KJAB Korea Journal of Applied Biomechanics

Biomechanical Analysis of Postural Control Ability between Affected- and Unaffected-side of Leg at One Leg Landing in Soccer Players with Ankle Ligament Repair

Kihyun Park Sukhoon Yoon
http://dx.doi.org/10.5103/KJAB.2025.35.4.298 Epub 2025 December 08

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Abstract

Objective: This study aims to present quantitative evidence for determining the safe return-to-sport timing in soccer players who have completed a rehabilitation program after lateral ankle ligament repair.

Method: Ten soccer players registered with the Korea Football Association who had undergone lateral ankle ligament repair and completed a 4-6 months rehabilitation program were selected as participants of this study (age: 19.3 ± 1.49 yr; height: 1.74 ± 0.05 m; body mass: 70.3 ± 3.56 kg; playing experience: 8.9 ± 2.46 yr; postoperative duration 4.8 ± 0.78 mo). Following a sufficient warm-up, all participants performed single-leg stance with eyes open and eyes closed, and single-leg landing after a double-leg jump. These tasks were evaluated through three-dimensional motion analysis using eight infrared cameras and one force plate. A paired t tests were conducted to verify kinematic and kinetic differences between the affected and non-affected limbs, with statistical significance set at α = .05.

Results: In the single-leg stance task, no significant differences in center of pressure (COP) displacement were observed between the affected and non-affected limbs regardless of visual condition (p>.05). However, during the single-leg landing following a double-leg jump, the affected limb demonstrated significantly smaller dorsiflexion, plantarflexion, and eversion angles compared to the non-affected limb, as well as reduced ranges of motion in both the sagittal and frontal planes (p<.05). At the hip joint, the affected limb exhibited greater flexion and internal rotation angles than the non-affected limb, with increased ranges of motion in the sagittal and frontal planes (p<.05). Finally, no significant differences were found in peak vertical ground reaction force between limbs (p>.05), but the affected limb showed a significantly shorter loading time compared with the uninjured limb (p<.05).

Conclusion: The results of this study suggest that static stability in players appears to be sufficiently restored after rehabilitation; however, under the intense dynamic conditions encountered in actual competition, there may still be potential risk factors for ankle reinjury and secondary injuries to adjacent joints.

Keywords

Ankle lateral ligament repair Injury rehabilitation Return to sport Soccer players

INTRODUCTION

대한민국의 프로 스포츠의 도입은 스포츠 경기를 단순한 신체 활동의 수준을 넘어 고도의 전략과 기술이 요구되는 전문화된 분야로 진화시켰기 때문에 선수의 민첩성과 균형, 근력, 협응력 등 다양한 신체 기능이 복합적으로 작용하는 축구와 같이 고강도의 팀 스포츠의 경우 선수들의 상해의 위험을 증가시키는 요인이 된다고 보고되고 있다(Manning & Levy, 2006; Hägglund, Waldén & Ekstrand, 2013). 따라서 많은 연구자들은 스포츠 상해를 예방하기 위해서 다양한 조건(i.e., 연령, 성별, 신체조건, 운동강도, 휴식 시간)들을 충분히 고려하여 운동을 수행해야만 한다고 권고하고 있지만, 대부분의 엘리트 운동선수들이 스포츠 상해에 대한 예방적 측면을 충분히 고려하지 않은 채 고난도, 고강도 트레이닝을 반복적으로 수행하기 때문에 높은 상해 위험성에 노출되어 있다고 보고하고 있다(Bangsbo, Nørregaard, & Thorsoe, 1991; Kim & Park, 2009).

