자세균형은 특정한 공간 영역 내에서 신체의 위치 특히, 신체의 무게중심을 유지하는 능력이다. 자세균형을 유지하기 위해 전정기관 및 소뇌의 평형 기능, 근․골격계의 지지 작용, 그리고 운동기능과 감각기능 등이 기여한다. 이러한 자세균형 능력은 노화 현상으로 나이가 듦에 따라 무리가 생기고, 교통사고로 인해 전정계 및 체성감각계의 기능 손상에 의한 자세균형 장애를 가지고 있는 환자들이 증가하고 있다. 그 외에 근․골격계의 질환에 따른 자세 균형 제어 능력의 손실 역시 증가하고 있다. 이러한 여러 가지 질환에 의해서 자세균형 기능의 장애가 발생된 환자들이나 노인들에게는 자세균형 기능을 회복하기 위하여 다양한 재활 방법이 필요하다. 본 연구는 자세균형 제어 능력을 향상시키기 위하여 불안정판을 이용한 훈련 및 평가 시스템을 개발하였다. 불안정판에 삽입된 2축 기울기 센서에 의해 움직임을 감지하고 400×500×90mm의 크기와 400mm의 ...
자세균형은 특정한 공간 영역 내에서 신체의 위치 특히, 신체의 무게중심을 유지하는 능력이다. 자세균형을 유지하기 위해 전정기관 및 소뇌의 평형 기능, 근․골격계의 지지 작용, 그리고 운동기능과 감각기능 등이 기여한다. 이러한 자세균형 능력은 노화 현상으로 나이가 듦에 따라 무리가 생기고, 교통사고로 인해 전정계 및 체성감각계의 기능 손상에 의한 자세균형 장애를 가지고 있는 환자들이 증가하고 있다. 그 외에 근․골격계의 질환에 따른 자세 균형 제어 능력의 손실 역시 증가하고 있다. 이러한 여러 가지 질환에 의해서 자세균형 기능의 장애가 발생된 환자들이나 노인들에게는 자세균형 기능을 회복하기 위하여 다양한 재활 방법이 필요하다. 본 연구는 자세균형 제어 능력을 향상시키기 위하여 불안정판을 이용한 훈련 및 평가 시스템을 개발하였다. 불안정판에 삽입된 2축 기울기 센서에 의해 움직임을 감지하고 400×500×90mm의 크기와 400mm의 곡률반경을 갖는 불안정판을 제작하고, 다양한 패턴의 훈련 및 평가 소프트웨어를 개발하였다. 훈련 시스템의 신뢰도를 검증하기 위해서 힘판(force plate, model: 4060-08, Bertec Corporation)을 이용한 불안정판의 정확도 평가(accuracyvalidation test)와 검사-재검사(test-retest) 평가를 시행하여 불안정판을 이용한 자세균형 훈련 및 평가 시스템의 신뢰성을 획득하였다. 효과적인 훈련 패턴을 평가하기 위해 불안정판 위에서 각 훈련 패턴에 의한 하지의 근육 활성도를 분석하여, 각 훈련 패턴과 강도에 따라 활성화를 보이는 하지근육을 고찰하였다. 불안정판을 이용한 자세균형 훈련 및 평가 시스템의 훈련 효과를 평가하기 위해서 총 30명(실험군: 15명, 대조군: 15명)의 고령자 피험자를 대상으로 8주 동안의 자세균형 훈련을 실시하였다. 불안정판을 이용한 자세균형 훈련의 효과를 평가하기 위한 적절한 평가항목으로 힘판을 이용한 8가지 방향의 이동 한계, 무게 압력 중심(center of pressure, COP)의 흔들림 이동거리, 전후와 좌우 방향 무게압력중심의 제곱 평균(root mean square, RMS) 항목, 근력측정시스템(Biodex 3, Biodex Medical System, Inc.)을 이용한 발목과 무릎 관절의 구심성인 등속성 근력(concentric isokinetic strength) 항목과 Timed up and go test 항목을 훈련 전과 훈련 전후로 측정하여 분석하였다. 그 결과 불안정판을 이용한 자세균형 훈련은 피험자의 자세균형 제어력과 근력을 동시에 향상시켰다. 본 연구에서 개발된 불안정판을 이용한 자세균형 훈련 시스템은 자세균형 능력이 저하된 노인 또는 환자들을 대상으로 자세균형 훈련 및 재활훈련에 응용될 것으로 기대된다.
