• 한국운동역학회지
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• 제18권2호
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• pp.75-83
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• 2008

본 연구의 목적은 보행 속도의 차이에 따른 최대 관절 모멘트와 최대 모멘트 발생 시점의 관절 각도 상관관계를 규명하는데 있다. 8명의 $20{\sim}30$대 남성을 대상으로 보행 속도의 3가지 단계(1.5m/s, 1.8m/s, 2.1m/s)를 나누어 속도에 따른 보행을 실시하여 얻어진 결론은 다음과 같다. 1. 보행 속도가 증가함에 따라 무릎 최대 신전 모멘트는 증가하였고, 굴곡, 외전 모멘트는 큰 영향을 받지 않았다. 2. 최대 신전 모멘트가 발생하는 시점의 무릎 관절 각도는 굴곡의 움직임이 커졌으나, 다른 무릎 관절 각도에는 변화가 없었다. 3. 힙 최대 신전, 굴곡, 외전 모멘트는 증가하였다. 4. 최대 굴곡과 신전 모멘트가 발생하는 시점의 힙 관절 각도의 신전과 굴곡의 증가 현상을 보였으나, 최대 외전 모멘트가 발생하는 시점의 무릎 관절 각도에는 변화가 없었다. 5. 무릎 최대 신전, 굴곡, 외전 모멘트와 무릎 관절 각도를 least square method를 이용하여 적합도 검사를 실시한 결과 R2값이 높게 나타나 상관관계의 설명력이 높았다. 이렇게 근사된 곡선의 근사식은 보행 속도에 따른 무릎 관절의 평가 자료로 이용될 것으로 기대된다.

• 한국운동역학회지
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• 제18권2호
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• pp.41-48
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• 2008

본 연구의 목적은 테니스 두 스탠스 유형(pinpoint stance, platform stance)에 따른 서브 시 하지관절의 모멘트를 분석하여 테니스 선수들이 연습 시 상해를 예방할 수 있도록 현장에서 지도할 객관적인 기초자료를 얻기 위해 테니스 고등학교 우수선수 7명을 대상으로 하였으며, VICON System의 분석프로그램인 Workstation, Bodybuilder, Polygon을 이용하여 하지관절의 모멘트를 분석하였다. 구체적인 변인은 발목, 무릎, 엉덩관절의 모멘트들을 중점적으로 비교 분석한바 다음과 같은 결론을 얻었다. 테니스 두 스탠스 유형에 따른 서브 동작 시 하지관절에 발생되는 모멘트의 패턴은 각각 다른 패턴이었으며, 모멘트의 크기는 발목 배측 굴곡 모멘트만 plat가 크게 발생되었으며, 다른 모멘트는 pin이 크게 발생되었다. 또 굴신모멘트에서는 엉덩, 발목, 무릎 순이었으며, 회전모멘트는 발목, 무릎, 엉덩 순으로 큰 모멘트를 나타내 보였다. 하지관절의 굴신과 회전모멘트는 백스윙동작과 백스윙동작부터 포워드 스윙으로 변화되는 시점까지 모멘트의 크기가 가장 크게 나타났으며, 변화도 크게 나타내보였다. 이때 상해가 발생할 위험성이 높기 때문에 이에 주의해야 한다고 사료된다.

• 디지털융복합연구
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• 제13권8호
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• pp.495-502
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• 2015

본 연구는 빙상 선수를 대상으로 외발점프 훈련 시 하지관절 운동역학 변인의 차이를 분석함으로써 무릎테이핑의 효과를 알아보고자 하였다. 연구결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 점프높이는 테이핑 후 높은 것으로 나타났지만 테이핑에 따른 차이는 없는 것으로 나타났다. 상승 시 좌 우, 전 후 최대충격력은 테이핑 후 감소되는 것으로 나타났고, 수직 최대충격력은 테이핑 후 증가된 것으로 나타났다. 착지에서 테이핑 후의 좌우 최대충격력은 감소되었으나 전 후, 수직 최대 충격력은 증가된 것으로 나타났다. 상승과 하강 시 테이핑 후 충격량의 감소가 크게 나타났다. 상승 시 테이핑 후 무릎관절의 신전, 외번모멘트에서 감소가 나타났다. 착지에서 테이핑 후 무릎관절의 굴곡모멘트는 감소했지만 내번모멘트는 테이핑 후 증가된 것으로 나타났다. 무릎테이핑이 선수들의 부상예방과 운동수행능력에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단되며 스포츠의학과의 융복합연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.245-246
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• 2008

• 디지털융복합연구
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• 제14권6호
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• pp.513-518
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• 2016

