본 연구는 동작분석을 통하여 기립동작을 지원해주는 재활장비의 좌면 경사각도가 편마비 환자의 재활훈련 효과에 미치는 영향을 규명하고, 이를 통하여 기립 훈련장비의 적합한 좌면 경사 각도를 제안하기 위한 목적 으로 수행되었다. 뇌졸중 후 편마비 환자는 환측의 근 경직과 근육 조절 능력의 저하로 비대칭적인 자세와 체중을 이동하는 능력의 결함으로 균형능력이 저하된 다. 따라서 체중을 균등하게 유지하는 능력과 이동하는 능력을 향상시키기 위하여 기립훈련과 보행훈련을 한다. 재활훈련장비 중 기립훈련을 위한 훈련기기는 편마비 환자를 대상으로 환자의 기립자세 유지 또는 기립 동작을 지원해주는 목적의 훈련기로 훈련기 사용에 대한 다양한 선행연구가 있지만 환자의 재활로봇사용에 따른 임상적 유효성에 대한 연구, 또는 정상인의 재활로봇 사용 시 인체 동작에 대한 연구가 대부분으로 기립훈 련장비의 기립동작 지원 정도에 따른 효과 및 지원 정도 ...
본 연구는 동작분석을 통하여 기립동작을 지원해주는 재활장비의 좌면 경사각도가 편마비 환자의 재활훈련 효과에 미치는 영향을 규명하고, 이를 통하여 기립 훈련장비의 적합한 좌면 경사 각도를 제안하기 위한 목적 으로 수행되었다. 뇌졸중 후 편마비 환자는 환측의 근 경직과 근육 조절 능력의 저하로 비대칭적인 자세와 체중을 이동하는 능력의 결함으로 균형능력이 저하된 다. 따라서 체중을 균등하게 유지하는 능력과 이동하는 능력을 향상시키기 위하여 기립훈련과 보행훈련을 한다. 재활훈련장비 중 기립훈련을 위한 훈련기기는 편마비 환자를 대상으로 환자의 기립자세 유지 또는 기립 동작을 지원해주는 목적의 훈련기로 훈련기 사용에 대한 다양한 선행연구가 있지만 환자의 재활로봇사용에 따른 임상적 유효성에 대한 연구, 또는 정상인의 재활로봇 사용 시 인체 동작에 대한 연구가 대부분으로 기립훈 련장비의 기립동작 지원 정도에 따른 효과 및 지원 정도 최적화에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 동작분석을 통하여 기립지원 재활장비에서 지원 가능한 각도인 6가지 지원각도(0°, 10°, 20°, 30°, 50°, 70°)에 대하여 고관절굴곡 각도(Hip flexion angle), 건측과 환측 무릎관절모멘트(Knee moment), 무게중심(Center of Mass)의 좌, 우측 최대 이동거리와 전방이동거리를 비교 분석 하였다. 연구 결과를 보면, 의자 좌면 각도상승을 통한 기립지원은 무게중심을 전방으로 이동시키고 기립에 필요한 에너지를 감소시키는 효과를 확인하 였다. 또한 지원각도가 증가할수록 건측과 환측의 체중부하 비대칭 감소와 기립 중 좌, 우측 흔들림 감소결과로 기립중 균형 증가에 대한 효과를 확인 하였지만, 50도 이상의 좌면각도 지원은 효과가 미미하였다. 또한 좌면각도 상승은 피실험자의 무게중심을 전방으로 이동 시키는 효과를 확인 하였지만, 70도 조건에서는 기립에 필요한 무게중심이동보다 필요 이상의 지원을 확인하였다. 따라서 본 연구의 분석 결과, 지원각도가 증가할수록 균형 있는 기립과 환측의 체중부하를 증가시켜 재활효과를 증진시키는데 효과가 있지만, 50도 이상의 각도지원은 효과가 미미하였고 무게중심을 필요이상으로 이동시키기 때문에 최적 지원각도는 50도 이하가 적합함을 알 수 있었다. 