Analysis of Landing Error Scoring System and Lower Extremity Kinematic Variables during Drop Vertical Jump on Anterior Cruciate Ligament Injury Risk Factors in Elite Soccer and Taekwondo Players

Article information

Asian J Kinesiol. 2024;26(4):12-20
Publication date (electronic) : 2024 October 31
doi : https://doi.org/10.15758/ajk.2024.26.4.12
1Department of Sports Medicine, Dongshin University, Naju, Republic of Korea
2Division of Health and Kinesiology, Incheon National University, Incheon, Republic of Korea
3Department of Sports Science, Gwangju University, Gwangju , Republic of Korea
*Correspondence: Sang-Won Seo, Department of Sports Science, Gwangju University, Gwangju 61743, Republic of Korea; Tel: +82-062-670-2633; Fax (Optional): +82-062-670-2218; E-mail: swseo@gwangju.ac.kr
Received 2024 August 14; Accepted 2024 September 18.

Abstract

OBJECTIVES

The purpose of this study was to compare the risk factors associated with anterior cruciate ligament (ACL) injuries in elite soccer and taekwondo players by examining landing error scoring system (LESS) scores and limb symmetry index (LSI).

METHODS

A total of 20 male athletes (10 soccer players and 10 taekwondo players) were evaluated. Participants completed a drop-landing task, and their landing mechanics were evaluated using the LESS. Muscle activation was measured with surface electrodes placed on the rectus femoris and biceps femoris. LSI values were calculated as a percentage based on muscle activation data, using the ratio of the nondominant limb to the dominant limb, to assess asymmetry.

RESULTS

Significant differences were observed between the two groups in knee valgus angle at initial contact (p=0.005), knee joint displacement (p=0.024), and overall impression (p=0.011). Notably, the soccer players demonstrated a significantly higher LESS score (total score, p=0.024) compared to the taekwondo players. However, no significant differences in LSI were found between the two groups.

CONCLUSIONS

The findings suggest that elite male soccer players may benefit from targeted interventions, such as neuromuscular control training, to enhance joint stability and correct landing mechanics, compared to taekwondo players.

서론

축구는 전 세계적으로 2억 6천만명 이상의 선수들이 활동하는 가장 인기있는 스포츠 중 하나이다[1]. 하지만, 축구 선수의 경우 경쟁적인 활동과 승부에 대한 결과로 인해 신체적 손상이 자주 유발한다고 하였으며[2], 1000시간당 6.6명의 유병률로 손상 위험이 높은 스포츠라고 할 수 있다[3]. 선행연구에 의하면, 축구의 경우 하체와 관련된 무릎 및 발목 관절의 손상이 많은 부분을 차지한다고 하였고[4], Gilchrister et al.[5]은 축구선수의 31%가 무릎 관절의 손상이며, 이 중 약 14%가 앞십자인대 손상 유병률이라고 보고하였다.

태권도는 격투기 종목이며[6], 상대와 겨루는 종목으로 공격과 방어에 의한 상대방과의 접촉 과정에서 손상이 주로 유발되지만[7], 스텝 또는 착지 동작 등과 같은 비접촉의 기전으로도 손상이 유발된다고 보고하였다[8,9]. 태권도 종목에 참가하는 많은 선수들은 시합과 훈련 도중 손상을 경험하는데, 대부분 상지 손상보다는 하지 손상(발목염좌, 앞십자 인대)이 빈번하다고 하였다[10]. 보다 구체적으로, 하지 손상의 경우 41.3%의 유병률을 보고하고 있으며[11], 하지 손상 중 무릎 손상이 가장 높은 것으로 보고되고 있다[12,13].