자세균형은 특정한 공간 영역 내에서 신체의 위치 특히, 신체의 무게중심을 유지하는 능력이다. 자세균형을 유지하기 위해 전정기관 및 소뇌의 평형 기능, 근․골격계의 지지 작용, 그리고 운동기능과 감각기능 등이 기여한다. 이러한 자세균형 능력은 노화 현상으로 나이가 듦에 따라 무리가 생기고, 교통사고로 인해 전정계 및 체성감각계의 기능 손상에 의한 자세균형 장애를 가지고 있는 환자들이 증가하고 있다. 그 외에 근․골격계의 질환에 따른 자세 균형 제어 능력의 손실 역시 증가하고 있다. 이러한 여러 가지 질환에 의해서 자세균형 기능의 장애가 발생된 환자들이나 노인들에게는 자세균형 기능을 회복하기 위하여 다양한 재활 방법이 필요하다. 본 연구는 자세균형 제어 능력을 향상시키기 위하여 불안정판을 이용한 훈련 및 평가 시스템을 개발하였다. 불안정판에 삽입된 2축 기울기 센서에 의해 움직임을 감지하고 400×500×90mm의 크기와 400mm의 곡률반경을 갖는 불안정판을 제작하고, 다양한 패턴의 훈련 및 평가 소프트웨어를 개발하였다. 훈련 시스템의 신뢰도를 검증하기 위해서 힘판(force plate, model: 4060-08, Bertec Corporation)을 이용한 불안정판의 정확도 평가(accuracy validation test)와 검사-재검사(test-retest) 평가를 시행하여 불안정판을 이용한 자세균형 훈련 및 평가 시스템의 신뢰성을 획득하였다. 효과적인 훈련 패턴을 평가하기 위해 불안정판 위에서 각 훈련 패턴에 의한 하지의 근육 활성도를 분석하여, 각 훈련 패턴과 강도에 따라 활성화를 보이는 하지근육을 고찰하였다. 불안정판을 이용한 자세균형 훈련 및 평가 시스템의 훈련 효과를 평가하기 위해서 총 30명(실험군: 15명, 대조군: 15명)의 고령자 피험자를 대상으로 8주 동안의 자세균형 훈련을 실시하였다. 불안정판을 이용한 자세균형 훈련의 효과를 평가하기 위한 적절한 평가항목으로 힘판을 이용한 8가지 방향의 이동 한계, 무게 압력 중심(center of pressure, COP)의 흔들림 이동거리, 전후와 좌우 방향 무게압력중심의 제곱 평균(root mean square, RMS) 항목, 근력측정시스템(Biodex 3, Biodex Medical System, Inc.)을 이용한 발목과 무릎 관절의 구심성인 등속성 근력(concentric isokinetic strength) 항목과 Timed up and go test 항목을 훈련 전과 훈련 전후로 측정하여 분석하였다. 그 결과 불안정판을 이용한 자세균형 훈련은 피험자의 자세균형 제어력과 근력을 동시에 향상시켰다. 본 연구에서 개발된 불안정판을 이용한 자세균형 훈련 시스템은 자세균형 능력이 저하된 노인 또는 환자들을 대상으로 자세균형 훈련 및 재활훈련에 응용될 것으로 기대된다.
Adequate postural control depends on the spatial and temporal integration of vestibular, visual, and somatosensory information about the motion of the head and body. Postural control was affected by alterations in both the sensory and motor systems, including the basal ganglia and the cerebellum, an...