특히, 축구 경기는 고난도 기술 훈련과 고강도 트레이닝을 수행할 뿐만 아니라 경기 중 접촉성 돌발 상황이 높은 빈도로 발생하는 종목으로 스포츠 상해에 노출될 위험성이 매우 높다고 알려져 있으며, 그 중 발목의 상해빈도가 가장 심각한 것으로 보고되고 있다(Manning & Levy, 2006; Hägglund et al., 2013). 축구선수들의 발목 상해 중 발목 염좌(ankle sprain)는 축구선수들에게 있어 가장 흔하게 발생하며 축구선수들의 전체 스포츠 상해 중 20%를 차지할 만큼 높은 빈도를 나타내고 있다고 알려져 있다(Hawkins, Hulse, Wilkinson, Hodson & Gibson, 2001; Koh, Park, Shin & Song, 2008).

발목 염좌는 발목관절의 안정성에 중요한 역할을 하는 인대나 피하조직, 연부조직 등의 일부가 찢어지는 증상을 말하며(Cho, 2018), 흔히 '발목이 삐었다'라고도 표현하는 증상으로 선수들이 부상에 대한 심각성을 잘 이해하고 있지 못하는 상해 중 하나이다. 전체 발목손상의 85% 이상을 차지한다고 보고되고 있는 내번된 발목 염좌(inversion sprain)는 저측굴곡된 상태에서 내번이 발생하여 발목의 외측 인대(ankle lateral ligament sprain)가 손상되는 것을 말하며 특히, 이 형태의 염좌에서는 앞목말종아리인대(anterior talofibular ligament, ATFL)와 발꿈치종아리인대(calcaneofibular ligament, CFL)가 가장 많이 손상된다고 알려져 있다(O'Loughlin, Murawski, Egan & Kennedy, 2009; Delahunt, Monaghan & Caulfield, 2006).

많은 축구선수들은 가벼운 1차 발목 염좌 발생 후 발목 염좌에 대한 인지 부족과 여러 가지 팀의 상황 때문에 발목 염좌 상태에서 격렬한 경기에 출장하는 경우가 많으며, 70% 이상의 축구선수들이 경기 중 상해가 일어날 수 있는 상황이 아님에도 불구하고 재 손상이 발생되고 있다고 보고되고 있다(Kim, Yoon, Jang, Lee & Park, 2018). 이렇게 발생한 재 손상은 일반적으로 다른 관절의 추가적인 손상을 가져올 수 있을 뿐만 아니라 만성적인 발목 불안정성(chronic ankle instability, CAI)으로 전이될 수 있어 위험성이 크다고 알려져 있다(Ross & Guskiewicz, 2004; Hubbard & Hertel, 2006).

많은 선행연구들은 가벼운 발목 염좌로부터 전이된 만성 발목 불안정성이 점프 착지 동작에서 발목의 기능을 저하시켜 충격 흡수 기전에 부정적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 균형능력이 감소된 상태로 착지 동작을 수행하여 다음 동작으로 변화시키는데 매우 불안정하게 만들고 심각한 상해의 발생률을 높일 수 있다고 보고하였다(Adlerton, Moritz & Moe-Nilssen, 2003; Lee, Lin & Soon, 2007). 따라서 발목 염좌의 반복적인 재 손상은 불안정한 지지면에서 민첩한 움직임을 해야만 하는 축구선수들의 경기력을 유지하지 못하게 하는 직접적인 원인이 되고 있으며, 많은 축구선수들은 최종적으로 자신의 경기력을 유지하기 위하여 수술적 치료를 수행하고 있다(Bahr et al., 1997).

지금까지 많은 축구선수들에게 시행되어온 발목 수술은 비교적 수술이 쉽고 해부학적 복원에 가까우며, 현장으로의 빠른 복귀가 가능한 해부학적 봉합술(Anatomical suture)이다(Lee, Choi, Young, Bae & Lee, 2002; Brodsky, O'Malley, Bohne, Deland & Kennedy, 2005; DiGiovanni & Brodsky, 2006). 이 수술은 발목의 가동범위와 목말밑관절의 안정성을 높일 수 있고, 종아리근 힘줄이나 장딴지 신경의 손상을 최소화할 수 있다고 알려져 있기 때문에 순발력, 민첩성 등, 발목의 기능적 역할이 중요한 축구선수들에게 많이 시술되고 있다(Kim & Sung, 2018; Kim & Park, 2019). 그러나 Hong과 Calder (2023)는 성공적인 수술 후 축구선수들이 같은 리그에서 같은 수준의 선수로 복귀하는 경우인 이전수준복귀(Return to pre-injury level)율이 83%라고 보고함으로써 재활 후 부상이전의 컨디션으로 복귀하는 것이 쉽지 않음을 시사하고 있다.