근골격계 손상 중 하지의 유병률은 다른 신체 부위에 비해 높으며[14], 스포츠 현장에서는 점프 후 착지 동작에서 더욱 높은 비율로 유발된다고 보고하고 있다[15,16]. 이러한 착지 동작에서 발생된 부하는 발, 무릎, 엉덩이를 통한 척추로 전달되며, 주로 발목 관절, 무릎 관절 및 엉덩 관절에 직접적인 부하가 전달된다[17]. 특히, 무릎 관절은 착지 동작에서 부하가 증가되는 부위로 충격 흡수 및 완충을 위한 중요한 역할을 하기 때문에, 다양한 스포츠 상황에서 수행되는 착지 동작의 반복은 무릎 관절 손상을 유발할 가능성이 증가될 수 있다[18,19]. 일반적인 무릎 관절 손상은 앞/뒤십자인대, 반월상연골판, 가쪽곁인대 및 무릎뼈 등에서 발생하지만, 그중에서도 가장 빈번한 손상 부위가 앞십자인대이다[20,21]. 사후 비디오 분석에 의하면, 앞십자인대 손상은 착지, 방향전환, 감속동작 중 유발되는 동적 무릎 외반 때문이라고 하였으며[22], 이와 관련하여, 축구에서는 점프 후 착지 또는 갑작스러운 감속과 방향전환[16,23], 태권도에서도 공격자가 발차기 하기 위해 한 발로 지탱하거나 수비자가 빠르게 피하기 위해 방향전환[24] 하는 경우와 공중차기 후 착지 동작이 앞십자인대 손상의 원인이 될 수 있다[25]. 또한 착지와 방향전환 동작에서 무릎의 넙다리각도(quadriceps angle; Q-angle) 증가는 외반각(valgus angle) 을 증가시켜[26,27] 손상 위험이 높아진다고 하였다. 이러한 관점에서 무릎 손상의 예측 변인으로 하지정렬구조가 중요하게 작용할 수 있다.

앞십자인대 손상의 위험 요인을 알아보기 위한 장비로 3차원 동작 분석 시스템이 표준(gold standard)으로 인식되어 있지만 스포츠 현장에서는 비교적 적은 시간에 많은 선수들에게 쉽게 적용하고 분석 절차가 간편한 착지오류점수 시스템(landing error scoring system; LESS)을 활용하고 있다[28]. 착지오류점수는 드롭수직점프 검사를 통한 착지 동작과 관련된 역학적인 평가를 수행하여 비접촉성 앞십자인대 손상의 위험성을 판별하기 위해 개발된 현장활용이 가능한 신뢰할 수 있는 검사 도구이다[28]. 착지오류점수는 이마면과 시상면에서 영상학적 분석을 통해 드롭수직점프 동작에서 착지 시 지면과의 초기 접촉에서 몸통, 엉덩 관절, 무릎 관절 및 발목 관절의 각도와 위치, 최대 무릎 관절 굽힘, 관절가동범위 등의 평가를 목적으로 활용된다. 이 점수는 19점 척도를 기반으로 측정되며, 4점 이하는 우수한(excellent) 착지, 4점 이상 5점 이하는 좋은(good) 착지, 5점 이상 6점 이하는 보통(moderate)의 착지, 6점 이상은 잘못된(poor) 착지 기술을 가지고 있다고 평가된다[29].

또한 근전도는 근육 활성도의 정량적 평가를 가능하게 하여, 특정 운동이나 자세에서 근육이 활성화되는 시간, 활성화의 강도, 그리고 서로 다른 근육 간의 협응 패턴을 분석할 수 있게 한다. 이를 통해 근육의 피로도, 근력 불균형, 최대 힘 및 평균 힘을 추정하는 등 다양한 정보를 얻을 수 있다. Schmitt et al.[30]은 앞십자인대 재건술 후에 필드 복귀 시 넙다리네갈래근(quadriceps femoris muscle)의 환측과 건측에서 근력 불균형이 15% 이상인 경우에 기능적 및 운동 수행력에 부정적인 영향을 미친다고 하였으며, 넙다리네갈래근의 근력은 걷기[31], 조깅[32] 및 외발 뛰기[33] 시에 시상면에서 무릎 각도와 움직임(moments) 변화에 중요한 부분을 차지하기 때문에 넙다리네갈래근의 근력 불균형은 스포츠 현장 복귀 시에 중요한 변인으로 다루어져야 한다고 보고하였다[30]. 이와 같이, 좌우 넙다리네갈래근의 근력 불균형은 운동 수행능력뿐만 아니라, 앞십자인대 재손상의 위험률을 증가시킬 수 있다고 생각된다.