다양한 연구결과에도 불구하고 전신진동운동이 인체에 미치는 기전은 명확히 제시되고 있지 않으며, 진동이 하지관절의 운동역학적 변화에 대해 분석한 연구는 미비한 실정이다. 그러므로 이 연구는 어떠한 하지관절의 운동역학적 변인이 수직점프 능력에 영향을 미치는지 분석하고자 한다. 최근 6개월간 하지에 정형외과적 병력이 없는 건강한 성인 남성 5명과 여성 5명은 5분간 30Hz의 전신진동운동을 실시한 전 후로 스쿼트 점프를 각각 3회씩 실시하였고, 수직점프 시 하지관절의 운동역학적 변화를 분석하기 위하여 3D 영상분석 시스템을 활용하였다. 대상자들의 스쿼트 점프 높이는 전신진동운동 처치 이후 향상되는 것으로 나타났으며, 발목과 무릎관절에서 하지관절 모멘트와 파워가 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 지면반력 값과 엉덩관절의 모멘트와 파워는 전신진동운동의 처치 전 후에 통계적으로 유의한 차이가 나지 않는 것으로 나타났다. 30Hz의 전신진동운동을 실시한 결과 발목과 무릎관절은 진동이 인체내 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났으나 엉덩관절의 경우 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국운동역학회지
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• 제18권4호
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• pp.161-169
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• 2008

이 연구는 성인 남성을 대상으로 계단 너비에 따른 계단 보행의 지지국면 시 하지분절의 역학적 변인을 정량적으로 분석하여, 보다 효과적인 계단의 너비를 제시하고자 실시하였으며, 이를 위해 20대의 남자 대학생 10명이 참여하였다. 계단의 높이는 18cm, 최소폭은 90cm로 동일하나 디딤면의 너비가 각각 26cm, 31cm, 36cm인 세 개의 계단을 사용 하였다. 이때 사용된 계단의 세 번째 디딤면에 지면반력기를 설치하여 지지구간의 하지관절 모멘트를 분석한바 다음과 같은 결론을 얻었다. 상향계단보행에서 발목관절의 굴곡/신전 모멘트변화를 분석한 결과 계단의 너비가 증가 할수록 pull-up 단계의 peak 모멘트가 감소하였으며(p<.05), 무릎관절에서는 굴곡/신전 모멘트를 분석한 결과 계단의 너비가 증가할수록 무릎에 작용하는 신전모멘트가 중지지기에 증가하는 것으로 나타났다(p<.05). 그러나 고관절에서 차이가 없는 것으로 나타났다. 그리고 하향계단보행에서 발목관절의 굴곡/신전 모멘트를 분석한 결과 계단의 너비가 증가할수록 지지기 동안 저측굴곡과 배측굴곡의 차이가 확연히 나타나는 것으로 나타났으며(p<.05), 무릎관절과 고관절에서는 굴곡/신전 모멘트를 분석한 결과 계단의 너비에 따라 신전 모멘트의 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권3호
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• pp.153-160
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• 2017

보행 분석은 다양한 지형에서 수행되고 있으나 지형이 변화되는 시점에서의 보행 분석 연구는 보고된 바 없다. 본 연구의 목적은 삼각경사 보행 시 지형이 변화되는 시점에서 발목 및 무릎 관절의 운동학과 운동역학을 평지 보행과 비교 분석하는 것이다. 3차원 동작분석 시스템과 지면 반력기를 사용하여 성인 남성 18명의 하지 운동학 및 운동역학 자료를 획득하였다. 삼각경사 보행에서 최대 발목 배측굴곡각 및 모멘트와 최대 무릎 신전 모멘트가 평지보행과 비교하였을 때 증가하였다(p<0.05). 삼각경사의 상승경사 보행 시 $50^{\circ}$가 넘는 무릎 굽힘각과 그 시기에 발생하는 큰 무릎 신전 모멘트는 슬개대퇴증후군의 위험을 높일 수 있을 것으로 보인다. 또한 삼각경사의 하강경사 보행에서 증가된 발목 배측굴곡 운동범위는 비복근과 아킬레스건 부상 위험을 높일 수 있을 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제14권3호
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• pp.484-489
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• 2004

