속도에 따른 방향전환 동작 시 전방십자인대 부상 요인에 관한 연구

Abstract

스포츠 상황에서 전방십자인대 부상은 급격한 감속을 포함한 방향전환 동작에서 발생하며 매우 심각한 손상으로 연결된다. 이에 본 연구는 방향전환 동작 시 질주속도가 무릎관절에 작용하는 부하와 이로 인하여 발생하는 전방십자인대 부하를 추정하여 전방십자인대 손상에 영향을 주는 요인을 탐색하고 부상 방지를 위한 방안을 제시하기 위해 수행하였다. 본 연구에 참여한 연구대상자는 남자 고등학교 야구선수 14명(연령 : 17.42±0.69 세, 신장 : 174.6±4.0 cm, 체중 : 73.3±8.94 kg)으로 무릎관절을 포함한 하지 근골격계에 부상 경험이나 병적인 이상이 없는 인원으로 구성하였다. 실험 도구는 영상분석 시스템(Qualisys 7+, SWE), 지면반력 측정기(Kistler 9287BA, SWI), 근전도 측정기(Telemyo DTS, USA)를 활용하였으며, 3, 4, 5 m/sec의 방향전환 및 러닝 동작을 수행하는 동안 연구대상자의 동작과 힘 정보를 획득하였다. 주요 변인은 신체중심 속도, 무릎관절의 각도와 힘, 전방십자인대 부하, 대퇴 근육의 근 활성도 등으로 정하였다. 또한 실험으로 진행할 수 없는 높은 속도에서의 주요 변인 결과를 추정하기 위하여 1, 2차 회귀식을 작성하였다. 속도(3, 4, 5 m/sec)와 동작(방향전환, 러닝) 간 차이를 검증하기 위하여 반복측정 이원배치분산분석(repeated measure with two-way ANOVA)을 수행하였다. 사후분석으로는 대응표본 차이검증(paired t-test)을 실시하였으며 본 연구를 통하여 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 방향전환 동작의 질주속도 증가에 따른 무릎관절 자세는 외전 된 형태이다. 전방십자인대 부하, 무릎관절의 전단력, 굴곡 모멘트, 내측회전 모멘트는 증가하였다. 하지만 무릎관절의 내/외전 모멘트 요인에서는 가설과 반대로 내전 모멘트가 속도에 따라 증가하는 결과로 나타났다. 이러한 결과는 연구대상자의 성별, 방향전환 예측 유무에 따른 차이에서 기인한 것으로 판단된다. 따라서 전방십자인대 부상을 야기할 수 있는 자세는 무릎관절이 신전되어 외전과 내측회전 된 상태로 착지하여 급격한 감속을 동반한 방향전환 동작이라 할 수 있다. 둘째, 착지 시 대퇴사두근의 근 수축은 경골을 전방으로 이동시켜 전방십자인대 부하를 가중시키고 이와 동시에 대퇴이두근의 동시수축은 전방십자인대 부하 증가를 억제한다는 기전은 일반적으로 받아들여지고 있다. 본 연구에서 분석한 대퇴 신전근(대퇴직근, 내측광근, 외측광근)과 굴곡근(대퇴이두근, 반건양근)의 동시수축 비율 분석 결과에 의하면 방향전환 동작의 경우 질주속도가 증가할수록 신전근의 비율이 증가하고 굴곡근의 비율이 감소하였다. 하지만 러닝 동작의 비율은 질주속도 변화에 영향을 받지 않았다. 또한 전방십자인대 부하와의 동시수축 비율과의 상관분석 결과에서도 부하가 증가할수록 비율이 감소하는 결과로 나타났다. 따라서 대퇴이두근의 동시수축은 방향전환 동작 시 전방십자인대 부상 방지 역할을 할 것으로 판단된다. 셋째, 방향전환 동작의 착지 시 무릎관절의 굴곡 정도는 전방십자인대 부하에 영향을 미치는 주요한 요인이다. 본 연구의 결과에 의하면 방향전환 동작 시 질주속도 증가에 따른 무릎관절 굴곡 각도에는 큰 변화가 없었다. 하지만 러닝 동작에서는 굴곡 각도가 확연히 증가하였고 전방십자인대 부하는 방향전환 동작에 비하여 낮았다. 다수의 선행연구에서 착지 시 무릎관절 각도가 20° 전후로 유지되었을 때 전방십자인대 부하가 높은 결과로 보고하고 있다. 따라서 방향전환 동작 시 전방십자인대 부상 방지를 위해서는 무릎관절을 보다 굴곡 시키는 훈련이 필요하다. 이와 함께 발 분절이 신체중심에서 멀리 떨어지지 않고 상체를 진행방향으로 기울이도록 해야 할 것이다.