축구 및 태권도 선수에게서 연습 및 경기 중 자주 손상을 입는 부위 중 하나가 무릎 관절이며, 무릎 관절 손상을 예측할 수 있는 위험 요인에 대한 연구는 매우 중요하다고 생각된다. 또한 축구 및 태권도 경기 상황에서의 손상 유병률의 규명도 매우 중요하지만, 특히 손상 위험군에 속해 있는 선수들의 위험요인을 규명하는 연구가 필수적이다. 이에 이 연구는 남자 엘리트 축구 및 태권도 선수들을 대상으로 스포츠 현장에서 보다 간편하게 활용할 수 있는 무릎 관절의 앞십자인대 손상 위험 평가 지표인 드롭수직점프 시, 착지 오류점수 및 근활성도 분석을 통해 종목별 비교에 따른 차이를 규명하고 앞십자인대 손상의 위험성을 파악하여 손상 예방 및 재활을 위한 개별화되고 차별화된 운동 프로그램을 계획하는데 있어 기초자료를 제공하는데 목적을 두었다.

연구방법

1. 연구 대상

이 연구는 남자 축구선수 10명, 남자 태권도선수 10명, 총 20명으로 경력 5년 이상된 엘리트 선수들을 대상으로 하였으며, 모든 대상자는 실험 참여 전 6개월 이내에 정형외과적인 질환을 진단받지 않았으며, 하지 관련 수술의 경험이 없는 대상자를 선정하였다. 실험 전 우선적으로 대상자에게 연구의 목적, 방법 및 실험과정에 따르는 위험성에 대한 설명을 하였고 이차적으로는 실험참가에 대한 동의서를 작성하게 하였으며, 대상자의 신체적 특성은 <Table 1>과 같다.

Participant characteristics.

2. 실험 설계

1) 실험절차

연구대상자들은 실험참가 동의서를 작성 후, 신체적 특성을 위한 신체구성을 일차적으로 측정하였으며, 이차적으로 앞십자인대 손상 위험요인 평가를 위한 착지오류점수 및 하지운동학적 변인 측정에 대비하여 준비운동을 실시하였다. 실험실에는 착지오류점수 및 하지운동학적 변인 측정을 위해 측정용 카메라 2대를 설치하였으며, 남자 축구선수(10명), 남자 태권도선수(10명)의 대상자들은 근전도 전극을 부착하고, 30cm 높이의 박스 위에서 자신의 신장 50% 거리가 떨어진 지점을 표기하여 인지시킨 후에 양발 착지와 함께 바로 수직 점프하는 동작을 3회씩 수행하도록 하였다. 양발 착지 후, 수직 점프 과제는 30cm 높이의 박스 위에서 뛰어내린 직후, 바로 자신이 뛸 수 있는 최고의 높이로 수직 점프를 수행하는 방법으로 착지 후에 약 3초간 균형을 유지하는 동작만을 기록하였다.

