• 제목/요약/키워드: BIOMECHANICAL

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최대 수직 점프시 개인내 우수 수행과 비우수 수행의 역학적 비교 (Biomechanical Comparison of Good and Bad Performances within Individual in Maximum Vertical Jump)

  • 김용운;김용재
    • 한국운동역학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.489-497
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 최대 수직점프시 개인내에서 발생하는 수행력의 차이와 이와 관련된 역학적 변인들의 영향을 규명하는데 있다. 이를 위해 20대 남성 20명을 대상으로 6회의 최대 수직점프를 실시하였으며, 이 가운데 최고 수행과 최저 수행을 추출한 후 수행력과 역학적 변인들을 비교, 분석하였다. 분석 결과, 우수수행과 비우수수행사이의 점프 높이는 약 4cm로 10% 정도의 유의한 차이를 보였으며 이는 이지시 중심의 높이(25%)와 이지속도(75%)에 기인하였다. 무릎관절과 엉덩관절의 역학적 출력은 유의한 차이가 나타나지 않은 반면 발목관절에서는 최대신전모멘트, 최대파워, 일량이 우수수행에서 유의하게 높았다. 최대수직점프에서 개인내 수행차는 주로 발목관절의 운동에 주로 기인한다고 할 수 있으며, 무릎과 엉덩관절의 역학적 출력은 수행력에 주요한 기여를 하지만 개인내 변이가 크지 않아 개인내 수행차에는 영향을 미치지 못하였다. 이에 비추어 점프력을 극대화하기 위해서는 트레이닝의 과정에서 발목관절의 역학적 출력을 증가시킬 수 있는 방안에도 보다 관심을 두어야 할 것으로 사료된다.

Analysis of Forefoot Bending Angle in Sprint Spikes According to Bobsleigh Start Lap Time for Development of Korean-Specific Bobsledding Shoes

  • Park, Seungbum;Lee, Kyungdeuk;Kim, Daewoong;Yoo, Junghyeon;Jung, Jaemin;Park, Kyunghwan;Park, Sungwon;Kim, Jinhoon
    • 한국운동역학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.315-321
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    • 2016
  • Objective: The aim of this study was to analyze effects of the toe-spring angle of bobsleigh shoes on start speed lap time to develop Korean-specific bobsled shoes suitable for winter environments and for domestic players on the basis of sports science and optimized biomechanical performance. Method: Seven Korean bobsleigh athletes participated in this study, with three pairs of sprint spikes from three companies (Type A, Type B, Type C). To analyze sprint lap time and forefoot bending angle for each shoe, participants were instructed to drag a sled 15 meters from the start line at a maximum sprint. forefoot bending angle was collected by a high speed camera, and lap time speed was measured. Results: Lap time for type B shoes was $3.52{\pm}0.17sec$, type A was $3.55{\pm}0.19sec$, and type C was $3.56{\pm}0.18sec$. Forefoot bending angles were: angle 1, $6.88{\pm}5.55^{\circ}$; angle 2, $9.23{\pm}6.38^{\circ}$; angle 3, $15.56{\pm}5.39^{\circ}$; angle 4, $9.54{\pm}3.85^{\circ}$; angle 5, $9.22{\pm}5.08^{\circ}$; angle 6, $7.66{\pm}6.44^{\circ}$; and angle 7, $4.30{\pm}6.24^{\circ}$ (p<.001). Forefoot bending in angle 3 was as follows: type A, $16.47{\pm}6.01^{\circ}$; type B, $14.30{\pm}4.96^{\circ}$; and type C, $15.90{\pm}5.17^{\circ}$. Conclusion: Hard outsoles and midsoles are better than soft type for reduced start lap time when developing a prototype Korean bobsled shoe.