이러한 문제는 성공된 수술 후 복귀를 결정하는 기준의 다양함에 있다고 생각된다. 즉, 대부분의 축구선수들은 다양한 재활 프로토콜 수행 후 평균적으로 16.5주 후에 스포츠 현장으로 복귀하는 하는데 현장 복귀로 사용되고 있는 다양한 측정 프로토콜들 일반인에게는 충분한 복귀 기준을 충족할 수 있으나 최고의 운동능력을 보유하고 있는 선수들의 경우 격렬한 시합 상황에서 결코 부상재발에 대한 안정성을 완벽히 확보할 수 없다고 생각된다(Matsui, Takao, Miyamoto, Innami & Matsushita, 2014; White, McCollum & Calder, 2016). 또한 현장에서는 선수나 트레이너의 주관적인 판단에 의존하는 경우가 많으며, 그 모든 기준들이 체계적으로 검증되지 않고 있어 수술 후 상해의 재발생이 우려되는 실정이다. 그러므로 과학적인 운동역학적 변인들을 사용하여 축구선수들의 수술 이후 명확한 복귀 시점에 대한 정량적 근거를 제공할 필요가 있다고 생각되어진다.

따라서 본 연구의 목적은 발목 인대 봉합술 후 4개월 이상, 6개월 미만의 재활프로그램을 완료한 축구선수들을 대상으로 환측과 건측간 양발 점프 후 한발 착지 동작 시, 하지 관절각 및 운동역학적 차이를 분석하여 기존의 복귀 시점에 대한 고찰과 보다 안전한 복귀시점 결정에 대한 보충적 자료를 제공하는데 있다.

METHOD

1. 연구대상

본 연구의 참여자들은 대한 축구협회에 등록된 선수로서 발목 외측 인대 봉합술을 시행 후 4-6개월 재활프로그램을 완료한 10명(나이: 19.3±1.49 yr, 신장: 1.74±.05 m, 몸무게 70.3±3.56 kg, 경력: 8.9±2.46 yrs, 수술 경과시간 4.8±.78 mos)으로 선정하였다. 본 연구에 필요한 피험자 수는 통계적 파워, α 에러 그리고 선행연구(Koh et al., 2008)의 결과 데이터를 사용하여 계산된 효과크기(effect size)를 G*power 프로그램(Erdfelder, Faul & Buchner, 1996)의 input으로 사용하여 계산되었다. 본 연구에서는 통계적 파워 80% 그리고 α 에러 .05로 설정하였으며 7명이 최소 피험자 수로 계산되었다.

본 연구는 K대학교 연구윤리위원회의 승인을 받은 후 수행되었으며(승인번호:20200612-063), 실험 전 모든 연구대상자에게 본 연구의 실험 절차와 목적에 관한 설명을 충분히 한 후, 실험에 참여하기 위해서 동의서에 동의한 피험자에 한하여 실험을 진행하였다.

2. 실험 절차

실험 전 모든 실험대상자들은 충분한 스트레칭을 실시하였으며, 대상자들이 편하게 느낄 수 있는 본인의 운동화 착용을 한 후 본 실험을 진행하였다. 준비운동이 진행되는 동안 동작이 수행되는 공간을 확보할 수 있는 8대의 적외선 카메라를 설치하였으며(Oqus300, Qualisys, Sweden), 3차원 공간좌표계 설정을 위한 카메라 캘리브레이션(calibration) 작업을 수행하였다.