3. 검사항목 및 방법

1) 착지오류점수 측정

착지오류점수는 양발 착지한 후, 바로 수직점프로 도약하는 순간에 발생하는 자세의 오류를 이마면과 시상면에서 항목별로 점수화하는 방법으로 평가하며, 이 연구에서는 Padua et al.[28]가 시행한 방법을 동일하게 사용하였다. 실험 도구로는 정면과 측면을 기록하는 두 대의 스마트폰(Iphone, Apple Inc., USA)과 30cm 높이의 박스(도약대)로 이루어져 있으며, 착지 위치로부터 약 3.5m의 위치에 대상자의 오른쪽 무릎 관절 방향의 정면과 측면 1.2m의 높이로 하여 스마트폰을 설치하였다. 대상자를 30cm 높이의 박스(도약대)에 서게 한 후, 각 대상자 신장의 50% 지점을 향해 양발로 뛰어내려 지면에 닿는 즉시 가능한 한 수직으로 높이 다시 뛰어오르도록 요구하였다. 대상자는 3회 연습 시행 후에 실제 측정을 하였으며, 스마트폰에 측정 영상을 기록하였다. 이후 두 대의 스마트폰에 기록된 영상 중, 발이 지면에 닿기 시작하는 초기 착지와 다시 수직으로 높이 뛰어오르기 전 무릎 관절의 최대 굽힘(굴곡, flexion) 시점에서 정면과 측면의 잘못된 착지오류동작을 찾아내 점수화하여 기록하였다. 측면에서 촬영한 영상에서는 총 8가지 항목으로 구성되어 최고 9점의 착지오류점수를 확인할 수 있으며, 정면에서 촬영한 영상에서도 총 8가지 항목으로 구성되어 최고 8점의 오류점수를 확인할 수 있다. 마지막으로 정면과 측면에서 촬영된 영상을 종합적으로 분석 및 판단하여 0~2점을 부가할 수 있으며, 착지오류점수는 최대 19점까지 확인할 수 있다. 측정된 착지오류점수는 4점 이하는 우수한(excellent) 착지, 4점 이상 5점 이하는 좋은(good) 착지, 5점 이상 6점 이하는 보통(moderate)의 착지, 6점 이상은 잘못된(poor) 착지로 정의한다[28]. 착지오류점수 평가기준은 <Table 2>와 같으며, 구체적인 장비 구성 및 실제 측정에 따른 분석 장면은 <Figure 1>과 같다. <Table 2>에 정의된 각도 계산은 키노베아(Kinovea ver. 0.8.15, free and open source software, www.kinovea.org) 동영상 분석 프로그램을 사용하였다[34]<Figure 1>. 무릎굽힘 각도 분석은 시상면에서 촬영된 영상을 활용하여 엉덩 관절의 중심으로부터 무릎 관절 중심을 연결한 선과 무릎 관절 중심으로부터 발목 관절 중심을 연결한 선의 절대각으로 산출하였다. 엉덩 굽힘 각도 분석은 시상면에서 촬영된 영상을 활용하여 엉덩 관절 중심으로부터 어깨 관절 중심으로 연결한 선과 엉덩 관절 중심으로부터 무릎 관절 중심으로 연결한 선의 절대각으로 산출하였다. 몸통굽힘 각도는 시상면에서 촬영된 영상에서 엉덩 관절 중심에서 어깨 관절 중심으로 연결한 선과 수직선 및 엉덩 관절 중심에서 무릎 관절 중심으로 연결한 선의 절대각으로 산출하였다. 바깥굽은(외반, valgus) 각도는 이마면에서 촬영된 영상을 활용하여 무릎뼈 중심에서 아래쪽으로 선을 그어 발허리뼈(중족, metatarsal) 와의 위치를 판단한 후 점수화하여 산출하였다. 가쪽몸통 굽힘 각도 분석은 이마면에서의 몸통 중심선과 수직선과의 절대각으로 산출하였다.

Landing error scoring system chart.

Figure 1.

Composition and analysis of the LESS.

2) 하지운동학적 변인 측정

하지운동학적 변인 측정을 위하여 무선 4채널 노락슨(NORAXON MyoResearch, USA) 근전도 시스템을 사용하였다. 표면 전극은 SENIAM(surface electromyography for non-invasive assessment of muscle)에서 제안한 권고사항을 근거로 근육에 부착하였으며, 부착 부위는 넙다리네갈래근(quadriceps) 중에 넙다리곧은근(rectus femoris)과 뒤넙다리근(hamstring) 중 넙다리두갈래근(biceps femoris)에 부착하여 근활성도를 측정하였다. 넙다리곧은근의 부착 위치는 위앞엉덩뼈가시(anterior superior iliac spine)에서 무릎뼈 상부까지의 1/2 지점에, 넙다리두갈래 근은 궁둥뼈결절(ischial tuberosity)에서 정강뼈의 가쪽위 관절융기(lateral epicondyle)까지의 1/2 지점에 부착하였다<Figure 2>.

Figure 2.

Placement of EMG electrode.

표면 전극은 근내전극 삽입 부위로부터 각각 2cm씩 떨어진 부위에 1회용 Ag-AgCl 전극을 부착하였으며, 전극을 부착하기 전에 잡음(noise)을 최소화하기 위해 피부를 의료용 알코올 솜으로 소독하였다. 표면 근전도의 신호 표본 추출률(sampling rate)은 1000Hz로 하였고 필터는 10~500Hz의 대역필터(band pass filter)를 사용하였다. 표면 근전도 신호는 평균 제곱근법(root mean square)으로 산출하였으며, 좌 · 우측의 넙다리곧은근 및 넙다리두갈래근의 근활성도 비교를 통한 근력 불균형을 파악하기 위해 사지 대칭 지수(limb symmetry index; LSI)를 이용하였다[35]. LSI는 아래에 공식을 대입하여 비율(%)을 산출하였다.

