• 한국전문물리치료학회지
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• 제23권4호
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• pp.9-15
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• 2016

Background: Squatting is one of the best functional exercises to strengthen the quadriceps muscle in independent gait and activities of daily living. Although the use of a gym ball during squat exercise is the most common way of strengthening the vastus medialis oblique (VMO) muscle, published data on this subject are limited. Objects: The purpose of this study was to compare the sequential muscle activation of the VMO and vastus lateralis (VL) muscles during squat exercise using a gym ball at different knee flexion angles. Methods: Forty healthy adults were randomly divided into experimental (squat exercise using a gym ball) and control (squat exercise alone) groups, in which squats were performed at $45^{\circ}$ and $90^{\circ}$ knee flexion. Electromyographic (EMG) activity data were collected over 10 seconds under the 2 angles of knee flexion ($45^{\circ}$ and $90^{\circ}$). Results: There was significant group and time interaction effect for VMO and VL muscle activation at $45^{\circ}$ knee flexion. This was similarly demonstrated at $90^{\circ}$ knee flexion. No significant group main effect and time main effect for VMO and VL muscle activation were noted at $45^{\circ}$ knee flexion, respectively. In contrast, there was significant group main effect and time main effect for VMO and VL muscle activation at $90^{\circ}$ knee flexion. These significant differences were demonstrated through two-way analysis of variance over repeated measurements, suggesting that the EMG activity of the VMO muscle during squatting with a gym ball showed remarkable improvement compared to that of the VL muscle. Conclusion: This research suggests that squat exercise using a gym ball may be more beneficial in improving the activity of VMO than of the VL muscle at both $45^{\circ}$ and $90^{\circ}$ of knee flexion, respectively. We highly recommend squat exercises with a gym ball for selective strengthening of the VMO muscle in knee rehabilitation.

• 한국운동역학회지
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• 제19권4호
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• pp.647-653
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• 2009

본 연구의 목적은 박스 드롭 착지 시 남자와 여자 발레 무용수들의 하지의 생체역학적 요인의 차이를 규명하는 것이다. 본 연구에 참가한 연구 대상자는 20~23세 사이의 여자발레무용수 9명과 21~24세 사이의 남자발레무용수 9명이었다. 박스 드롭 착지 동작은 양 발을 편안하게 벌린 상태에서 연구대상자의 무릎 높이의 박스 위에서 지면반력기 위에 뛰어 내리도록 하였다. 하지의 생체역학적 변인의 계산을 위해서 6대의 고해상도 비디오카메라와 2대의 지면반력기 그리고 8채널 무선 근전도 시스템을 사용하였다. 변인의 차이를 규명하기 위해서 성(2수준, 남자 발레 무용수 여자 발레 무용수)을 독립변인으로 하는 독립 t-test를 실시하였다. 연구결과, 여자발레무용수들은 남자발레 무용수들보다 박스 드롭 착지 시 최대무릎굴곡각도 변인에서 성의 차이가 나타났으나, 나머지 하지의 생체역학적 요인들에서는 성의 차이가 나타나지 않았다. 어린 나이에 점프와 착지 훈련과 교육을 받는 것은 잠재적인 전방십자인대 부상위험 요인을 감소시킨다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제44권5호
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• pp.336-345
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• 2023

The present study was designed to evaluate changes in neuromuscular properties and the structural and qualitative characteristics of muscles during submaximal isometric contractions at low-to-relatively vigorous target forces and to determine their influence on force steadiness (FS). Thirteen young adult males performed submaximal isometric knee extensions at 10, 20, 50, and 70% of their maximal voluntary isometric contraction using their non-dominant legs. During submaximal contractions, we recorded force, EMG signals from vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL), and rectus femoris (RF), and ultrasound images from the distal RF (dRF). Force and EMG standard deviation (SD) and coefficient of variation (CV) values were used to measure FS and EMG steadiness, respectively. Muscle thickness (MT), pennation angle (PA), echo intensity (EI), and texture features were calculated from ultrasound images to assess the structural and qualitative characteristics of the muscle. FS, neuromuscular properties, and texture features showed significant differences across different force levels. Additionally, there were significant differences in EMG_CV among the quadriceps at the 50% and 70% force levels. The results of correlation analysis revealed that FS had a significant relationship with EMG_CV in VM, VL, and RF, as well as with the texture features of dRF. This study's findings demonstrate that EMG steadiness and texture features are influenced by the magnitude of the target force and are closely related to FS, indicating their potential contribution to force output control.

