysis with 8 infrared cameras and 5-channeled EMG was performed. Static Q-angle, zero loaded squat, and 3 different height of drop landing was used as experimental protocol in this study. To find the training effect a paired t-test was performed for static Q-angle, and lower extremity joint angle and muscle activity during zero loaded squat. Also a Two-way ANOVA with repeated measures was performed to find the effect of jump heights and training period. Statistical significance applied in this study was α = .05. As a result of conducting this study, the following conclusions were obtained. First, after an 8-weeks Pilates exercise, although not statistically significant, the Q-angle showed a decrease pattern. Second, after an 8-weeks Pilates exercise, significantly decreased hip internal rotation, knee lateral rotation and ankle adduction werer found. Also significantly decreased muscle activation of peroneus longus and adductor longust were found in eccentric and concentric phase, respectively. Third, after an 8-weeks Pilates exercise, significantly increased hip flexion angles were found at E1(initial ground contact) and E2 (maximum knee flexion) during drop landing. Also significanly increased ankle dorsi flexion was found at E1 during drop landing. Fourth, after an 8-weeks Pilates exercise, significantly increased hip adduction angles were found at E1 and E2 during drop landing. Also significanly increased ankle eversion was found at E2 during drop landing. Fifth, after an 8-weeks Pilates exercise, significantly increased hip external rotation angle and knee internal rotation were found at E1. Sixth, after an 8-weeks Pilates exercise, significanly increased vastus medialis activation was found during drop landing. As a result of this study, the Reformer and Chair Pilates exercise program may showed a positive effect in improving the functional movement ability of the lower extremities and improving the dynamic malalignment in dynamic situations due to strengthening hip joint muscles.

첫 스텝 유형에 따른 농구 드라이브인 동작의 운동역학적 분석

박상헌 한국체육대학교 대학원 2015 국내석사

이 연구의 목적은 첫 스텝 유형에 따른 농구 드라이브인 동작의 운동역학적 분석을 통해 농구 드라이브인 동작의 정량화를 통한 기술 수행능력의 향상과 상해 예방에 대한 객관적인 근거를 제시하고자 하였다. 대상자는 K대학교 농구동아리 학생(24.7±2.26 year, 181±5.71 cm, 75.7±8.23 kg, 10±3.59 career) 10명을 모집했다. 3차원 동작분석은 적외선 카메라(Oqus 300: Qualisys, Sweden) 8대와 지면반력기(BP12001200: AMTI, USA), 그리고 구간속도측정기(SR-200: Seed Technology, Korea)를 사용하여 스탑 동작에 기인한 드라이브인 첫 스텝동작 4가지를 측정하였다. 적회선 카메라와 지면반력기의 샘플링 률은 각각 240Hz와 1200Hz로 설정하였다. 실험자료는 Qualisys Track Manager (Qualisys, Sweden) 프로그램을 이용하여 수집하였으며, 수집된 원자료는 Visual3D (C-Motion, Inc, USA)와 Matlab R2009a (The MathWork, Inc, USA)프로그램을 이용하여 계산하였다. 모든 피험자는 실험 전, 연구의 목적에 대해 충분한 이해를 가지고, 동의서를 작성 후 실험 에 참여하였다. 계산된 데이터는 SPSS 18.0 프로그램을 사용하여 반복측정변량분석(One-way ANOVA with repeated measures)을 실시하였고, 통계적으로 유의한 결과는 사후검증을 위해 Bonferroni correction을 실시하였다. 이때 통계적 유의 수준은 α=.05로 설정하였다. 본 연구 결과는 다음과 같다. 1) 드라이브인 진입속도는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다(p>.05). 2) 첫 스텝 이동시간은 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다(p>.05). 3) 첫 스텝 지지시간은 JDD, SDD가 SCD와 비교하여 유의하게 증가하였다(p<.05). 4) 첫 스텝 이동거리는 crossover-drive가 direct-drive보다 긴 보폭을 보였다(p<.05). 5) 첫 스텝 속도는 crossover-drive가 direct-drive보다 빠른 속도를 보였다(p<.05). 6) 총 신체질량중심의 높이는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다(p>.05). 7) 총 신체질량중심의 속도는 crossover-drive가 direct-drive보다 빠른 속도를 보였다(p<.05). 8) 스윙구간, 발목관절의 3차원 관절각은 SCD는 SDD보다 큰 내전각을 보였으며, JCD는 JDD보다 큰 외번각을 보였다. 또한 SCD는 direct-drive보다 큰 시상면의 관절가동범위를 보였고, crossover-drive는 SDD보다 큰 관상면의 관절가동범위를 보였다(p<.05). 9) 지지구간, 발목관절의 3차원 관절각은 SCD는 JCD, SDD보다 큰 저측굴곡각을 보였으며, crossover-drive는 direct-drive보다 큰 외전각을 보였다. 또한 JDD는 crossover-drive보다 큰 내전각을 보였고, SDD는 SCD보다 큰 내전각을 보였다. SCD는 direct-drive보다 큰 시상면의 관절가동범위를 보였고, JDD가 SDD보다 큰 관상면의 관절가동범위를 보였다(p<.05). 10) 스윙구간, 무릎관절의 3차원 관절각은 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다(p>.05). 11) 지지구간, 무릎관절의 3차원 관절각은 JDD는 crossover-drive보다 큰 신전각을 보였으며, SDD는 JCD보다 큰 신전각을 보였다. 그리고 crossover-drive는 direct-drive보다 큰 굴곡각을 보였으며, SCD는 JCD, SDD보다 큰 시상면의 관절가동범위를 보였다(p<.05). 12) 스윙구간, 고관절의 3차원 관절각은 crossover-drive는 direct-drive보다 큰 신전각과 시상면의 큰 관절가동범위를 보였으며 SCD는 SDD보다 횡단면의 큰 관절가동범위를 보였다(p<.05). 13) 지지구간, 고관절의 3차원 관절각은 direct-drive가 crossover-drive보다 큰 외전각을 보였고, crossover-drive가 direct-drive보다 큰 내전각을 보였으며, JDD는 crossover-drive보다 큰 외회전각을 보였다. 그리고 crossover-drive는 SDD보다 큰 시상면의 관절가동범위를 보였고, JCD는 SCD보다 큰 관상면의 관절가동범위를 보였다. 또한, JDD는 crossover-drive보다 큰 횡단면의 관절가동범위를 보였고, SDD는 JCD보다 큰 횡단면의 관절가동범위를 보였다(p<.05). 14) 지지구간, 발목관절의 3차원 관절모멘트는 direct-drive가 crossover-drive보다 큰 외전모멘트를 보였고, JCD는 JDD보다 큰 내전모멘트를 보였으며 SCD는 direct-drive보다 큰 내전모멘트를 보였다(p<.05). 15) 지지구간, 무릎관절의 3차원 관절모멘트는 direct-drive가 crossover-drive보다 큰 신전모멘트를 보였다(p<.05). 16) 지지구간, 고관절의 3차원 관절모멘트는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다(p<.05). 본 연구 결과는 드라이브인 기술 수행능력의 향상과 상해 예방에 대한 객관적인 근거를 제시할 것으로 생각되며, 향후 연구에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.