LSI%=1-nondominant limbdominant limb×100

4. 자료처리 방법

이 연구에서 측정된 자료 분석은 IBM SPSS ver. 27.0(IBM Corp., Armonk, NY, USA) 통계 패키지 프로그램을 이용하였다. 모든 변인에 대한 평균(mean)과 표준편차(standard deviation)를 산출하였고, 남자 축구선수와 남자 태권도선수의 집단 간 착지오류점수 및 하지운동학적 변인의 차이를 분석하기 위하여 독립표본 t-검정을 실시하였으며, 모든 결과의 통계적 유의수준은 α=0.05로 설정하였다.

결과

이 연구는 엘리트 남자 축구 및 태권도 선수 20명을 대상으로 앞십자인대 손상 위험요인 평가를 위한 착지오류점수 및 하지운동학적 변인의 차이를 규명하는데 그 목적이 있으며, 연구결과는 다음과 같다.

1. 착지오류점수

남자 축구 및 태권도 착지오류점수는 <Table 3>과 같다. 초기 착지 시 무릎 가쪽굽음(Knee valgus angle at initial contact, p=0.005), 무릎 관절 가쪽굽음 변위(Knee valgus displacement, p=0.024) 및 전체적인 진단(Overall impression, p=0.011)에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(p<0.05). 또한, 종합점수(Total score, p=0.024)에서 남자 축구선수집단이 남자 태권도선수 집단보다 통계적으로 유의하게 높게 나타났다(p<0.05). 반면에 LESS 2, 13, 14 항목은 남자 축구선수와 남자 태권도 선수에서 모두 0점으로 측정되어 통계적 계산이 이루어지지 않았으며, 그 외 나머지 변인들에서는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다.

Landing error scoring system variables and corresponding statistical analyses between groups.

2. 하지운동학적 변인

남자 축구 및 태권도 선수의 하지운동학적 변인을 위한 LSI의 결과는 <Table 4>와 같다. 넙다리곧은근 및 넙다리두갈래근은 두 집단 간에 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다.

Limb symmetry index in each group.

논의

이 연구는 남자 축구 및 태권도 선수를 대상으로 앞십자 인대 손상과 관련된 동작인 드롭수직점프 시 위험요인을 수치화하여 손상의 위험성을 예측하는 현장중심을 목적으로 한 연구로 착지오류점수 및 하지운동학적 변인을 집단 간에 비교 분석하였다.

연구결과 초기 착지 시 무릎 가쪽굽음(Knee valgus angle at initial contact, p=0.05), 무릎 관절 가쪽굽음 변위(Knee valgus displacement, p=0.024) 및 전체적인 진단(Overall impression, p=0.011)에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(p<0.05).

이 연구에서 분석한 무릎 가쪽굽음은 초기 착지 시 무릎 관절의 가쪽굽음 위치 평가를 목적으로 하는 것이며, 분석방법은 대상자의 발이 도약 후 지면에 초기 접촉한 시점에서 무릎뼈의 중심에서 발 아래쪽 수직 방향으로 가상의 선을 그려 선이 발의 중간부위(midfoot)를 통과하면 0점(NO), 통과하지 않으면 1점(YES)으로 분석하였다. 남자 축구선수 집단이 태권도선수 집단보다 무릎 가쪽굽음이 큰 것으로 나타났으며, 이러한 결과는 남자 축구선수가 태권도선수보다 무릎 관절 가쪽굽음 스트레스가 더 높다는 것을 의미한다[17]. 보다 구체적으로 남자 축구선수 집단의 경우 10명 중 8명(80%)이 착지 시 무릎 관절 가쪽굽음 변위가 큰 것으로 확인되며, 반면에 남자 태권도선수 집단의 경우 10명 중 2명(20%)이 착지 시 무릎 관절 가쪽굽음 변위가 큰 것으로 확인하였다. 선행연구에 의하면, 무릎 관절 가쪽굽음의 증가는 앞십자인대 손상의 위험성과 관련이 있다고 하였으며[28], Cho et al.[36]의 연구에서도 남자 펜싱선수의 무릎 관절 가쪽굽음이 4.7%로 확인되어 착지오류를 보고하였다.