• 한국체육학회지인문사회과학편
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• 제55권6호
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• pp.749-757
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• 2016

이 연구의 목적은 요가의 한발서기자세를 수련 후 신체안정화에 어떠한 영향을 미치는지를 규명하는 것이다. 요가수련 경험이 없는 20대 여성 13명을 대상으로 24개월간 수련 전·후의 3D동작분석과 근육 생체 신호를 측정하였고 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 댄서포즈에서 왼쪽 무릎의 y축과 오른쪽 발목의 x축, 그리고 트리포즈에서 오른쪽 발목의 x축, 왼쪽 발목 y축의 관절 움직임 범위가 작아지며 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<.05). 둘째, 몸통과 골반의 정렬각은 댄서포즈와 트리포즈 모두에서 유의한 차이가 없었다. 셋째, 질량중심 이동거리는 트리포즈의 Y, Z방향에서 작아지며 유의한 차이를 보였다(p<.05). 넷째, 트리포즈 동작에서 양쪽 척추기립근, 복직근 및 왼쪽 대퇴사두근의 근활성도가 커지면서 유의한 통계적 차이를 보였다(p<.05). 이러한 결과는 요가 훈련이 특히 발목과 질량중심 움직임을 작게하고, 코어근육을 강화시켜 안정적 자세를 만드는데 중요한 역할을 한다고 할 수 있다. 결론적으로 요가 훈련은 자세 안정화에 효과가 있으며, 자세교정에 영향을 미친다고 할 수 있다. 추후 요가훈련을 통해 자세안정화를 볼 수 있는 정렬각의 변인을 통해 얻을 수 있는 정보에 대한 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권1호
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• pp.69-80
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• 1998

본 연구에서는 엑서사이즈 프로그램이 FES를 이용한 하반신 마비환자의 일어서기 및 보행에 미치는 영향을 고찰하였으며, 또한 주요 다리근육들의 전기자극에 대한 수축특성과 피로특성에 주안점을 두었다. 정상인 10명과 완전 하반신 마비환자 4명의 대퇴사두근에 연속적 혹은 간헐적으로 전기자극을 가하였고, 자극주파수는 20Hz와 80Hz로 하였다. 또 근육의 길이에 따른 피로현상을 살펴보기 위하여 무릎의 각도를 90$^{\circ}$와 150$^{\circ}$로 각각 고정한 뒤 무릎신근 토크를 측정하였다. 그 결과를 바탕으로 남자 하반신 마비환자의 대퇴사두근과 장딴지근에 지난 2년간 FES엑서사이즈를 시행하였다. 무릎신근의 근력이 체중을 지지하기에 충분하다고 판단되었을 때 FES 일어서기를 시작하였으며, 자세교환 연습을 거친 뒤 평행봉 혹은 워커를 잡고 정전압 자극기와 표면전극을 사용한 4 또는 6채널 자극으로 보행하도록 하였다. 마비된 근육은 정상인과는 반대로 최적길이 부근에서 상대적으로 급격한 피로를 나타내었고, 저주와 자극과 간헐 자극이 피로를 지연시키는 것을 확인할 수 있었다. 본 실험에 참가한 환자는 FES 엑서사이즈 프로그램을 실시한 결과, 근력이 초기의 10배 정도로 증가하였고, 피로지수는 초기의 절반 정도로 감소하였으며, 엑서사이즈 횟수를 매주 6일에서 7일로 바꾼 후 근력이 눈에 띄게 향상되었다. 환자 자신의 잔존능력도 향상되어 양쪽 무릎을 10cm정도 들어올릴 수 있게 됨으로써 보행시 스윙 단계에서 이 능력을 최대한 활용할 수 있었다. 현재 환자는 워커를 잡고 스스로 자극기의 스위치를 조작하면서 4채널 자극에 의하여 10m/min의 속도로 최대 약 2분 40초의 보행이 가능하다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.75-84
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• 2013