본 연구에서는 재활장비에서 설정 가능한 기립지원 경사각도 조건이 편마비 환자의 기립훈련 효과에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구의 결과는 편마비 환자의 기립훈련 효과를 증진시키기 위한 기립훈련장비 디자인에 반영 될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 동작분석을 통하여 기립동작을 지원해주는 재활장비의 좌면 경사각도가 편마비 환자의 재활훈련 효과에 미치는 영향을 규명하고, 이를 통하여 기립 훈련장비의 적합한 좌면 경사 각도를 제안하기 위한 목적 으로 수행되었다. 뇌졸중 후 편마비 환자는 환측의 근 경직과 근육 조절 능력의 저하로 비대칭적인 자세와 체중을 이동하는 능력의 결함으로 균형능력이 저하된 다. 따라서 체중을 균등하게 유지하는 능력과 이동하는 능력을 향상시키기 위하여 기립훈련과 보행훈련을 한다. 재활훈련장비 중 기립훈련을 위한 훈련기기는 편마비 환자를 대상으로 환자의 기립자세 유지 또는 기립 동작을 지원해주는 목적의 훈련기로 훈련기 사용에 대한 다양한 선행연구가 있지만 환자의 재활로봇사용에 따른 임상적 유효성에 대한 연구, 또는 정상인의 재활로봇 사용 시 인체 동작에 대한 연구가 대부분으로 기립훈 련장비의 기립동작 지원 정도에 따른 효과 및 지원 정도 최적화에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 동작분석을 통하여 기립지원 재활장비에서 지원 가능한 각도인 6가지 지원각도(0°, 10°, 20°, 30°, 50°, 70°)에 대하여 고관절 굴곡 각도(Hip flexion angle), 건측과 환측 무릎관절모멘트(Knee moment), 무게중심(Center of Mass)의 좌, 우측 최대 이동거리와 전방이동거리를 비교 분석 하였다. 연구 결과를 보면, 의자 좌면 각도상승을 통한 기립지원은 무게중심을 전방으로 이동시키고 기립에 필요한 에너지를 감소시키는 효과를 확인하 였다. 또한 지원각도가 증가할수록 건측과 환측의 체중부하 비대칭 감소와 기립 중 좌, 우측 흔들림 감소결과로 기립중 균형 증가에 대한 효과를 확인 하였지만, 50도 이상의 좌면각도 지원은 효과가 미미하였다. 또한 좌면각도 상승은 피실험자의 무게중심을 전방으로 이동 시키는 효과를 확인 하였지만, 70도 조건에서는 기립에 필요한 무게중심이동보다 필요 이상의 지원을 확인하였다. 따라서 본 연구의 분석 결과, 지원각도가 증가할수록 균형 있는 기립과 환측의 체중부하를 증가시켜 재활효과를 증진시키는데 효과가 있지만, 50도 이상의 각도지원은 효과가 미미하였고 무게중심을 필요이상으로 이동시키기 때문에 최적 지원각도는 50도 이하가 적합함을 알 수 있었다. 본 연구에서는 재활장비에서 설정 가능한 기립지원 경사각도 조건이 편마비 환자의 기립훈련 효과에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구의 결과는 편마비 환자의 기립훈련 효과를 증진시키기 위한 기립훈련장비 디자인에 반영 될 수 있을 것으로 기대된다.
This study analyzes the effect of angle conditions of rehabilitation equipment for supporting the standing action of hemiplegic patients on their rehabilitation training. The study was performed by adjusting the rear angle of seat inclination through a motion analysis. Owing to a loss of muscle ...