본 연구에서는 연구의 목적을 수행하기 위해서 6개 분절(좌/우, 대퇴, 하퇴, 발)로 구성된 하지 신체모델이 사용되었다. 모든 준비가 완료된 후 대상자들은 상의는 탈의하고 하의는 타이즈를 착용한 뒤, 동작 중 하지관절과 분절의 위치를 확보하기 위하여 25개의 반사마커와 4개의 클러스터를 신체에 부착한 후 스탠딩 캘리브레이션(standing calibration)을 촬영하였으며, 동작 수행에 방해가 될 수 있는 내측 마커를 촬영 후 제거하였다(Figure 1). 그 후 눈뜨고 한발서기와 눈감고 한발서기를 측정하였으며, 모든 피험자의 두 동작 간 20초의 자료를 획득하였으며, 측정된 데이터에서 전후 각 2초를 균형상실 구간으로 설정하여 삭제한 뒤 2-18초 사이의 데이터를 분석하였다(Park, Kim, Youm & Son, 2011). 마지막으로 축구의 실제 동작과 유사한 상황을 재현하기 위해 천장에 공을 메달아 놓은 후 양발 점프를 통해 헤딩하고 지면반력기(BP12001200-2000, AMTI, USA)가 내장된 바닥에 한발로 착지하도록 지시하였다. 이때 적외선 카메라와 지면반력기는 각각 100 Hz와 1,000 Hz로 자료를 취득하였다. 헤딩 시 공의 높이는 피험자간 평준화를 위하여 각 대상자의 신장에 120%로 설정하였으며(Kim, Cho & Lee, 2009), 동작 간 성공 기준은 착지 후 엉덩관절과 무릎관절을 신전시키고 반대쪽 다리는 엉덩관절과 무릎관절을 약 90° 굴곡시켜 10초간 유지하는 것으로 설정하였다. 또한 착지에 실패한 트라이얼은 충분한 휴식 제공 후 재 측정되었으며 환측과 건측 모두 측정하였다.

Figure 1. Marker set-up

3. 자료처리 및 분석방법

양발 점프 후 한발 착지 동작은 3개의 이벤트와 2개의 국면을 설정하여 분석하였다. 지면반력기의 수직힘이 발현되는 순간(지면착지)을 E1, 최대 지면반력 발현 순간을 E2로 설정하였다. 또한 Visual3D의 모델링을 통해 착지 다리의 무릎관절 굴곡이 최대가 되는 순간을 E3으로 설정하였으며, E1과 E2 사이의 국면을 P1, E2과 E3 사이의 국면을 P2로 설정하였다.

실험 중 취득한 위치좌표 원자료는 Visual3D (C-motion, USA) 프로그램을 사용하여 분석되었다. 먼저 운동학적 변인 산출 시 발생하는 random error를 줄이기 위하여 모든 위치좌표는 차단주파수 10 Hz인 2차 저역 통과 필터(butterworth 2nd order low-pass filter)를 사용하여 필터링 하였다. 그 후 각 분절에 대한 운동학적 변인과 운동역학적 변인들을 산출하였다. 하지 관절의 3차원 관절각도는 근위분절에 대한 원위분절의 움직임으로 Euler/Cardan의 12가지 회전유형 중 X-Y-Z 유형을 사용하였으며 각 분절의 지역좌표계의 X축은 flexion(+)/extension(-), Y축은 abduction(+)/adduction(-), Z축은 external rotaion(+)/internal rotation(-)로 정의하였다. 또한 지면반력기의 결과를 사용해 최대 수직 지면반력의 크기와 발생시간을 취득하였으며 최대 지면반력을 발생시간으로 나누어 수직 부하율을 계산하였다.

4. 통계처리

본 연구에서 발목 인대 해부학적 봉합술을 경험한 축구선수들의 환측과 건측간 운동학 및 운동역학적 변인들의 차이를 분석하기 위하여 SPSS 20을 사용한 대응표본 t-test가 실시되었으며 통계적 유의 수준은 α=.05로 설정하였다.