그리고, 무릎 관절 가쪽굽음 변위는 측정하고자 하는 다리의 최대 무릎 가쪽굽음 시점으로부터 무릎뼈 중심에서 아래로 선을 그린 후, 그 선이 엄지발가락을 통과하거나 엄지발가락 안쪽을 통과한다면 1점(YES), 만약 선이 엄지발가락 가쪽을 통과하면 0점(NO)으로 분석하였다. 이 연구결과에서는 남자 축구선수 집단이 태권도선수 집단보다 최대 무릎 굽힘 시 가쪽굽음이 큰 것으로 나타났으며, 이는 남자 축구 선수가 태권도 선수보다 무릎 관절 가쪽굽음 스트레스가 더 높다는 것을 의미한다[17]. 남자 축구선수 집단의 경우 10 명 중 8명(80%)이 최대 무릎굽힘 시 가쪽굽음 변위가 큰 것으로 확인되었으며, 반면에 태권도선수 집단의 경우 10명 중 3명(30%)이 최대 무릎굽힘 시 가쪽굽음 변위가 큰 것으로 확인하였다. Cho et al.[36]의 연구에서는 남자 펜싱선수의 가쪽굽음 변위가 약 33% 확인되어 본 연구결과와 비슷한 경향을 보였다.

이러한 무릎 관절 가쪽굽음 변위가 큰 경우에 해부학적으로는 넙다리뼈는 안쪽돌림, 정강뼈는 가쪽돌림되어 앞십자인대와 안쪽곁인대에 상당한 스트레스가 작용될 수 있기 때문에, 앞십자인대 손상 위험성이 증가할 수 있다[17]. Hewett et al.[17]의 선행연구에서 앞십자인대의 파열을 경험한 사람의 경우에 정상인 보다 약 8°이상의 무릎 가쪽굽음 각도를 나타내었다고 보고한 것처럼, 무릎 가쪽굽음(외반, valgus)은 스포츠에 참여하거나 일상 생활에서 역학적으로 부정적인 영향을 가져와 앞십자인대 손상의 위험성을 증가시킬 수 있다.

시상면의 움직임과 착지의 전체적인 특성에 대한 대상자의 일반적인 인식을 평가하기 위한 것이 전체적인 진단(overall impression)이며, 분석 방법은 대상자가 부드럽게 착지하며 무릎에서 정중면으로의 움직임이 없다면 착지오류점수는 0점(excellent), 대상자가 뻣뻣하게 착지하며 무릎에서 큰 정중면으로의 움직임이 있다면 착지오류점수는 2점(poor), 그밖에, 모든 착지 점수는 1점(average)으로 분석하였다. 이 연구결과에서는 남자 축구선수 집단이 태권도선수 집단보다 뻣뻣하게 착지하고 무릎에서 큰 정중면으로의 움직임이 있는 것으로 나타났으며, 태권도선수 집단의 경우 부드럽게 착지하였으며 무릎에서 정중면으로의 움직임도 없는 것으로 나타나 축구선수 집단보다 안정적으로 착지하는 것으로 나타났다.

이 연구에서 착지오류점수의 종합점수 결과를 살펴보면, 남자 축구선수 집단의 경우 6.40점으로 나타나 잘못된 착지 기술을 가지고 있는 것으로 나타났으며, 태권도선수 집단의 경우 4.90점으로 좋은 착지 기술을 가지고 있는 것으로 나타났다. Padua et al.[28]의 연구결과에 의하면, 앞십자인대 손상 예방을 목적으로 측정한 전체 착지오류점수시스템 평균 점수가 4.92점으로 좋은 착지기술을 가지고 있다고 보고하였으며, Cho et al.[36]은 경력 10년 이상된 엘리트 20대 남자 펜싱선수 집단의 경우 2.47점으로 우수한 착지기술을 가지고 있다고 보고하였다. 이러한 선행연구와 상반된 연구 결과는 운동종목(축구, 태권도, 펜싱 등)의 차이가 연구 결과에 영향을 미치는 것으로 생각된다.