태권도 주춤 서 몸통지르기 유형별 생체역학적 변인 비교 분석 (A Biomechanical Analysis of Four Different Taekwondo Body Punch Types in Horseback-Riding Stance)

  • 강성철;김의환;신현무;김성섭;김태완
    • 한국운동역학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.201-208
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    • 2007
  • The purpose of this study is to compare 4 different body punch types(type 1: a punch using a shoulder, type 2: a punch using a waist, type 3: a punch using lower extremities, and type 4: a punch with elbows by your side at chest level) in horseback-riding stance and establish suitable teaching theory and method, which would be a useful reference to Taekwondo instructors on the spot(in Taekwondo dojangs all around Korea). Five exhibition players from Korean national Taekwondo exhibition team participated in this study. Each participant was asked to perform the four different types of punches and their kinematic and kinetic data were recorded with 7 vicon cameras(125Hz) and two force plates(AMTI, 1200Hz). We analyzed displacement, time, resultant center of body mass trajectory, velocity, trunk angular velocity, and ground reaction force(GRF) from each body segment in body punch and the result. I performed 1-way ANOVA(RM) for average values of each player after standardization and statistical significance was set as p<.05. was as the following ; First, they showed a tendency to take the body punch posture with the biggest motion at a shoulder and on descending order a waist and a knee. Second, a mean time for each body punch on ascending order 0.46sec. for type 2, 0.49sec for type 3, 0.50sec. for type 4, and 0.56sec. for type 1. Third, a mean resultant center of body mass trajectory for each body punch the longest 4.07cm for type 3 and the shortest 2.458cm for type 1. Fourth, a mean of maximal velocity of a fist strike was the fastest 5.99m/s for type 3, 5.93m/s for type 4, 5.67m/s for type 2, and 5.01m/s for type 1 on the descending order. Fifth, a mean of maximal trunk angular velocity of the fastest 495.6deg./sec. for type 4 and 337.7deg./sec. for type 1 on the descending order. Sixth, strongest value was type 3, 2 for anterior-posterior ground reaction force(left -54.89N, right 60.58N), type 4 for medial-lateral GRF(left 83.59N, right -80.12N), and type 3 for vertical GRF(left 341.79N, right 426.11N).

골프 드라이버스윙 시 지면반력 반복측정 횟수와 지면반력 특성 (Number of Trials for the Reliable Golf Swing Ground Reaction Force Data Collection and Its Characteristics)

  • 박영훈;염창홍;서국웅;서국은
    • 한국운동역학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.115-125
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    • 2007
  • Grould Reaction force(GRF) is important in human movements and GRF measurements are one of the most frequently used tool in biomechanical studies. In the studies of the golf swing motion, people refer to GRF as weight transfer. A successful golf swing motion requires many segments activation sequences which are controled by the nerve system. Due to the inter- and intra-individual variability of the human movement and the movement strategies, reliability of the measurements are important in human movement studies. Previous golf researches were based on group studies and certain events' values were analyzed. The purposes of this study were to determine the number of trials for the reliable golf swing GRF data collection, to reveal the variability level of the meaningful components of the golf swing GRF, and to classify the types of the golf swing GRF patterns. Twenty three male professional golfers($26.4{\pm}6.6$ years, $174.3{\pm}5.2\;cm$, $71.3{\pm}6.5\;kg$) signed an informed consent form prior to participation in this study. GRFs of driver swings were collected with Kistler 9285 force platform and 9865A amplifier, and calculated by the KwonGRF program(Visol, Korea). Sampling frequency was 1080 Hz. GRF data were trimmed from 1.5 s prior to the impact to 0.5 s after the impact. The number of trials for the reliable GRF collection was determined when the change in floating mean overs the 25 % of the standard deviation of that variable. Variabilities of the variables were determined by the coefficient of variation(CV) of 10 %. The types of GRF patterns were determined by visual inspection of the peak GRF shapes. The minimum number of trials for the reliable golf swing GRF data collection was five. Ten-trial seems more conservative. The value of the peak GRF was more reliable than the value of the impact GRF. The CV of the peak GRF and impact GRF were 7.4 %, 15.2 %, respectively. Because of the +/- sigh of the peak GRF appearance time, it was impossible to calculate CV of the peak GRF appearance time. Golf swing GRF patterns were classified as sing peak type, double peak type, and plateau peak type. This classification suggests the presence of the different golf swing weight transfer strategies.

