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문제 정의
- 그러므로 본 연구에서는 모멘트를 통하여 하지의 분절 연쇄 시스템 (link segment system)의 보폭에 관련된 변수들을 비교 분석할 것이다. 이 결과는 보행연구에 필요한 자료로 구축하여 활용할 수 있으며, 더 나아가 비정상 보행과 스포츠 상해에 관한 기초적인 자료로 제공할 수 있을 것이다.
- 본 연구는 정상보행자를 대상으로 각각의 속도에서 보폭의 변화가 관절모멘트에 어떠한 영향이 미치는지를 알아봄으로써 보행연구에 필요한 자료를 구축하여 활용하는데 그 목적이 있다. 각각의 속도에서 보폭에 변화를 주었을 경우 발목관절의 경우 배측굴곡 모멘트의 최대값에서는 빠른 보행속도에서 유의한 차이가 나타났고(p<0.
제안 방법
- ① 각각의 속도에서 보행을 실시한 후 개개인의 보폭을 측정하였다〔foot print - 발바닥에 백색 파우더를 바르고 검정색 고무판(10x1.2m) 위를 걷게 하여 보행시작의 4m까지는 적응을 위한 단계로 간주하고 다음 2m 구간의 발자국 흔적을 측정분석(Robinson et al., 1981)] .
- ② 측정된 보폭을 기준으로 기준 보폭길이의 - 10%, 기준 보폭길이, 기준 보폭길이의 +10% 세 가지로 보폭을 설정하였다.
- 이때 원테이타 값이 가능한 변형되 지 않도록 표본 주파수(sampling frequency) 와 차단 주파수(cut-off frequency)의 비율을 각 분절들의 선형속도 값들의 곡선형태를 살펴보면서 시행착오를 거쳐 가장 적절하다고 나타난 비율인 10 이 되도록 6Hz의 차단주파수를 선택하였다. 보행 동작시 초기접지부터 다음 초기접지까지 동작시간이 각각 다른 4명의 대상자들의 보행주기시간은 가장 긴 동작시간을 보인 대상자를 기준으로 삼차 스플라인 보간법 (cubic spline interpolation) 을 이용하여 시간 축을 정규화 (normalization)하였다 이러한 과정을 거쳐 얻은 2 차원 좌표값은 LabVIEW( Laboratory Virtural Instrument Engineering Workbench) 5.1 graphical program(Johnson, 1999)을 사용하여본 연구자가 직접 설계 제작하여 운동역학적 자료를 계산하였다.
- 이렇게 얻어진 해부학적 경계점의 2차원 공간 좌표값을 Second-Order Butterworth Low-Pass Filter (Winter, 1990) 를 이용하여 평활화(smoothing) 하였다. 이때 원테이타 값이 가능한 변형되 지 않도록 표본 주파수(sampling frequency) 와 차단 주파수(cut-off frequency)의 비율을 각 분절들의 선형속도 값들의 곡선형태를 살펴보면서 시행착오를 거쳐 가장 적절하다고 나타난 비율인 10 이 되도록 6Hz의 차단주파수를 선택하였다. 보행 동작시 초기접지부터 다음 초기접지까지 동작시간이 각각 다른 4명의 대상자들의 보행주기시간은 가장 긴 동작시간을 보인 대상자를 기준으로 삼차 스플라인 보간법 (cubic spline interpolation) 을 이용하여 시간 축을 정규화 (normalization)하였다 이러한 과정을 거쳐 얻은 2 차원 좌표값은 LabVIEW( Laboratory Virtural Instrument Engineering Workbench) 5.
- 정확한 지역 좌표계 산출을 위해 인체의 해부학적인 경계점에 반사마커 (reflect markerX 사용하였으며, 그 위치는<그림 1>에 나타나있다. 자료의 수집과정에서 얻어진 영상자료를 AVI화일로 전환시킨 후 Ariel Digi4 Program을 사용하여 계수화하였다. 즉, 자료의 수집과정에서 얻어진 필름으로 APAS (ariel performance analysis system)를 통하여 자료를 수집하였다.
