본 연구는 하지 및 코어운동이 수구 오버헤드스로잉 수행능력 향상에 미치는 영향을 규명하는데 목적이 있다. 이를 위하여 건강한 22명의 남성 수구선수가 연구에 참여하였으며, 연구목적에 따라 훈련군(N: 11, age: 18.18±1.32 yrs., height: 179.75±4.47 cm, weight: 75.67±9.47 kg)과 대조군(N: 11, age: 20.00±1.48 yrs., height: 180.40±4.54 cm, weight: 76.46±6.99 kg)으로 집단을 구분하였다. 하지 및 코어운동 프로그램은 8주간 주 6회 60분으로 구성되어 전문기술훈련 이외에 추가로 실시하였고, 운동효과를 평가하기 위하여 운동중재 전·후 3차원 동작분석을 비롯해 투구수행요인 및 등속성 최대 근력 평가를 실시하였다.
오버헤드스로잉 동작분석은 적외선카메라 8대(Oqus 300, Qualisys, Sweden)와 수중근전도 7채널이 사용되었으며(Wave, Cometa, Italy), Qualisys Track Manager software (Qualisys, Sweden)에서 자료를 수집하였다. 분석변인은 몸통분절각도, 상지관절각도, 그리고 몸통분절 및 상지관절의 최대각속도 등 운동학적 변인들과 동작 수행을 위해 활용된 근육들의 근활성도, 동작수행 패턴의 변화를 비교하기 위한 최대각속도 발생시점, 그리고 근육의 활성시작 및 최대근활성 도달시점을 산출하였다. 하지 및 코어운동의 중재효과를 통계적으로 검증하기 위하여 반복측정 이원분산분석(2-way repeated measures ANOVA)을 실시하였으며, 사후검정은 Bonferroni 검증을 수행하였다. 아울러 투구수행요인과 근력요인이 공속도에 미치는 영향은 다중회귀분석을 통하여 추가적으로 검증하였다. 이때, 모든 통계적 유의수준은 α=.05로 설정하였다.
연구결과 하지 및 코어운동 후 훈련군은 공속도(14.14%, p<.05), 수중점프높이(4.04 cm, p<.05), 그리고 오버헤드스로잉 중 머리의 최대높이(6.88%, p<.05)등 평가된 투구수행요인들이 모두 향상되었으며, 등속성 검사결과 무릎관절의 신전(좌: 11.15%, p<.05; 우: 3.27%, p>.05), 무릎관절의 굴곡(좌: 7.56%; 우: 14.63%, p<.05), 몸통의 굴곡(37.55%, p<.05), 그리고 몸통의 신전(9.84%, p>.05)력 에서 통계적으로 유의한 근력 향상이 나타났다. 더불어 실제 오버헤드스로잉을 수행하는 과정에서 몸통의 최대 전방기울기가 감소하고(5.33°, p<.05), 내측 기울기 속도가 증가(15.46%, p<.05)하여 시상면(sagittal plane)의 안정성과 관상면(frontal plane)의 운동성이 증가함을 확인하였으며, 큰가슴근과(106.09%, p<.05), 위팔세갈래근(33.71%, p<.05)의 근활성도의 증가는 주동근 동원능력이 향상되는 결과를 도출하였다. 반면, 운동중재를 통한 운동학 및 근육활동의 시간적 특성은 직접적인 변화가 나타나지 않으나(33.71%, p>.05), 해당 결과는 시간열 상에서 오버헤드스로잉 동작의 운동기전을 자세히 설명할 수 있는 근거를 제시하였다. 마지막으로 투구수행 및 근력요인이 공속도에 미치는 영향을 규명하기 위하여 수행한 다중회귀분석 결과, 점프높이(=.253, t=2.849, p<.05)와 몸통굴곡근력(=.538, t=2.378, p<.05)이 공속도에 정적 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이러한 결과로 추정된 다중회귀식은 공속도=0.253×점프높이+0.538×몸통굴곡근력+12.323이었다.