한국인에 대한 새로운 관절주위 잠김금속판의 해부학적 적합성: 사체를 이용한 연구 (Anatomic Conformity of New Periarticular Locking Plates for Koreans: A Biomechanical Cadaveric Study)

  • 윤용철;오종건;김영우;김학준;문홍주;김남렬
    • Journal of Trauma and Injury
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    • 제26권3호
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    • pp.163-169
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    • 2013
  • Purpose: This study was conducted to confirm the anatomic conformity of the new periarticular locking plates designed by Zimmer on Korean adult bones and to identify the structures at risk during the application of these implants. Methods: The study was performed on the humerus, radius, and tibia of 10 adult cadavers(6 males and 4 females) procured from the cadaveric lab of our hospital. Anteroposterior (AP) and lateral X-rays were taken to confirm that the cadavers were free of any unusual lesions or anatomic variations. We used the 3.5-mm proximal humerus plate, 2.7-mm distal radius plate, 3.5- and 5.0-mm proximal tibia plates, and 3.5-mm distal tibia plate developed by Zimmer, Inc. (Zimmer periarticular locking plate). The longest plate from each group was used to confirm anatomical conformity. Standard approaches were used for each area, and soft tissue was retracted in order to pass the plate beneath the muscle. The position of the plate was confirmed using standard AP and lateral view X-rays. After this procedure had been completed, the region was dissected along the length of the implant to determine the conformity of the implant to bone and the penetrations of screws into the articular surface or violations of any vital structures, such as nerves, blood vessels, or tendons. Results: Excellent anatomical conformity was observed with Zimmer periarticular locking plates for Korean adults. The tibial nerve and the posterior tibial artery were found to be structures at risk when applying a distal tibial plate. Conclusion: Additional posterolateral fixation is recommended when dealing with cases of tibial plateau fracture when the fracture line extends to the posterolateral cortex. We recommend taking proper views using 10~15 degrees of internal rotation to ensure correct screw length and, thus, avoid penetration of vital structures and tendons.

앉았다 일어나는 동작동안 단축회전반경 무릎인공관절 수술자와 다축회전반경 무릎인공관절 수술자의 운동역학적 비교분석 (A Biomechanical Comparative Analysis between Single-Radius and Multi-Radius Total Knee Arthroplasty for Sit-to-Stand Movement)

  • 진영완
    • 생명과학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.773-779
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    • 2006
  • 단축범위 무릎인공관절 수술자와 다축범위 무릎인공관절 수술자를 대상으로 앉았다 일어나는 동안 운동학적 및 운동역학적 요인들을 비교분석한 결과는 다음과 같다. 앉았다 일어나는 동작은 다축범위 수술자 집단이 단축범위 수술자 집단보다 0.19초(p= 0.033) 빠르게 나타났다. 최대상체 굴곡각도는 다축범위 수술자 집단이 단축범위 수술자집단 보다 $10^{\circ}(p=0.014)$정도 크게 나타났다. 상체굴곡 각속도는 다축범위 수술자 집단이 단축범위 수술자 집단보다 $7^{\Omega}{\cdot}S^{-1}$(p= 0.058)빠르게 나타났다. 단축범위 수술자 집단과 다축범위 수술자 집단의 ADD와 ABD의 차이는 거의 없었다. 대퇴사두근의 근전도분석은 내측광근은 무릎굴곡각 $60^{\Omega}-15^{\Omega}$(p<0.05)에서 단축범위 수술자 집단 근전도 값이 다축범위 수술자집단 근전도값 보다 작게 나타났다. 외측광근은 무릎굴곡각 $60^{\Omega}-45^{\Omega}$(p<0.05)에서 단축범위 수술자 집단 근전도 값이 다축범위 수술자집단 근전도값 보다 작게 나타났다. 대퇴직근의 값은 무릎굴곡각 $60^{\Omega}-30^{\Omega}$(p<0.05)에서 단축범위 수술자 집단 근전도 값이 다축범위 수술자집단 근전도값 보다 작게 나타났다. 대퇴이두근의 값은 무릎굴곡각 $75^{\Omega}-15^{\Omega}$(p<0.05)에서 단축범위 수술자 집단 근전도 값이 다축범위 수술자집단 근전도값 보다 작게 나타났다.