본 연구에서는 근전도 신호를 이용하여 보행주기에 따른 패턴 및 특징을 시간영역과 주파수영역으로 나누어 분석하였다. 보행주기를 입각기와 유각기로 나누어 평지보행과 계단보행 실험을 실시하여 그 결과를 분석하였으며, 이때 시상면에서의 하퇴부 각도와 대퇴사두근과 대퇴이두근의 근전도 신호를 대상으로 하였다. 하퇴부의 기울기는 모든 보행에서 HS일 때 가장 큰 기울기 값을 나타내었으며, TO일 때 가장 낮은 값을 나타내었다. 시간영역에서의 근전도 분석은 모든 보행에서 보행주기에 따라 IEMG가 일정한 패턴을 보였으며, 보행 종류 및 주기 판단에 가장 용이할 것으로 판단된다. 주파수영역에서의 분석은 시간에 따른 주파수 분석이 가능한 STFT법을 사용하였으며, 기울기센서를 이용하여 보행주기를 구분하고자 하였다. 또한 STFT한 결과를 스펙트럼으로 나타내어 분석하였으며, 모든 보행에서 입각기가 유각기보다 더 높은 주파수를 가지는 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여 근전도와 시상면에서의 하퇴부 기울기를 이용하여 보행주기 판단 및 분석의 가능성을 확인하였으며, 이를 활용하면 하지 절단환자의 보행의지를 판단하여 의족제어 및 효율적 재활에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한골관절종양학회지
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• 제3권1호
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• pp.18-25
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• 1997

Prosthetic replacement is one of the most common methods of reconstruction after resection of malignant tumor around the knee. Gait analysis provides a relative objective data about the gait function of patients with prosthesis. The purpose of this study was to compare the gait pattern of the patients who underwent limb salvage surgery with prosthesis for distal femur and that of patients with prosthesis for proximal tibia. This study included ten patients (4 males, 6 females, mean age 22.7 years, range 14-36) who underwent a wide resection and Kotz hinged modular reconstruction prosthesis replacement and six normal adult(Control). The site of bone tumor was the distal femur (Group 1) in six patients and proximal tibia (Group 2) in 4 patients. The follow-up period ranged from 15 to 82 months (mean : 33 months). The evaluation consisted of clinical assessment, radiographic assessment, gait analysis using VICON 370 Motion Analysis System. The gait analysis included the linear parameters such as, walking velocity, cadence, step length, stride length, stance time, swing time, single support and double support time and the three-dimensional kinematics (joint rotation angle, velocity of joint rotation) of ankle, knee, hip and pelvis in sagittal, coronal and transverse plane. For the kinetic evaluation, the moment of force (unit: Nm/kg) and power (unit: Watt/kg) of ankle, knee and hip joint in sagittal, coronal and transverse plane. In the linear parameters, cadence, velocity, step time and single support were decreased in both group 1 and group 2 compared with control. Double support decreased in group 2 compared with control significantly(p<.05). In contrast to our hypothesis, there was no significant difference between group 1 and group 2. In Kinematics, we observed significant difference (p<.05) of decreased knee flexion in loading response (G2

• 대한정형외과스포츠의학회지
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• 제2권2호
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• pp.77-81
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• 2003

목적: 슬관절 주위 골격의 기초과학을 생체역학을 중심으로 설명하고 빈도가 높은 스포츠 손상들에 대해 기술하고자 한다. 해부 밀 운동학: 슬관절은 순수한 경첩 관절이 아니며 적합하지 않으므로 여섯 방향의 운동이 가능하다. 경골대퇴간 운동역학: 슬관절의 굴곡-신전 축은 시상면에 수직이 아닐 뿐 아니라, 관상면상 관절선과 평행하지 않으므로, 경골대퇴관절은 굴곡 시 내반과 내회전이 동반되고 신전 시에는 외반과 외회전이 동반된다. 슬개대퇴 관절: 슬개대퇴 관절 압박력은 슬관절의 굴곡 각도와 사두고근력에 비례한다 슬개골은 신전기전의 moment arm을 증가시켜 신전기전의 효율을 증대시키고 지렛대 역할을 한다. 슬개골 골절: 비전위성 골절이면서 하지 직거상 운동이 보존된 경우에 비수술적 치료의 적응증이 되며 수술적 치료 시 고정 방법의 선택은 골절 양상에 따라 결정되겠으나 어느 술식을 선택하여도 신전지대의 봉합은 필수적이며 중요하다 슬개골 불안정성: 선행 해부학적 이상을 조사해야 하며 급성 탈구에서도 골연골 골절편이 있거나 재발의 위험이 높은 운동선수에서 인대 봉합을 고려할 수 있다. 비수술적 치료 및 재활에도 불수하고 계속되는 재발성 아탈구나 탈구는 수술이 필요하다 학령기 스포츠 손상: Idiopathic Adolescent Anterior Knee Pain, Osgood-Schlatter Disease, Sinding-Larsen-Johansson Disease 등이 흔하다