Adequate postural control depends on the spatial and temporal integration of vestibular, visual, and somatosensory information about the motion of the head and body. Postural control was affected by alterations in both the sensory and motor systems, including the basal ganglia and the cerebellum, and also the preceptual systems that interpret and transform the incoming sensory information. Diminished balance ability was multifactorial. It could be due to degeneration of visual and vestibular systems, degeneration of proprioception or impairment of central processing or a combination of these factors. The increased incidence of falls in the older population suggested that one or more of these components degenerate with age. Diminished visual, vestibular, and somatosensory function and slowing of sensorimotor processing all occurred with normal aging. Older people were also at higher risk for many diseases affecting the peripheral and central nervous systems. To prevent falls, balance training was very important for the elderly. There were other applications for this technology. With increased traffic came increases in traffic related accidents and injuries. These injuries could also affect or impair balance. The rehabilitation of balance ability was also very important for patient. This study described a new training system based on an unstable platform and a visual interactive system, that was designed to improve postural control ability. To confirm the effects of the training system, the accuracy validation experiment and the test-retest experiment were conducted. To investigate the muscle activities in the lower limbs for the different movement patterns on the unstable platform, the experimental studied on the muscle activities in the lower limbs for the different movement patterns were performed. The electromyographies (EMG) of the muscles in the lower limbs were recorded and analyzed in the time and the frequency domain. Our experimental results showed the significant differences in muscle activities for the different movement patterns. The experimental results suggested that, through the choice of different movement pattern, the training for lower extremity strength could be performed on specific muscles in different intensity. And, the ability of postural control could be improved by the training for lower extremity strength. To assess the training effects using a training system based on an unstable platform and a visual interactive system for improving the ability of postural control, fifteen elderly volunteers took part in a series of balance training using this system. An additional fifteen elderly volunteers which were employed as the control group, were also tested for comparison with the training group. To evaluate the effects of the training, the relevant parameters, such as the time of timed up and go test, the transfer limits of the different directions, the sway path of center of pressure, and the root mean square of center of pressure in antero-posterior direction and medio-lateral direction, concentric isokinetic strength of ankle and knee joints pre-training and post-training were measured. The results indicated that the training system could successfully assess the gradual improvement of the postural control capability of the volunteers and showed promise in terms of improving balance capability of the volunteers. The significant improvement in the postural capability of the elderly subjects suggested that elderly subjects could benefit more from the training using the system for the improvement of the ability of postural control.
Adequate postural control depends on the spatial and temporal integration of vestibular, visual, and somatosensory information about the motion of the head and body. Postural control was affected by alterations in both the sensory and motor systems, including the basal ganglia and the cerebellum, and also the preceptual systems that interpret and transform the incoming sensory information. Diminished balance ability was multifactorial. It could be due to degeneration of visual and vestibular systems, degeneration of proprioception or impairment of central processing or a combination of these factors. The increased incidence of falls in the older population suggested that one or more of these components degenerate with age. Diminished visual, vestibular, and somatosensory function and slowing of sensorimotor processing all occurred with normal aging. Older people were also at higher risk for many diseases affecting the peripheral and central nervous systems. To prevent falls, balance training was very important for the elderly. There were other applications for this technology. With increased traffic came increases in traffic related accidents and injuries. These injuries could also affect or impair balance. The rehabilitation of balance ability was also very important for patient. This study described a new training system based on an unstable platform and a visual interactive system, that was designed to improve postural control ability. To confirm the effects of the training system, the accuracy validation experiment and the test-retest experiment were conducted. To investigate the muscle activities in the lower limbs for the different movement patterns on the unstable platform, the experimental studied on the muscle activities in the lower limbs for the different movement patterns were performed. The electromyographies (EMG) of the muscles in the lower limbs were recorded and analyzed in the time and the frequency domain. Our experimental results showed the significant differences in muscle activities for the different movement patterns. The experimental results suggested that, through the choice of different movement pattern, the training for lower extremity strength could be performed on specific muscles in different intensity. And, the ability of postural control could be improved by the training for lower extremity strength. To assess the training effects using a training system based on an unstable platform and a visual interactive system for improving the ability of postural control, fifteen elderly volunteers took part in a series of balance training using this system. An additional fifteen elderly volunteers which were employed as the control group, were also tested for comparison with the training group. To evaluate the effects of the training, the relevant parameters, such as the time of timed up and go test, the transfer limits of the different directions, the sway path of center of pressure, and the root mean square of center of pressure in antero-posterior direction and medio-lateral direction, concentric isokinetic strength of ankle and knee joints pre-training and post-training were measured. The results indicated that the training system could successfully assess the gradual improvement of the postural control capability of the volunteers and showed promise in terms of improving balance capability of the volunteers. The significant improvement in the postural capability of the elderly subjects suggested that elderly subjects could benefit more from the training using the system for the improvement of the ability of postural control.
주제어
#Unstable Platform Posture Control Muscle activities Training effects Isokinetic strength
학위논문 정보
저자
박용군
학위수여기관
전북대학교 대학원
학위구분
국내박사
학과
의용생체공학(의용생체공학)
발행연도
2009
총페이지
xii, 108p
키워드
Unstable Platform Posture Control Muscle activities Training effects Isokinetic strength
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