동적 무릎 외반(Dynamic Knee Valgus) 교정에 효과적인 운동법은?

1. 서론

동적 무릎 외반(Dynamic Knee Valgus, DKV)은 무릎이 내측으로 과도하게 기울어지는 현상으로, 주로 스포츠 활동 중 발생하는 부상과 깊은 연관이 있다. 특히 전방십자인대(anterior cruciate ligament, ACL) 부상과 같은 심각한 부상의 주요 원인으로 작용할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 훈련법과 재활 프로그램이 연구되고 있으며, 그중에서도 실시간 시각적 바이오피드백을 활용한 운동이 DKV 감소에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다.

본 글에서는 실시간 시각적 바이오피드백을 활용한 운동이 DKV 감소에 미치는 영향을 분석한 연구들을 기반으로, 효과적인 재활 및 예방 프로그램을 제안하고자 한다. 또한, 다양한 연구 결과를 통해 밝혀진 최적의 트레이닝 방법을 정리하고, 실제 스포츠 환경에서 어떻게 적용할 수 있을지에 대한 실질적인 방안을 탐구할 것이다.

2. 동적 무릎 외반(DKV)의 정의와 원인

2.1 동적 무릎 외반이란 무엇인가?

동적 무릎 외반(Dynamic Knee Valgus, DKV)은 보행, 점프, 착지 또는 방향 전환 시 무릎이 안쪽으로 과도하게 이동하는 현상을 의미한다. 이는 무릎 관절의 정렬이 무너지는 상태로, 특히 스포츠 활동 중 부상의 주요 원인이 된다.

from; Wilczynski et al., 2020.

2.2 동적 무릎 외반의 주요 원인

동적 무릎 외반이  발생하는 주요 원인은 다음과 같다.

1. 고관절 및 둔부 근력 부족: 고관절 외전근(Gluteus Medius)과 둔근(Gluteus Maximus)의 약화는 대퇴골이 내회전 하면서 무릎이 내측으로 기울어지는 원인이 된다.
2. 무릎 주변 근육의 비대칭적 발달: 내측광근(Vastus Medialis)과 외측광근(Vastus Lateralis) 사이의 불균형은 무릎이 외반 되는 원인이 될 수 있다.
3. 발목 및 발의 정렬 이상: 과도한 회내(Pronation) 또는 평발(Flat Foot)은 체중 분배를 변화시켜 동적 무릎 외반을 유발할 수 있다.
4. 운동 수행 시 잘못된 움직임 패턴: 점프 착지 또는 방향 전환 시 올바른 운동 역학을 따르지 않으면 동적 무릎 외반이 발생할 가능성이 높아진다.
5. 근육의 피로 및 부족한 신경근 조절 능력: 장시간의 운동으로 인해 근육이 피로해지면, 신경근 조절 능력이 저하되며 무릎 정렬 유지가 어려워질 수 있다.

3. 실시간 시각적 바이오피드백과 운동의 효과

3.1 시각적 바이오피드백의 효과

Marshall et al.(2020)의 연구에서는 24명의 여성 참가자를 대상으로 실시간 시각적 바이오피드백이 DKV 감소에 미치는 영향을 분석하였다. 참가자들은 바이오피드백 그룹과 대조군으로 나뉘었으며, 3D 운동 분석 시스템을 이용하여 단다리 착지(single-leg landing, SLL) 테스트를 수행하였다. 연구의 개입(intervention) 과정에서 참가자들은 다음 네 가지 운동을 실시하였다.