RESULTS

본 연구는 발목 외측 인대 봉합술을 시행한 후 재활프로그램을 완료한 축구선수들을 대상으로, 한발 착지 동작에서 환측과 건측 간의 운동역학적 차이를 분석하여 보다 안전한 경기 복귀 시점(return-to-sport timing)에 대한 기초 자료를 제공하고자 수행되었다. 먼저 Shapiro-Wilk test를 사용하여 환측과 건측의 모든 변인들에 대한 정규성 검정을 실시하였으며 검정결과 정규성을 확보하였다(p>.05).

1. 시각 확보 유무에 따른 정적 압력중심점 변위

본 연구에서는 환측과 건측 하지 사이의 정적 안정성을 측정하기 위하여 눈뜨고 한발서기와 눈 감고 한발서기를 실시하였다. 연구결과 환측과 건측 사이의 압력중심점의 변위는 두 조건 모두에서 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다(Table 1, p>.05).

			Mean	SD	t	p
OE	A-P	Affected	18.17	2.51	.167	.870
		Non-affected	18.06	2.96
	M-L	Affected	12.8	1.75	-1.111	.295
		Non-affected	13.66	2.02
CE	A-P	Affected	37.02	8.67	1.808	.103
		Non-affected	33.63	7.16
	M-L	Affected	20.5	4.01	-1.561	.152
		Non-affected	21.78	2.52
Note: OE: opened-eye, CE: Closed-eye, A-P: anteroposterior, M-L: medio-lateral

Table 1. COP for single leg standing unit: mm

2. 하지관절 각도

양발 점프 후 착지 시 발목관절의 경우 모든 시점에서 건측이 환측에 비하여 통계적으로 유의하게 큰 각도와 관절 가동범위를 나타내었다(Table 2, p<.05). 그러나 무릎관절의 경우 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다(Table 2, p> 05). 또한 엉덩관절의 경우 모든 시점과 관절 가동범위에서 환측이 건측에 비하여 큰 결과를 나타내었으며 관상면의 경우 ROM, 수평면의 경우 E3 그리고 시상면의 경우 E3와 ROM에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(Table 3, p<.05).

				Mean	SD	t	p
DF(+) / PF(-)	Ankle	E1	Affected	-29.37	2.96	4.436	.001^*
			Non-affected	-33.82	2.82
		E2	Affected	16.44	4.27	-2.524	.032^*
			Non-affected	19.24	4.6
		ROM	Affected	45.82	4.8	-4.79	.001^*
			Non-affected	53.07	3.5
	Knee	E1	Affected	14.67	3.53	2.128	.062
			Non-affected	12.6	3.62
		E2	Affected	61.64	4.73	.035	.972
			Non-affected	61.54	6.41
		ROM	Affected	46.97	3.12	-.706	.497
			Non-affected	48.94	7.2

IV(+) / EV(-)	Ankle	E1	Affected	4.66	2.56	-1.977	.049^*
			Non-affected	7.42	3.45
		E2	Affected	-15.06	2.74	3.106	.012^*
			Non-affected	-17.86	2.52
		ROM	Affected	19.73	4.48	-3.145	.011^*
			Non-affected	25.29	3.47
Note *indicate significant difference between affected- and non-affected leg (p<.05) DF: dorsi flextion, PF: plantar flextion, IV: inversion, EV: eversion