Comparison of Biomechanical Characteristics of Rowing Performance between Elite and Non-Elite Scull Rowers: A Pilot Study

  • Kim, Jin-Sun;Cho, Hanyeop;Han, Bo-Ram;Yoon, So-Ya;Park, Seonhyung;Cho, Hyunseung;Lee, Joohyeon;Lee, Hae-Dong
    • 한국운동역학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.21-30
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    • 2016
  • Objective: This study aimed to examine the characteristics of joint kinematics and synchronicity of rowing motion between elite and non-elite rowers. Methods: Two elite and two non-elite rowers performed rowing strokes (3 trials, 20 strokes in each trial) at three different stroke rates (20, 30, 40 stroke/min) on two stationary rowing ergometers. The rowing motions of the rowers were captured using a 3-dimensional motion analysis system (8-infrared camera VICON system, Oxford, UK). The range of motion (RoM) of the knee, hip, and elbow joints on the sagittal plane, the lead time ($T_{Lead}$) and the drive time $T_{Drive}$) for each joint, and the elapsed time for the knee joint to maintain a fully extended position ($T_{Knee}$) during the stroke were analyzed and compared between elite and non-elite rowers. Synchronicity of the rowing motion within and between groups was examined using coefficients of variation (CV) of the $T_{Drive}$ for each joint. Results: Regardless of the stroke rate, the RoM of all joints were greater for the elite than for non-elite rowers, except for the RoMs of the knee joint at 30 stroke/min and the elbow joint at 40 stroke/min (p < .05). Although the $T_{Lead}$ at all stroke rates were the same between the groups, the $T_{Drive}$ for each joint was shorter for the elite than for the non-elite rowers. During the drive phase, elite rowers kept the fully extended knee joint angle longer than the non-elite rowers (p < .05). The CV values of the TDrive within each group were smaller for the elite compared with non-elite rowers, except for the CV values of the hip at all stroke/min and elbow at 40 stroke/min. Conclusion: The elite, compared with non-elite, rowers seem to be able to perform more powerful and efficient rowing strokes with large RoM and a short $T_{Drive}$ with the same $T_{Lead}$.

비연결형 및 전환형 주관절 전치환술 (Unlinked and Convertible Total Elbow Arthroplasty)

  • 문준규;천성광
    • Clinics in Shoulder and Elbow
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    • 제16권2호
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    • pp.163-169
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    • 2013
  • 주관절 전치환술은 과거 임상적 결과를 토대로 새로운 디자인이 개발 중이며 불안정성이나 해리 등의 단점을 개선하고 수명을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 본 종설은 비연결형 주관절 치환술과 전환형 주관절 치환술의 일반적 개념을 기술하고자 한다. 과거의 비연결형 치환물 중 현재는 일부만 사용되고 있다. 기존의 단점을 보완한 최근의 비연결형 디자인은 더 안정적인 관절면 모양, 스템형 치환물 및 요골-소두 치환술을 첨가하는 형태 등으로 개선되고 있다. 전환형 디자인은 전세계적으로 두 개의 모델이 개발되어 사용 중이며 최근 국내에서도 사용 가능하게 되었다. 비연결형 디자인에서 추가적인 연결고리를 이용하면 쉽게 연결형으로 전환이 가능하다. 비연결형 주관절 치환술은 인체 주관절과 유사한 운동 구조를 가지게 되어 폴리에틸렌 마모나 치환물의 해리를 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 주변골과 연부 조직이 보존된 경우 또는 활동도가 높은 젊은 환자에서 적응증이 될 수 있다. 전환형 주관절 치환술은 치환물의 선택을 넓히고 재수술을 용이하게 하는 장점을 가지고 있다. 두 개의 치환물의 사용은 연결형 치환술이 가지고 있는 단점을 보완하고 장기적인 결과를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

척추체간 유합케이지의 스파이크형상 변화에 따른 척추체의 응력분포 및 케이지의 안정성에 대한 수치적 해석 (Numerical Analysis on Stress Distribution of Vertebra and Stability of Intervertebral Fusion Cage with Change of Spike Shape)

