체조 마루운동 손짚고 앞돌기 시 손 위치에 따른 근골격계 부하와 각운동량 분석

Abstract

This study aimed to quantitatively analyze the biomechanical differences based on hand positions during forward handsprings in floor exercise among young gymnasts. The goal was to propose hand position strategies that minimize injury risks and provide technical advantages. Nine male elite gymnasts in their teens participated in the study. They performed forward handsprings under two randomly assigned hand position conditions (parallel and outward) with a controlled horizontal hurdle step entry velocity of 3.3–3.7 m/s. A 3D motion analysis system and force plates were used to measure phase time, peak flight height, peak joint angles and moments of the elbow and wrist, peak ground reaction force (GRF), time to peak GRF, loading rate, and angular momentum. The average values from five trials per condition were analyzed. The results were as follows:

1. Contact time was shorter and flight time was longer in the outward hand position than in the parallel hand position.

2. Peak flight height showed no significant differences between hand positions.

3. During the contact phase, the parallel hand position exhibited greater peak elbow flexion, internal rotation, and wrist pronation angles, while the outward hand position showed greater peak elbow abduction, wrist extension, and ulnar deviation angles.

4 .In the contact phase, the parallel hand position showed higher peak wrist ulnar deviation and pronation moments, whereas the outward hand position exhibited higher peak elbow adduction, wrist extension, and supination moments.

5. The outward hand position showed higher peak GRF compared to the parallel hand position, while the parallel hand position had a longer time to peak GRF and higher loading rates.

6. The parallel hand position exhibited higher upper limb angular momentum at landing, the average during the flight phase, and the peak during the flight phase, as well as higher lower limb angular momentum at initial contact than the outward hand position. In contrast, the outward hand position showed higher upper limb angular momentum at take-off compared to the parallel hand position.

The findings highlight that outward hand position enhances movement efficiency but increases musculoskeletal loading, while parallel hand position provides elbow stability, emphasizing the importance of hand position selection for performance and injury prevention.|본 연구는 어린 체조선수의 마루운동 손짚고 앞돌기 시 손 위치에 따른 생체역학적 특성의 차이를 분석하여 부상 위험을 최소화하고 기술 수행의 이점으로 작용할 수 있는 손 위치 전략을 정량적으로 제시하고자 하였다. 이를 위해 10대 엘리트 남자 체조선수 9명이 연구에 참여하였으며, 무작위로 선정된 손 위치 조건(평행, 바깥쪽)에서 홉 스텝 진입 수평 속도 3.3~3.7 m/s로 통제된 손짚고 앞돌기를 실시하였다. 3차원 동작분석 시스템과 지면반력 측정기를 활용하여 소요시간, 최대 체공 높이, 팔꿈치 및 손목 관절의 최대 관절 각도 및 모멘트, 최대 지면반력, 최대 지면반력 발현 시점까지의 소요시간, 부하율, 각운동량을 산출하여 5회 시도 평균값을 분석에 사용하였다. 그 결과는 다음과 같다.

1. 손짚고 앞돌기 시 바깥쪽 손 위치는 평행 손 위치보다 짧은 접촉시간과 긴 체공시간을 나타냈다.

2. 손짚고 앞돌기 시 최대 체공 높이는 손 위치 간 차이가 나타나지 않았다.

3. 손짚고 앞돌기 시 팔꿈치 관절의 최대 굴곡과 최대 내회전 각도, 손목 관절의 최대 회내 각도는 평행 손 위치가 바깥쪽 손 위치보다 크게 나타났으며, 팔꿈치 관절의 최대 외전, 손목 관절의 최대 신전과 최대 척골편위 각도는 바깥쪽 손 위치가 평행 손 위치보다 크게 나타났다.

4. 손짚고 앞돌기 시 손목 관절의 최대 척골편위 모멘트와 회내 모멘트는 평행 손 위치가 바깥쪽 손 위치보다 높게 나타났으며, 팔꿈치 관절의 최대 내전 모멘트와 손목 관절의 최대 신전 모멘트와 최대 회외 모멘트는 바깥쪽 손 위치가 평행 손 위치보다 높게 나타났다.

5. 손짚고 앞돌기 시 최대 지면반력은 바깥쪽 손 위치가 평행 손 위치보다 높게 나타났으며, 최대 지면반력 발현 시점까지의 소요시간과 부하율은 평행 손 위치가 바깥쪽 손 위치보다 높게 나타났다.

6. 손짚고 앞돌기 시 착지 시점, 체공 구간의 평균, 최대 상지 각운동량과 초기접촉 시점 하지 각운동량은 평행 손 위치가 바깥쪽 손 위치보다 높은 각운동량을 나타냈으며, 이지 시점 상지 각운동량은 바깥쪽 손 위치가 평행 손 위치보다 높은 각운동량을 나타냈다.

본 연구 결과를 통해 손짚고 앞돌기 시 바깥쪽 손 위치가 평행 손 위치보다 동작의 완성도와 기술 간 연결성을 높이는 데 유리하지만, 근골격계 부하가 증가할 수 있음을 보여준다. 반면, 평행 손 위치는 팔꿈치 관절의 안정성을 제공하지만, 부하율 증가는 추가적인 분석이 필요하다. 본 연구는 손짚고 앞돌기 시 손 위치의 선택이 경기력 향상과 부상 예방에 중요한 과학적 근거와 훈련 프로그램 개발에 유용한 정보를 제공한다.