• 단다리 스쿼트(Single-leg squat)
• 양다리 스쿼트(Double-leg squat)
• 단다리 착지(Single-leg landing)
• 측면 스텝 다운(Lateral step down)

바이오피드백 그룹에서는 운동 수행 중 자신의 무릎 정렬을 실시간으로 모니터를 통해 확인할 수 있도록 하였다. 이때, 무릎 외반 각도가 5도 미만일 때 초록색으로 표시되었으며, 참가자들은 이를 유지하도록 유도되었다. 연구 결과, 바이오피드백 그룹은 개입 전 평균 7.95°였던 무릎 외반 각도가 개입 후 4.93°로 감소하며 통계적으로 유의한(p=0.008) 결과를 나타냈다. 또한, 착지(IC) 단계에서 대조군보다 6.16° 더 큰 각도 감소를 보였다.

3.2 고관절 외전근 강화 운동의 효과

Palmer et al.(2015)의 연구에서는 동적 무릎 외반을 보이는 29명의 참가자를 대상으로 5주간의 고관절 외전근 강화 운동과 기능적 운동을 비교하였다.

• 첫 번째 그룹: 발목 중량을 이용한 측면 누운 자세에서의 고관절 외전(side-lying hip abduction)
• 두 번째 그룹: 양다리에서 단다리로 진행하는 스쿼트 운동

그 결과, 기능적 운동 그룹에서는 평균 10°의 동적 무릎 외반 감소가 관찰되었으며, 고관절 외전근 강화 그룹에서는 5° 감소가 나타났다. 임상적으로 유의미한 변화(3° 이상 감소)는 확인되었으나, 통계적으로 유의미한 차이(p>0.05)는 없었다.

4. 신경근 훈련과 플라이오메트릭 훈련의 효과

Hopper et al.(2017)의 연구에서는 23명의 네트볼 선수들을 대상으로 6주간 신경근 훈련을 실시한 결과를 발표하였다. 이 연구에서 참가자들은 다음과 같은 훈련을 수행하였다.

• 준비 운동
• 플라이오메트릭 운동
• 근력 운동

연구 결과, 개입 그룹은 최대 무릎 굴곡 시점에서 동적 무릎 외반을 7.74° 감소시킨 반면, 대조군에서는 3.21° 감소하는 데 그쳤다. 하지만 통계적으로 유의미한 결과(p>0.05)는 도출되지 않았다.

5. 코어 근육 강화와 무릎 외반 감소

코어 근육 강화를 중심으로 한 8주간의 연구에서도 유의미한 결과가 보고되었다. 여성 농구 선수들을 대상으로 진행된 연구에서, 실험군은 평균 4.7회/주로 다음 세 가지 운동을 수행하였다.

• 노르딕 햄스트링(Nordic Hamstring)
• 사이드 플랭크(Side Plank)
• 프런트 플랭크(Front Plank)

그 결과, 단다리 스쿼트 테스트에서 평균 5°에서 2.2°로 무릎 외반각이 감소하였다(p=0.008).

6. 결론

여러 연구 결과를 종합해 볼 때, 동적 무릎 외반 감소를 위한 효과적인 접근 방식은 다음과 같이 요약할 수 있다.

1. 실시간 시각적 바이오피드백을 활용하면 즉각적인 무릎 정렬 개선 효과를 기대할 수 있다.
2. 고관절 외전근 강화 운동과 기능적 스쿼트 운동을 병행하면 보다 효과적으로 동적 무릎 외반을 감소시킬 수 있다.
3. 신경근 훈련과 플라이오메트릭 훈련은 운동선수들에게 특히 유용하며, 장기적인 부상 예방에 기여할 수 있다.
4. 코어 근육 강화 운동은 무릎 정렬을 안정적으로 유지하는 데 도움을 줄 수 있다.

이러한 연구 결과들을 바탕으로 스포츠 트레이너들은 선수들의 동적 무릎 외반을 효과적으로 예방하고 개선할 수 있는 훈련 방법을 적용할 수 있을 것이다.

 

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참고 문헌 : Wilczyński, B., Zorena, K., & Ślęzak, D. (2020). Dynamic knee valgus in single-leg movement tasks. Potentially modifiable factors and exercise training options. A literature review. International journal of environmental research and public health, 17(21), 8208.