대상 데이터
- 하였다. 대상자들은 모두 정상족이고, 최근 1 년간 하지에 상해를 입은 경력이 없는 사람으로 선정하였고 평균신장은 173.2±4.85cm 이었으며, 평균체중은 66.2±5.68kg이었다.
- 본 실험에 동원된 연구 대상자는 20대 남자 4명으로 하였다. 대상자들은 모두 정상족이고, 최근 1 년간 하지에 상해를 입은 경력이 없는 사람으로 선정하였고 평균신장은 173.
- 자료의 수집과정에서 얻어진 영상자료를 AVI화일로 전환시킨 후 Ariel Digi4 Program을 사용하여 계수화하였다. 즉, 자료의 수집과정에서 얻어진 필름으로 APAS (ariel performance analysis system)를 통하여 자료를 수집하였다. 이렇게 얻어진 해부학적 경계점의 2차원 공간 좌표값을 Second-Order Butterworth Low-Pass Filter (Winter, 1990) 를 이용하여 평활화(smoothing) 하였다.
데이터처리
- 본 연구에서 실험의 결과처리는 SPSS 8.0 for windows 통계 package를 이용하여 유의수준 a =.05에서 일원분산분석 (OnaWay ANOVA)을 실시한 후 사후검증(post hoc test)은 Scheffe 방법으로 하였다.
이론/모형
- 즉, 자료의 수집과정에서 얻어진 필름으로 APAS (ariel performance analysis system)를 통하여 자료를 수집하였다. 이렇게 얻어진 해부학적 경계점의 2차원 공간 좌표값을 Second-Order Butterworth Low-Pass Filter (Winter, 1990) 를 이용하여 평활화(smoothing) 하였다. 이때 원테이타 값이 가능한 변형되 지 않도록 표본 주파수(sampling frequency) 와 차단 주파수(cut-off frequency)의 비율을 각 분절들의 선형속도 값들의 곡선형태를 살펴보면서 시행착오를 거쳐 가장 적절하다고 나타난 비율인 10 이 되도록 6Hz의 차단주파수를 선택하였다.
- 정확한 지역 좌표계 산출을 위해 인체의 해부학적인 경계점에 반사마커 (reflect markerX 사용하였으며, 그 위치는에 나타나있다.
- 하지관절에서 발생하는 모멘트를 계산하기 위해서 Whittlesey와 Hamill(1996)°l Newton- Euler Model (Winter, 1990) 을 가정하여 만든이중진자 방정식 (double pendulum equation) 을이용하였다. 이 방정식의 기호법과 과정은 다음과 같다.
성능/효과
- 각각의 속도에서 보폭 변화에 따른 무릎관절에서의 첫 번째 신전 모멘트 최대값과 두 번째 신전 모멘트 최대값 그리고 굴곡 모멘트의 최대값에서일원분산분석을 실시한 결과는에 나타난 바와 같이 일반 보행속도의 첫 번째 신전 모멘트 최대값에서만 유의수준 0.05에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다.
- 각각의 속도에서 보폭 변화에 따른 발목관절에서 배측굴곡 모멘트의 최대값과 저측굴곡 모멘트의최대값에서 일원분산분석을 실시한 결과는 에 나타난 바와 같이 빠른 보행속도의 배측굴곡 모멘트의 최대값에서만 유의수준 .05에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다.
- 활용하는데 그 목적이 있다. 각각의 속도에서 보폭에 변화를 주었을 경우 발목관절의 경우 배측굴곡 모멘트의 최대값에서는 빠른 보행속도에서 유의한 차이가 나타났고(p<0.05), 저측굴곡 모멘트의 최대값에서는 유의한 차이가 나타나지 않았지만 보폭의 증가로 모멘트도 증가하는 규칙적인 현상이 나타났으며, 무릎관절의 경우 첫 번째 신전 모멘트의 최대값에서는 일반 보행속도에서만 유의한 차이가 나타났다(p<0.05). 엉덩관절에서는 신전 모멘트의 최대값의 경우 일반 보행속도와 빠른 보행속도에서 유의한 차이가 나타났고(p<0.