드롭점프동작 시 LSI의 결과를 살펴보면, 축구 및 태권도 선수의 집단 간 LSI(넙다리곧은근 및 넙다리두갈래근)는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 하지만, 넙다리곧은근은 축구선수 집단의 경우 36.0±17.1, 태권도선수 집단은 28.2±16.1로 약 7.8% 차이가 나타났으며, 넙다리두갈래근은 축구선수 집단의 경우 38.2±24.1, 태권도선수 집단은 33. ±20.0로 약 5.1% 차이가 나타났다. 태권도선수 집단은 겨루기 스텝 동작에 있어 양발 점프에 익숙하나, 축구선수 집단은 종목에 특성상 달리기, 패스 및 슛 등 외발 동작으로 인한 편측 선호도의 결과라고 보고되고 있으며[37,38], 이는 결국 손상의 위험을 증가시킬 수 있다고 하였다[39]. 선행연구에 의하면, 주측과 비주측의 근력이 15% 이상 차이가 발생할 경우를 근력 불균형이라고 하였으며[40], Croisier et al.[41]은 남자 프로축구 선수가 양측 근력 불균형을 개선하지 않 을 경우에 뒤넙다리근 손상 가 능성이 4배 이상 증가한다고 보고하였고, 근력 불균형은 여성 및 엘리트 스키 선수의 앞십자인대 손상과 관련이 높다고 하였다[39,42]. 이 연구 결과에서, LSI는 집단 간에 유의한 차이가 나타나지 않았지만, 두 집단 모두 양측 넙다리곧은근 및 넙다리두갈래근의 LSI 차이가 20% 이상으로 나타나 근력 불균형이 확인되었으며, 이러한 결과는 앞십자인대 손상 위험성이 증가될 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

이러한 결과를 종합해볼 때, 남자 축구선수들의 경우 남자 태권도선수보다 착지오류점수가 더 높게 나타났으며, 이는 남자 축구선수가 남자 태권도선수보다 드롭수직점프 시 앞십자인대 손상 위험요인 평가에서 착지오류가 높다고 할 수 있다. 즉, 남자 축구선수들의 착지 메커니즘이 좋지 않다고 할 수 있다. 때문에, 남자 축구선수의 경우 남자 태권도선수보다 비접촉성 앞십자인대 손상의 유병률 증가와 관련이 있을 것으로 생각되며, 잘못된 착지기술로 착지오류점수가 높은 선수의 경우에 무릎 및 엉덩 관절 굽힘 움직임이 감소하고, 무릎 가쪽굽음과 엉덩 관절 안쪽돌림 움직임이 증가하기 때문에 무릎 관절 부하가 높아지는 것이 원인일 수 있다. 또한, 두 집단 모두 양측 넙다리곧은근 및 넙다리두갈래근의 LSI 차이가 20% 이상으로 나타나 근력 불균형으로 인한 앞십자인대 손상 위험성이 높을 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 관점에서 볼 때, 종목의 특성상 점프 후 착지, 갑작스러운 방향 전환 등 많은 움직임을 요구하는 축구, 태권도 선수들의 경우 이와 관련한 근신경 및 컨디셔닝 프로그램과 같은 손상 예방 및 재활 프로그램 기획을 고려할 필요가 있다.

결론

이 연구는 남자 축구 및 태권도 선수의 앞십자인대 손상 위험요인 평가를 위해 실시하였다. 연구결과 남자 축구선수 집단이 태권도선수 집단보다 앞십자인대 손상 위험성이 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 남자 축구선수가 태권도선수보다 드롭수직점프 시 착지기술의 오류로 인한 앞십자인대 손상 예방을 위한 관절 안정화를 목적으로 근신경 조절 트레이닝과 같은 운동학적 프로그램 개입이 필요할 것으로 생각된다. 또한, 생애주기별, 좀 더 많은 선수들을 대상으로 포지션에 따른 분석이 이루어진다면 남자 축구선수 및 태권도선수들에 대한 앞십자인대 손상 관련 착지 오류 및 무릎 관절 손상의 관계 등도 규명할 수 있을 것으로 생각되므로 광범위한 후속 연구가 필요하다고 생각된다.

Acknowledgements

This research was supported by the Dongshin University research grants.

Notes

The authors declare no conflict of interest.

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Article information Continued

Figure 1.

Composition and analysis of the LESS.

Figure 2.