Table 2. Ankle and knee joint kinematics during single leg landing unit: deg

			Mean	SD	t	p
Flex(+) / Ext(-)	E1	Affected	24.04	6.35	1.943	.083
		Non-affected	21.74	4.48
	E3	Affected	58.31	9.99	3.646	.005^*
		Non-affected	51.49	6.51
	ROM	Affected	34.27	8.39	2.802	.020^*
		Non-affected	29.75	6.96
Add(+) / Abd(-)	E1	Affected	-7.29	4.11	.429	.677
		Non-affected	-8.00	4.55
	E3	Affected	11.79	4.92	1.912	.088
		Non-affected	7.48	6.27
	ROM	Affected	19.08	3.06	2.828	.019^*
		Non-affected	15.48	4.46
IR(+) / ER(-)	E1	Affected	-2.60	5.25	1.734	.116
		Non-affected	-6.05	5.67
	E3	Affected	11.27	3.82	2.532	.032^*
		Non-affected	7.22	4.6
	ROM	Affected	13.88	4.36	.302	.768
		Non-affected	13.27	5.45
Note: *indicate significant difference between affected- and unaffected leg (p<.05) Flex: flexion, Ext: extension, Add: adduction, Abd: abduction, IR: internal rotation, ER: external rotation

Table 3. Hip joint kinematics during single leg landing unit: deg

3. 착지 시 운동역학적 변인

양발 점프 후 한발 착지 시 운동역학적 변인들을 평가한 결과 환측과 건측의 최대 수직 지면반력에는 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나 환측이 통계적으로 유의하게 빠른 최대 수직 지면반력 도달시간과 높은 충격 부하율을 나타내었다(Table 4, p<.05).

		Mean	SD	t	p
VGRF_peak (unit: N/bm)	Affected	4.65	.81	-.816	.435
VGRF_peak (unit: N/bm)	Non-affected	4.75	.66	-.816	.435
T_ VGRF_peakf (unit: ms)	Affected	48.47	4.18	-2.972	.015^*
T_ VGRF_peakf (unit: ms)	Non-affected	55.4	6.45	-2.972	.015^*
Loading rate (unit: (N/bm)/s)	Affected	95.93	20.63	1.63	.021^*
Loading rate (unit: (N/bm)/s)	Non-affected	85.74	17.12	1.63	.021^*
Note: *indicate significant difference between affected- and non-affected leg (p<.05) VGRF_peak: maximum vertical ground reaction forces, T_ VGRF_peak: elapse time to VGRF_peak

Table 4. Kinetic variables during single leg landing

DISCUSSION

축구경기는 다양한 상황에서 상대방과의 몸싸움 및 점프 동작으로 인해 한발로 착지되는 경우가 빈번하기 때문에 (Hewett, Myer & Ford, 2005; Olsen, Myklebust, Engebretsen & Bahr, 2004), 선수들은 하지관절의 상해에 많이 노출되고 있는 실정이다. 발목 안쪽번짐(inversion)으로 인한 외측부 인대 염좌(ankle lateral ligament sprain)는 축구선수들이 경기 중 경험하는 가장 많은 상해로 충분한 재활을 하지 않고 경기에 임하면 발목의 심한 통증과 관절의 불안정성이 발생되기 때문에 대부분의 경우 경기력을 유지하기 위해 수술적 방법으로 치료를 한다(Kim, Yu & Chae, 2020). 그러나 성공적인 수술 후에도 충분한 재활이 이루어지지 않은 상태로 현장으로 복귀하면 재 손상의 위험이 높기 때문에, 선수들에게는 재활운동 후 격렬한 움직임이 발생할 수 있는 경기로 언제 복귀할 수 있는지가 매우 중요하다(Engström & Renström, 1998). 따라서 본 연구는 발목 외측 인대 봉합술 후 선수들의 평균적인 복귀기간인 4개월 이상, 6개월 미만의 재활프로그램을 완료한 축구선수들을 대상으로 하지의 정적 안정성과 동적 안정성 평가하여 기존의 복귀 시점에 대한 고찰과 보다 안전한 복귀시점 결정에 대한 보충적 자료를 제공하는데 그 목적이 있었다.

