보행 동특성(gait dynamics)은 보행 간격의 시공간적 변동(fluctuation)을 이용해 살펴볼 수 있으며, 변동의 크기(magnitude)를 살펴보는 변동성(gait variability)과 신경-근골격계의 특징을 반영하는 변동의 구조(structure)관점의 프랙탈 특성(fractal dynamics)으로 나타낼 수 있다. 일반적으로 보행 동특성의 도출을 위해 긴 시간의 보행 데이터를 획득하여 분석하는 것이 필요하다. ...
보행 동특성(gait dynamics)은 보행 간격의 시공간적 변동(fluctuation)을 이용해 살펴볼 수 있으며, 변동의 크기(magnitude)를 살펴보는 변동성(gait variability)과 신경-근골격계의 특징을 반영하는 변동의 구조(structure)관점의 프랙탈 특성(fractal dynamics)으로 나타낼 수 있다. 일반적으로 보행 동특성의 도출을 위해 긴 시간의 보행 데이터를 획득하여 분석하는 것이 필요하다. 트레드밀은 장시간의 보행 데이터 획득과 실험 통제에 장점이 있다. 하지만, 벨트 속도가 고정된 일반적인 트레드밀은 평지보행보다 제한된 시공간 변인의 조절이 발생할 수도 있다. 따라서 긴 시간의 보행 데이터를 바탕으로 신경-근골격계의 보행 조절을 살펴보는 보행 동특성 연구에서 트레드밀 이용 시 시공간 변인의 변화와 상관관계에 대한 고찰이 필요하다. 본 연구의 목적은 보행 동특성 연구에서 일반 트레드밀(TM)과 보행자의 속도를 반영하는 트레드밀(treadmill on demand, TMD)의 차이를 확인하고 활용방안을 고찰하는 것이다. 이를 위해 (1) 평지 보행과 트레드밀 보행 시 기본적인 보행 변인 추출을 위해 단일 가속도센서를 이용한 보행시점 검출 알고리즘을 개발하였고, (2) 보행자의 속도를 반영하는 TMD 트레드밀의 속도와 보행 변인의 재현성을 확인하였다. (3) 평지와 일반적인 TM 트레드밀과 보행자의 속도를 반영하는 TMD 트레드밀에서의 보행 동특성을 비교하였다. 또, (4) TMD 트레드밀을 이용한 보행 시 보행 속도가 고정되는 일반 트레드밀(TM), 시각적으로 보행 속도를 제시하여 이를 유지하도록 하는 경우(TMDvision), 메트로놈을 이용한 일정한 보행 시간간격을 유지하는 경우(TMDmet)의 보행 속도 제한 방식에 따른 보행 변인별 프랙탈 동특성의 차이를 살펴보았다. 마지막으로 (5) 보행 시 주의력 분산이 발생하는 동시 인지과제 수행에 따른 보행 동특성을 비교하였다. 보행 동특성 비교를 위해 보행 변인(Stridetime, Stride length, Stride velocity)의 coefficient of variance(CV)와 detrended fluctuation analysis(DFA)를 사용해 보행 변동성과 프랙탈 특성을 비교했으며, 양발의 비대칭성(asymmetry index)을 함께 고려했다. 또, 대리자료법(surrogate method)을 이용해 보행 변인간의 상관관계를 고찰하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 먼저 단일 가속도센서를 이용해 실외 보행 시 보행시점의 검출이 간편하고 정확한 알고리즘을 개발하였으며, 보행자 속도가 반영되는 TMD 트레드밀에 대해 보행 속도 및 보행 변인의 날짜별, 시도수별 재현성을 확인하였다. Stride time, length, velocity를 이용해 보행 동특성 관점에서 평지 보행이 TM 트레드밀보다 TMD 트레드밀과 더 유사함을 확인했다. 특히, DFA를 이용한 프랙탈 동특성이 Stride time, length는 물론 Stride velocity에서도 유지되었으며, 다양한 대리자료법(surrogate method)을 이용해 각 변인의 상호관련성도 확인하였다. TMD를 이용한 보행 속도 제한에 대한 연구에서, 보행 속도의 제한(변동의 감소)이 발생한 TM과 TMDvision에서 유사한 보행 동특성 변화(CV 및 DFA 감소 및 비대칭성)를 확인했다. 또 2 back task를 이용한 동시 인지과제 수행 시 모든 보행 변인의 CV와 DFA(α)감소하였고 TMD 트레드밀의 경우에도 비대칭성이 발생하였다. 이를 통해 보행 변인의 변화를 통해 보행 시 주의력의 관여(i.e. Higher centers)를 간접적으로 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터 트레드밀의 특성에 따라 보행 시공간 변인의 동특성이 다르게 나타날 수 있음을 확인하였으며, 특히 고정된 트레드밀 속도가 보행의 CV 및 DFA의 비대칭성에 밀접한 관련이 있다는 것을 확인하였다. 또 보행 동특성과 관련하여 시공간 변인간의 상호관련성이 확인되었고, 인지과제를 통해 주의력의 필요성도 확인하였다. 따라서 트레드밀을 이용한 보행 동특성 분석 시 실험 목적과 보행 시간 및 공간 변인의 적용에 따라 사용되는 트레드밀의 특성이 충분히 고려되어야 하겠다.