Placement of EMG electrode.

Table 1.

Participant characteristics.

Group Item Soccer Group (n=10) Taekwondo Group (n=10)
Age (year) 20.80±0.91 20.30±0.67
Weight (kg) 73.68±6.91 70.09±5.51
Height (cm) 179.92±5.50 178.04±1.97
BMI (kg/m2) 22.77±2.03 22.22±1.66

Data are presented as mean ± standard deviation.

Table 2.

Landing error scoring system chart.

Sagittal view Frontal view
Hip-flexion angle at contact: hips are flexed (yes, 0; no, 1) Lateral (side) trunk flexion at contact: trunk is flexed (yes, 1; no, 0)
Trunk-flexion angle at contact: trunk in front of hips (yes, 0; no, 1) Knee-valgus angle at contact: knees over midfoot (yes, 1; no, 0)
Knee-flexion angle at contact: greater than 30° (yes, 0; no, 1) Knee-valgus displacement: knees inside of large toe (yes, 1; no, 0)
Ankle plantar-flexion angle at contact: toe to heel (yes, 0; no, 1) Foot position at contact: toes pointing out >30°(yes, 1; no, 0)
Hip flexion at maximum knee-flexion angle: greater than at contact (yes, 0; no, 1) Foot position at contact: toes pointing out <30°(yes, 1; no, 0)
Trunk flexion at maximum knee flexion: trunk in front of hips (yes, 0; no, 1) Stance width at contact: <shoulder width (yes, 1; no, 0)
Knee-flexion displacement: >30° (yes, 0; no, 1) Stance width at contact: >shoulder width (yes, 1; no, 0)
Sagittal-plane joint displacement (large motion [soft], 0; average motion, 1; small motion [loud/stiff ], 2) Initial foot contact: symmetric (yes, 0; no, 1)
Overall impression (Excellent, 0; average, 1; poor, 2)

Table 3.

Landing error scoring system variables and corresponding statistical analyses between groups.

Classification Soccer (n=10) Taekwondo (n=10) t p-value
LESS 1 Knee flexion angle at initial contact 0.50±0.52 0.50±0.52 0.000 1.000
LESS 2 Hip flexion angle at initial contact 0.00±0.00 0.00±0.00 - -
LESS 3 Trunk flexion angle at initial contact 0.10±0.31 0.10±0.31 0.000 1.000
LESS 4 Toe to heel or heel to toe landing 0.50±0.52 0.10±0.51 0.429 0.673
LESS 5 Knee valgus angle at initial contact 0.80±0.42 0.20±0.42 3.182 0.005*
LESS 6 Lateral trunk flexion angle at initial contact 0.20±0.42 0.20±0.42 0.000 1.000
LESS 7 Stance width–wide 0.00±0.00 0.20±0.42 -1.500 0.151
LESS 8 Stance width–narrow 0.90±0.31 0.80±0.42 0.600 0.556
LESS 9 Foot position–toe in 0.00±0.00 0.00±0.00 - -
LESS 10 Foot position–toe out 0.20±0.42 0.40±0.51 -0.949 0.355
LESS 11 Symmetric initial foot contact 0.60±0.51 0.50±0.52 0.429 0.673
LESS 12 Knee flexion displacement 0.10±0.31 0.00±0.00 1.000 0.331
LESS 13 Hip flexion at max knee flexion 0.00±0.00 0.00±0.00 - -
LESS 14 Trunk flexion at max knee flexion 0.00±0.00 0.00±0.00 - -
LESS 15 Knee valgus displacement 0.80±0.42 0.30±0.48 2.466 0.024*
LESS 16 Joint displacement 0.20±0.42 0.50±0.52 -1.406 0.177
LESS 17 Overall impression 1.14±0.51 0.80±4.21 2.846 0.011*
LESS 18 Total score 6.40±1.17 4.90±1.52 2.466 0.024*

LESS: landing error scoring system.

*

p<0.05.

Table 4.

Limb symmetry index in each group.

Muscle Group LSI (%) t p
Rectus femoris Soccer 36.0±17.1 1.042 0.311
Taekwondo 28.2±16.1
Biceps femoris Soccer 38.2±24.1 0.516 0.612
Taekwondo 33.1±20.0

LSI: limb symmetry index.