인공관절은 21세기 정형외과 발전의 주요변화들 중의 하나이다. 1997년이래 전 세계적으로 무릎인공관절(Total Knee Arthroplasty: TKA)을 사용하는 사람들이 해마다 약 600,000명씩 증가하고 있는 추세이고 미국에서만 인공관절을 사용하고 있는 사람들이 210,000명에 달하고 있으며 그 시장은 대략 $5 billion을 넘고 있다(7). 무릎인공관절은 일상생활에서 의자에 앉았다 일어날 때 계단을 올라 갈 때 등, 무릎의 근 모멘트가 적당한 활동을 해서 무릎관절 근육에 지레와 같은 작용을 하게 하고, 완전한 무릎으로 정상인의 무릎과 같은 기능을 오랫동안 유지하게 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 무릎인공관절 디자인 시 정상적인 무릎 회전축(normal knee's axes of rotation)들의 정확한 위치를 파악하는 것은 중요하다. 인공관절 수술 후 무릎관절의 신전과 굴곡 운동을 하는 동안 하나의 회전축(single-axes)을 가진 하나의 회전 반경(single-radius)을 알아보는 것은 여러 축(multi-axes)으로 움직이게 된다는 다축 회전반경(multi-radius)을 분석하기에 앞서 중요한 연구이다. 따라서 본 연구에 서는 무릎이 신전운동과 굴곡 운동 시 신전과 굴곡 모멘트를 만들어내는 대퇴 사두근(quadriceps muscle)과 무릎 오금근 (hamstring)의 역할을 알아보았고, 또한 모멘트와 대퇴 사두근의 iEMG 형태를 파악하였다. 본 연구를 수행하기 위해 무릎인공관절 수술을 받고 1년과 3년이 지난 정상적인 생활을 하는 피검자(1년2명, 3년2명)를 대상으로 Isometric 테스트를 위한 KIN-COM III을 사용하여 60$^\circ$, 30$^\circ$의 무릎굴곡 측정을 하였고, Isokinetic concentric 테스트를 위해서 무릎굴곡각도의 $10^\circ$-80$^\circ$까지 움직임을 측정하였다 또한 15$^\circ$-75$^\circ$까지의 신전운동(sit-to-stand movement)과 굴곡운동(stand-to-sit movement)을 실시하여 시간의 차이, 내전과 외전의 차이 그리고 iEMG의 차이를 알아보았다. 본 연구의 데이터는 여러 번의 실험을 통하여 가장 일반적인 수치를 사용하였다. 이 때 16-channel BTS TELEMG를 사용하여 대퇴사두근과 무릎오금근의 근육활동모양을 알아보았다. 본 연구결과는 시술 후 3년이 지나면서 TKR (Total Knee Replacement)의 대퇴 사두근 토큐가 약해지는 것으로 나타났고, iEMG 실험에서는 N-TKR (Non-Total Knee Replacement)의 대퇴 사두근이 TKR의 대퇴 사두근 보다 근 수축력이 더 크게 발휘되는 것으로 밝혀졌다. 단축회전반경의 굴곡과 신전의 $10^\circ$-80$^\circ$까지의 각 속도는 굴곡동작이 1.19s, 신전 동작이 1.68s로 나타났다. 굴곡과 신전동작에서 다리의 외전(abduction)의 각도변화는 굴곡 시 5.5$^\circ$, 신전 시 5.2$^\circ$로 나타났고, 내전(adduction)의 각도변화는 굴곡 시 7.2$^\circ$, 신전 시 6.1$^\circ$로 나타났다. 대퇴 사두근의 iEMG변화에서는 15$^\circ$-60$^\circ$까지 vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL), rectus femoris (RF) 모두 굴곡동작에서 큰 값으로 나타났고, 61$^\circ$-75$^\circ$사이에서는 신전동작에서 iEMG가 큰 값으로 나타났다. 이와 같은 결과들은 인공관절 수술자들의 다축회전 반경을 분석하기에 앞서 중요한 선행연구가 될 것으로 생각된다.

• 한국운동역학회지
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• 제19권4호
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• pp.637-645
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• 2009

이 연구는 여성노인의 태권에어로빅스 12주 훈련 후 앞굽이 몸통지르기 동작시 하지관절의 생체역학적 변화를 구명하는 것이다. 대상자는 여성노인 10명이 참여하였으며 카메라(MCU-240) 7대와 지면반력기(Kist1er-9286AA) 2대를 이용하여 데이터를 수집하였다. 유의수준 .10에서 운동전 후 차이는 다음과 같다. 첫째, 최소 관절각의 변화는 발목의 저측/배측굴곡(왼쪽, $p=0.001^*$), 외번/내번(양쪽, $p=0.009^*$, $p=0.04^*$)과 무릎의 외전/내전(왼쪽, $p=0.04^*$) 및 엉덩이의 내측/외측 회전(양쪽, $p=0.07^*$, $p=0.02^*$)에서 통계적으로 유의하게 나타났다. 둘째, 최대 관절모멘트 변화는 발목관절의 외번/내번 모멘트(양쪽, $p=0.05^*$, $p=0.05^*$), 무릎관절의 외전/내전 모멘트(왼쪽, $p=0.08^*$) 및 엉덩이관절의 내측/외측 회전 모멘트(오른쪽, $p=0.09^*$)가 통계적으로 유의하게 나타났다. 셋째, 최대 관절파워의 변화는 엉덩이관절의 굴곡/신전(양쪽, $p=0.05^*$, $p=0.01^*$)과 내전/외전(양쪽, $p=0.02^*$, $p=0.00^*$) 및 무릎의 내전/외전(왼쪽, $p=0.00^*$) 파워가 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 결론적으로 태권에어로빅스 몸통지르기동작이 여성노인들의 하지 관절에 부분적인 생체변화를 일으켰다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.961-962
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• 2011