본 연구에서는 제일 먼저 환측과 건측 하지의 정적 안정성을 확인하였다. 연구결과 눈뜨고 한발서기(opened-eyes single leg balance)와 눈감고 한발서기(closed-eyes single leg balance) 모두에서 환측과 건측간 압력중심의 변위는 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다(Table 1, p>.05). 이러한 연구결과는 기존에 사용되고 있는 발목 수술 후의 재활 훈련 프로토콜이 선수들의 정적 안정성 회복에 매우 효과적으로 적용되고 있음을 시사한다. 그러나 축구 경기는 경기 중 다양한 상황에서 상대방과의 몸싸움 및 점프 동작이 수행되는 매우 강한 동적 운동이기 때문에 정적 안정성 보다는 동적 안정성이 매우 중요한 경기이다. 따라서 본 연구에서는 수술 후 충분한 재활 프로토콜을 완료한 선수들을 대상으로 실제 상황과 비슷한 헤딩 후 한발 착지 상황을 만들어 하지의 동적 안정성을 확인하였다.

점프 후 착지 시 발목관절은 저측굴곡에서 배측굴곡으로의 변화를 통해 충격을 흡수한다(Gehring, Melnyk & Gollhofer, 2009). 즉, 착지 중반의 배측굴곡각도의 증가는 ATFL의 직접적인 손상을 줄여줄 수 있으나(Caulfield & Garrett, 2002), 배측굴곡각도의 제한은 발목의 외측 인대의 부하를 증가시켜 손상을 유발시킬 수 있다(Tabrizi, McIntyre, Quensel & Howard, 2000; Delahunt et al., 2006). 이러한 기전으로 볼 때 본 연구의 결과는 선수들이 충분한 재활 프로토콜을 수행했음에도 불구하고 격렬한 현장에 복귀한다면 환측이 건측에 비해 재 손상 위험에 노출될 수 있음을 시사한다고 생각되어진다. 또한 착지 중반 건측에 비해 환측에 감소된 외번이 나타난 이유는 발목관절의 손상으로 유발된 종아리근의 기능약화가 완전히 회복되지 않은 영향이 있을 것으로 판단된다(Feger & Hertel, 2016). 마지막으로 시상면과 관상면에서 나타난 건측에 비해 감소된 환측의 관절 가동범위는 착지 시 발목의 충격 흡수능력의 약화로 이어져 건측에 비하여 격렬한 상황에서 부상에 더 노출될 것이라고 생각되어진다.

또한 본 연구결과 무릎관절의 움직임은 환측과 건측 사이에서 통계적인 차이를 나타내지 않았으나(Table 2, p>.05), 엉덩관절의 경우 발목관절과 반대의 결과를 나타내었다. 즉, 양발 점프 후 한발 착지 시 환측은 건측에 비하여 모든 시점의 모든 운동면에서 더 큰 관절의 움직임을 보였으며, 특히 시상면과 수평면의 E3와 모든 운동면에서의 관절 가동범위에서는 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(Table 3, p<.05).

신체는 마찰이 없는 관절로 연결된 분절들의 조합으로서 원위분절에 적용된 부하는 근위분절에 영향을 줄 밖에 없는 구조이다(Winter, 2009). 즉, 원위분절에서 생성된 불안정성을 보완 및 보상하기 위해 근위분절들의 특별한 움직임이 나타날 수밖에 없다. 따라서 본 연구의 무릎과 엉덩관절의 결과는 착지 시 환측 발분절에서 나타난 불안정성을 보상하기 위한 하퇴분절과 대퇴분절의 노력이라고 생각된다. 구체적으로 환측의 발분절은 건측의 발분절에 비해 E1과 E2 모두에서 지면으로부터 적용되는 부하를 감소시키지 못하였다(Table 2, p<.05). E1에서 통계적으로 유의하지는 않지만 건측보다 더 큰 무릎굴곡각도는 이러한 결과를 보상하기 위하여 수행된 환측의 대퇴의 노력이라고 생각되어진다.