This study analyzes the effect of angle conditions of rehabilitation equipment for supporting the standing action of hemiplegic patients on their rehabilitation training. The study was performed by adjusting the rear angle of seat inclination through a motion analysis. Owing to a loss of muscle rigidity and degradation of muscle control ability, hemiplegic stroke patients suffer from asymmetrical posture, abnormal body balance, and degraded balance abilities due to poor weight-shifting capacity. The ability to shift and maintain one’s weight is extremely essential for mobility, which plays an important role in our daily life. Thus, to improve their ability to maintain weight evenly and move normally, they need to undergo orthostatic and walking training. Through a motion analysis, the hip flexion angle and knee moments of both sides (hemiplegic side and non-hemiplegic side), as well as the maximum walking distances (to the right, left, and front of the center of mass), were compared and analyzed for six angles (0°, 10°, 20°, 30°,50°, 70°) supported by the sit-to-stand rehabilitation equipment. It was proven that as the angle increases, the energy needed to stand and support center-of-mass mobility decreases. Furthermore, as the angle increases, weight-bearing asymmetry on both sides and left –right wobbling while standing decreases, resulting in balanced standing. In addition, it was proven that as the angle increases, the patient’s weight-bearing ability improves on both sides, but this effect is also insignificant for angles greater than 50°. It was observed that with increase in angle, there is also an improvement of COM(Center of Mass) forward movement; however, at 70°, this support was confirmed to be unnecessary. Therefore, the results of this study showed that the rehabilitation effectiveness increases as the angle increases, leading to a balanced standing posture and an improved weight-bearing ability on both sides. However, angles higher than 50° yield insignificant results and support COM forward movement more than necessary. Therefore, the support angle under 50° was proposed in this study. This study identified how the angle of inclination supported by sit-to-stand support equipment affects the rehabilitation process (i.e., standing up training) of hemiplegia patients. The results of this study are expected to be applicable to the design of sit-to-stand support equipment to improve the effectiveness of the rehabilitation process of hemiplegia patients.
This study analyzes the effect of angle conditions of rehabilitation equipment for supporting the standing action of hemiplegic patients on their rehabilitation training. The study was performed by adjusting the rear angle of seat inclination through a motion analysis. Owing to a loss of muscle rigidity and degradation of muscle control ability, hemiplegic stroke patients suffer from asymmetrical posture, abnormal body balance, and degraded balance abilities due to poor weight-shifting capacity. The ability to shift and maintain one’s weight is extremely essential for mobility, which plays an important role in our daily life. Thus, to improve their ability to maintain weight evenly and move normally, they need to undergo orthostatic and walking training. Through a motion analysis, the hip flexion angle and knee moments of both sides (hemiplegic side and non-hemiplegic side), as well as the maximum walking distances (to the right, left, and front of the center of mass), were compared and analyzed for six angles (0°, 10°, 20°, 30°,50°, 70°) supported by the sit-to-stand rehabilitation equipment. It was proven that as the angle increases, the energy needed to stand and support center-of-mass mobility decreases. Furthermore, as the angle increases, weight-bearing asymmetry on both sides and left –right wobbling while standing decreases, resulting in balanced standing. In addition, it was proven that as the angle increases, the patient’s weight-bearing ability improves on both sides, but this effect is also insignificant for angles greater than 50°. It was observed that with increase in angle, there is also an improvement of COM(Center of Mass) forward movement; however, at 70°, this support was confirmed to be unnecessary. Therefore, the results of this study showed that the rehabilitation effectiveness increases as the angle increases, leading to a balanced standing posture and an improved weight-bearing ability on both sides. However, angles higher than 50° yield insignificant results and support COM forward movement more than necessary. Therefore, the support angle under 50° was proposed in this study. This study identified how the angle of inclination supported by sit-to-stand support equipment affects the rehabilitation process (i.e., standing up training) of hemiplegia patients. The results of this study are expected to be applicable to the design of sit-to-stand support equipment to improve the effectiveness of the rehabilitation process of hemiplegia patients.
주제어
#STS(Sit-to-Stand) Stroke rehabilitation Sit to Stand Assistive tilting Angle Usability evaluation STS(Sit-to-Stand) Motion Analysis
학위논문 정보
저자
심우상
학위수여기관
한국기술교육대학교 일반대학원
학위구분
국내석사
학과
디자인공학과 디자인공학전공
지도교수
정광태
발행연도
2016
총페이지
56
키워드
STS(Sit-to-Stand) Stroke rehabilitation Sit to Stand Assistive tilting Angle Usability evaluation STS(Sit-to-Stand) Motion Analysis
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