보행 동특성(gait dynamics)은 보행 간격의 시공간적 변동(fluctuation)을 이용해 살펴볼 수 있으며, 변동의 크기(magnitude)를 살펴보는 변동성(gait variability)과 신경-근골격계의 특징을 반영하는 변동의 구조(structure)관점의 프랙탈 특성(fractal dynamics)으로 나타낼 수 있다. 일반적으로 보행 동특성의 도출을 위해 긴 시간의 보행 데이터를 획득하여 분석하는 것이 필요하다. 트레드밀은 장시간의 보행 데이터 획득과 실험 통제에 장점이 있다. 하지만, 벨트 속도가 고정된 일반적인 트레드밀은 평지보행보다 제한된 시공간 변인의 조절이 발생할 수도 있다. 따라서 긴 시간의 보행 데이터를 바탕으로 신경-근골격계의 보행 조절을 살펴보는 보행 동특성 연구에서 트레드밀 이용 시 시공간 변인의 변화와 상관관계에 대한 고찰이 필요하다. 본 연구의 목적은 보행 동특성 연구에서 일반 트레드밀(TM)과 보행자의 속도를 반영하는 트레드밀(treadmill on demand, TMD)의 차이를 확인하고 활용방안을 고찰하는 것이다. 이를 위해 (1) 평지 보행과 트레드밀 보행 시 기본적인 보행 변인 추출을 위해 단일 가속도센서를 이용한 보행시점 검출 알고리즘을 개발하였고, (2) 보행자의 속도를 반영하는 TMD 트레드밀의 속도와 보행 변인의 재현성을 확인하였다. (3) 평지와 일반적인 TM 트레드밀과 보행자의 속도를 반영하는 TMD 트레드밀에서의 보행 동특성을 비교하였다. 또, (4) TMD 트레드밀을 이용한 보행 시 보행 속도가 고정되는 일반 트레드밀(TM), 시각적으로 보행 속도를 제시하여 이를 유지하도록 하는 경우(TMDvision), 메트로놈을 이용한 일정한 보행 시간간격을 유지하는 경우(TMDmet)의 보행 속도 제한 방식에 따른 보행 변인별 프랙탈 동특성의 차이를 살펴보았다. 마지막으로 (5) 보행 시 주의력 분산이 발생하는 동시 인지과제 수행에 따른 보행 동특성을 비교하였다. 보행 동특성 비교를 위해 보행 변인(Stride time, Stride length, Stride velocity)의 coefficient of variance(CV)와 detrended fluctuation analysis(DFA)를 사용해 보행 변동성과 프랙탈 특성을 비교했으며, 양발의 비대칭성(asymmetry index)을 함께 고려했다. 또, 대리자료법(surrogate method)을 이용해 보행 변인간의 상관관계를 고찰하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 먼저 단일 가속도센서를 이용해 실외 보행 시 보행시점의 검출이 간편하고 정확한 알고리즘을 개발하였으며, 보행자 속도가 반영되는 TMD 트레드밀에 대해 보행 속도 및 보행 변인의 날짜별, 시도수별 재현성을 확인하였다. Stride time, length, velocity를 이용해 보행 동특성 관점에서 평지 보행이 TM 트레드밀보다 TMD 트레드밀과 더 유사함을 확인했다. 특히, DFA를 이용한 프랙탈 동특성이 Stride time, length는 물론 Stride velocity에서도 유지되었으며, 다양한 대리자료법(surrogate method)을 이용해 각 변인의 상호관련성도 확인하였다. TMD를 이용한 보행 속도 제한에 대한 연구에서, 보행 속도의 제한(변동의 감소)이 발생한 TM과 TMDvision에서 유사한 보행 동특성 변화(CV 및 DFA 감소 및 비대칭성)를 확인했다. 또 2 back task를 이용한 동시 인지과제 수행 시 모든 보행 변인의 CV와 DFA(α)감소하였고 TMD 트레드밀의 경우에도 비대칭성이 발생하였다. 이를 통해 보행 변인의 변화를 통해 보행 시 주의력의 관여(i.e. Higher centers)를 간접적으로 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터 트레드밀의 특성에 따라 보행 시공간 변인의 동특성이 다르게 나타날 수 있음을 확인하였으며, 특히 고정된 트레드밀 속도가 보행의 CV 및 DFA의 비대칭성에 밀접한 관련이 있다는 것을 확인하였다. 또 보행 동특성과 관련하여 시공간 변인간의 상호관련성이 확인되었고, 인지과제를 통해 주의력의 필요성도 확인하였다. 따라서 트레드밀을 이용한 보행 동특성 분석 시 실험 목적과 보행 시간 및 공간 변인의 적용에 따라 사용되는 트레드밀의 특성이 충분히 고려되어야 하겠다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.