그러나 피험자들은 시간이 지나면서 더 영향력이 큰 분절인 몸통을 사용하여 발분절에서 발생한 문제를 해결하고 있는 것으로 보인다. 즉, 본 연구의 E3에서 나타난 환측 엉덩관절의 통계적으로 유의하게 큰 굴곡각도와 내측회전 각도는 무릎관절에서 충분하게 보상하지 못했던 발목관절의 움직임을 보상하려는 노력으로 생각되어진다. 선행연구들은 동적인 움직임인 착지 동작 시 균형을 잡기 위해 몸통분절과 인접한 엉덩관절의 움직임이 발생된다고 보고하고 있으나(Al-Khabbaz, Shimada & Hasegawa, 2008; Kulas, Zalewski, Hortobagyi & DeVita, 2008), 건측의 굴곡보다 통계적으로 더 큰 굴곡각도를 보인 환측 엉덩관절의 경우 발목관절의 적절하지 못한 움직임에 대하여 엉덩관절 굴곡을 증가시키므로 서 착지 시 동적 안정성을 확보하는 전략을 사용한 것으로 판단된다. 하지만 발분절에 대한 보상작용으로 사용된 엉덩관절의 큰 굴곡은 신체의 키네틱 체인에 의해 엉덩관절의 내전과 내회전에 기여한 것으로 판단되며, 궁극적으로 발분절의 불안정성이 엉덩관절의 내전각과 내회전각이 크게 나타내어 중둔근의 약화를 유발할 수 있다고 생각된다. 이러한 무릎과 엉덩관절의 운동학적 결과를 종합하여 볼 때 환측 발목의 충분하지 않은 충격 흡수를 보상하기 위하여 근위분절들이 정상적이지 않은 움직임을 보이고 있으며 이러한 결과는 현장에서 벌어지는 과격한 움직임 시 근위분절들의 추가적인 상해를 유발할 수 있을 것이라고 생각되어진다.

마지막으로 본 연구에서는 발목의 불안정성이 점프 후 착지 시 실제적으로 얼마나 많은 충격을 전달하는지를 지면반력기를 사용하여 확인하였다. 연구결과 최대 지면반력은 환측과 건측 사이에 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았으나 환측이 건측에 비하여 통계적으로 더 빠른 최대 지면반력 도달 시점과 부하율을 나타내었다(Table 4, p<.05). 최대 부하율은 상해의 위험을 측정할 수 있는 강력한 운동역학적 변인으로 높은 최대 부하율은 외부의 충격이 신체구조(관절, 근육, 뼈)에 급격하게 전달되어 상해를 유발시킬 수 있다고 알려져 있다(Zazulak et al., 2005; Hughes, Watkins & Owen, 2008). 즉, 본 연구에서 나타난 환측 발분절은 건측에 비해 적은 관절 가동범위의 원인이 되어 부하를 분산시킬 시간을 충분히 가지지 못하고 빠른 최대 지면반력에 도달한 것으로 보인다. 따라서 실제적으로 지면으로부터 받는 충격의 양은 건측과 환측이 비슷하였지만 충격이 급속하게 신체구조에 전달되어 환측의 경우 건측에 비하여 부상에 더 노출되고 있는 것으로 생각된다.

CONCLUSION

본 연구는 발목 인대 봉합술 후 재활프로그램을 완료한 축구선수들을 대상으로 기존의 복귀 시점에 대한 고찰과 보다 안전한 복귀시점 결정에 대한 보충적 자료를 제공하기 위하여 수행되었다. 연구결과 선수들은 현재 수행되고 있는 수술 후 재활프로그램을 충분히 완료하였음에도 불구하고 현장에 복귀 시 여전히 재 상해의 위험을 가지고 있는 것으로 판단되었다. 따라서 현재의 재활 프로토콜에 동적인 상황에서의 추가적인 재활과 또 다른 상해를 예방하기 위한 엉덩관절의 내전을 막아줄 수 있는 엉덩관절 외전근의 강화 훈련이 추가될 필요가 있다고 판단된다. 더불어 본 연구의 결과를 더욱 명확하게 하기 위해서 추후 연구에서 EMG를 사용한 분절 주동근의 역할 파악과 역동역학(Inverse Dynamic)을 통한 하지관절 모멘트를 확보할 필요가 있다고 생각된다.

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