이러한 결과를 종합하여 살펴보았을 때, 본 연구에서 적용된 8주 하지 및 코어운동은 수구선수의 오버헤드스로잉 수행능력 향상을 위한 생체역학적 요구사항을 향상시키는데 긍정적인 효과가 있었다. 따라서 지도자는 오버헤드스로잉 수행능력 향상을 위한 훈련설계 시 하지 및 코어근육의 강화를 주요 선택 사항에 포함할 것을 제안한다. 또한 본 연구의 결과는 슈팅능력 향상을 위한 하지 및 코어운동을 실제 적용함에 있어 운동중재 목적을 구체화하는데 활용될 수 있으며, 시간열 상에서 설명된 운동학 및 근육활동 패턴은 수구 맞춤형 운동법 개발의 새로운 접근방향을 제공할 수 있을 것이라고 생각된다.

The purpose of this study was to investigate the effect of lower extremity and core exercise on the performance improvement of water polo overhead throwing. To this end, 22 healthy male water polo players participated in the study, they divided the group into training (N: 11, age: 18.18±1.32 yrs., height: 179.75±4.47 cm, weight: 75.67±9.47 kg) and control group (N: 11, age: 20.00±1.48 yrs., height: 180.40±4.54 cm, weight: 76.46±6.99 kg). The lower extremity and core exercise program was performed for 8 weeks, 6 times a week for 60 minutes a day. To evaluate the effect of the exercise intervention, the throwing performance factor, maximum isokinetic muscle strength, upper body kinematics, and muscle activity were evaluated pre and post the exercise intervention.
For overhead throwing motion analysis, 8 infrared cameras (Oqus 300, Qualisys, Sweden) and 7 channels of waterproof electromyography (Wave, Cometa, Italy) were used, and data were collected with Qualisys Track Manager software (Qualisys, Sweden). Analysis variables include trunk segment angles upper extremity joint angles, maximum angular velocity of trunk segment and upper extremity joint, muscle activation, occurrence time of maximal angular velocity, EMG onset and time to peak. The intervention effect of lower extremity and core exercises was analyzed through 2-way repeat measures ANOVA, and bonferroni correction was performed for the post-hoc test. Also, the effect of throwing performance factors and muscle strength factors on ball velocity was additionally verified through multiple regression analysis. At this time, all statistical significance levels were set at α=.05.
As a result of this study, training group was improved ball velocity (14.14%, p<.05), in-water jump height (4.04cm, p<.05), and maximum head height during overhead throwing (6.88%, p<.05), and the result of the isokinetic test, there were statistically significant improvements in muscle strength in knee joint extension (left: 11.15%, p<.05; right: 3.27%, p>.05), knee joint flexion (left: 7.56%; right: 14.63%, p<.05), trunk flexion (37.55%, p<.05), and trunk extension (9.84%, p>.05). In addition, during the actual overhead throw, it was confirmed that the maximum forward tilt of the torso decreased (5.33°, p<.05) and the maximum velocity of medial tilt increased (15.46%, p<.05), resulting in increased sagittal plane stability and frontal plane mobility during the actual water polo overhead throwing. In muscle activity, the recruitment ability of the upper extremity agonist muscle was improved, and as a result, the muscle activation of the pectoralis major muscle (106.09%, p<.05) and triceps brachii muscle (33.71%, p<.05) increased. On the other hand, no changes were found in the temporal characteristics of kinematics and muscle activity through exercise intervention. However, the corresponding result explains the technical mechanism of the overhead throwing on the time series. Finally, the results of multiple regression analysis performed to investigate the effect of throwing performance and muscle strength factors on ball velocity showed jump height (=.253, t=2.849, p<.05) and trunk flexion strength (=.538, t=2.378, p<.05) was shown to have a positive effect on ball velocity, and the estimated multiple regression formula was ball speed = 0.253 × jump height + 0.538 × trunk flexion strength + 12.323.
Taking these results together, the 8-week lower extremity and core exercise applied in this study had a positive effect on improving the biomechanical requirements for water polo players'' overhead throwing performance improvement. Therefore, it is suggested that coachs include strengthening of the lower extremity and core muscles as major options when designing training to improve overhead throwing performance. Along with, the results of this study can be used to specify the purpose of exercise intervention in the actual application of lower extremity and core exercises to improve shooting ability, the kinematics and muscle activity patterns described on the time series provide a unconventional approach to the development of water polo customized exercise.