  • 심해영;김철생;오재윤
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.361-367
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    • 2004
  • 척추체간 유합케이지의 성능평가에 있어서 압축강도와 상대적인 3차원적 안정성 그리고 골유도를 촉진시킬 수 있는 형상은 성공적인 골유합의 정도를 판가름 할 수 있는 중요한 척도이다. 새로 고안된 박스형 유합케이지 스파이크의 형상변화에 따른 척추체의 골단판에 미치는 응력분포 양상과 케이지의 안정성을 비교하기 위하여 압축하중 작용 초기에 스파이크 끝딘과 골단판이 접촉하는 경우와 스파이크가 골단판에 삽입되었을 경우를 구분하여 스파이크의 높이, 폭 및 각도를 변화시켜 가면서 유한요소 해석을 실시하여 고찰하였다. 유합케이지 2개가 척추체간에 삽입되어 있는 상태에서 수직하중 1700N이 가해질 때 척추체 골단판에 전달되는 응력분포를 조사하였으며, 전, 후방향으로 케이지 하나에 100N의 pull out하중을 부과하여 케이지의 스파이크 형상변화에 따른 미세이동 정도를 비교 평가하였다. 그 결과, 척추체 골단판의 응력 집중 정도에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 케이지스파이크 끝단 폭의 크기이며, 케이지 스파이크의 높이 및 각도의 변화는 스파이크 끝단과 접촉하는 척추체 골단판에 미치는 응력 정도에 큰 영향을 미치지 않았다. 스파이크 경사면 각도조절 및 양방향혼합형의 대칭 배열을 통하여 전후방향 pull-out하중에 대한 변위량을 저감시킬 수 있었다. 본 연구의 결과를 통하여 척추체에서의 응력집중을 피할 수 있고 케이지의 초기 접촉시 골단판의 파괴를 방지하고 골유합에 유리한 케이지 스파이크 형상을 설계하였고, 케이지 치환술 후 운동시 전후방향으로 이동을 최소화하여 기계적 안정성을 높일 수 있는 새로운 척추체간 유합 케이지의 최적 형상을 제안하였다.

마그네슘 이온주입 임플란트의 뒤틀림 제거력에 관한 연구 (Removal Torque of Mg-ion Implanted Clinical Implants with Plasma Source Ion Implantation Method)

  • 김보현;김대곤;박찬진;조리라
    • 구강회복응용과학지
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    • 제25권1호
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    • pp.41-52
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    • 2009
  • 골과 임플란트의 기계적인 결합을 증진시키기 위한 다양한 시도가 이루어졌으며, 최근에는 불소 부식법, 양극산화법, 이온주입법 등 생화학적인 골유착을 유도할 수 있는 임플란트의 표면개질이 관심의 대상이 되고 있다. 본 연구는 플라즈마 상태의 이온을 임플란트 표면에 주입하여 이온 피막을 형성하는 방법(plasma source ion implantion, PSII)으로 표면을 개질한 임플란트에 대한 골반응을 흡수성 재료로 블라스팅 처리(resorbable blasting media, RBM)된 임플란트를 대조군으로 하여 평가하고 이온 주입량을 달리하여 비교한 결과를 알아보고자 하였다. 12마리의 뉴질랜드 가토의 경골에 대조군인 RBM 임플란트와 Mg이온 주입량을 달리한 Mg이온주입 임플란트 3개씩을 식립하고 공진주파수를 측정하였으며 6주 후 48개 임플란트의 뒤틀림 제거력과 공진주파수를 측정하였다. 반복측정이 있는 분산분석을 이용하여 95% 유의수준으로 통계적 유의성을 확인하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 각 임플란트간 공진주파수의 차이는 없었으나 군에 관계없이 식립 시에 비해 6주 후의 공진주파수는 증가하였다. 2. 초기 낮은 공진주파수를 나타낸 임플란트군의 공진주파수 증가량이 큰 경향을 나타내었다. 3. 이온잔존량 9.4%인 Mg 1 임플란트가 다른 임플란트 보다 통계적으로 유의하게 큰 뒤틀림제거력을 보였다. 이상의 결과를 종합하여 가장 우수한 골반응을 나타내는 이온주입량을 알 수 있었으며 이러한 이온주입 임플란트가 임상적으로 뛰어난 효능을 보이는 RBM 표면에 비해서도 생물학적 골반응이 더 우수하다는 것을 입증하는 결과라 할 수 있다.