- 세 종류의 속도에서 공통적으로 보폭이 증가하면 모멘트도 커지는 결과가 나타났다. 두 번째 신전 모멘트의 최대 값은 느린 보행속도에서 —0.114 Nm/ weight, - 0.128Nm/weight, -0.212Nm/weight가 나타났고, 일반 보행속도에서 -0.223Nm/ weight, - 0.400 Nm/weight, -0.323Nm/weight가 나타났으며, 빠른 보행속도에서 -0.431Nm/weight, - 0.578Nm/weight, -0.669Nm/weight가 나타났다. 두 번째 신전 모멘트의 최대값에서는 느린 보행속도와 빠른 보행속도에서 보폭의 증가에 따라 모멘트가 증가하는 형태가 나타났다.
- 669Nm/weight가 나타났다. 두 번째 신전 모멘트의 최대값에서는 느린 보행속도와 빠른 보행속도에서 보폭의 증가에 따라 모멘트가 증가하는 형태가 나타났다. 마지막으로 굴곡 모멘트의최대값은 느린 보행속도에서 0.
- 두 번째 신전 모멘트의 최대값에서는 느린 보행속도와 빠른 보행속도에서 보폭의 증가에 따라 모멘트가 증가하는 형태가 나타났다. 마지막으로 굴곡 모멘트의최대값은 느린 보행속도에서 0.191Nm/weight, 0.300Nm/weight, 0.289Nm/weight가 나타났고, 일반보행 속도에서는 0.347Nm/weight, 0.318 Nm/weight, 0.417Nm/weight가 나타났으며, 빠른 보행속도에서는0.381 Nm/weight, 0.568Nm/ weight, 0.618Nm/weight가 나타났다. 굴곡 모멘트 최대값에서는 빠른 보행속도에서만 규칙적으로 보폭의 증가에 영향을 받았다.
- 나타나 있다. 배측굴곡 모멘트의 최대값은 느린 보행속도에서 3종류의 보폭인 -10%보폭, 정상 보폭, +10%보폭에서 0.017Nm/ weight, 0.018 Nm/weight, 0.056Nm/weight가 나타났고, 일반보행속도에서는 0.093Nm/weight, O.llONm/ weight, 0.165Nm/weight가 나타났으며, 빠른 보행속도에서는 0.189Nnj/weight, 0.152Nm/ weight, 0.292Nm/weight가 나타났다. 세 종류의 속도에서 공통적으로 보폭이 증가하면 모멘트가 커지는 경향이 나타났다.
- 본 연구에서 각각의 속도에서 보폭의 변화에 따라 하지관절 모멘트를 살펴본 결과 보행시 보폭의 증가는 하지관절 모멘트를 규칙적으로 증가시키는 결과를 보였지만, 발목관절의 경우 빠른 보행속도의 배측굴곡 모멘트 최대값에서, 무릎관절에서는 일반보행속도의 첫 번째 신전모멘트 최대값에서, 그리고 엉덩관절에서는 일반보행속도와 빠른 보행속도의 신전모멘트 최대값에서만 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 이 결과는 실험대상자의 개인차이로 인하여 발생할 수 있으며, 적절한 대상자를 선정하여 이를 감소시키는 노력도 병행되어야할 것으로 사료된다.
- (Winter, 1984). 본 연구에서도 초기 보행주기 5%이전에서 강한 신전근 모멘트가 나타났고, 체중전달 동안 굴곡근 패턴으로 바뀌었으며, 보행주기 47-53%까지 굴곡근모멘트가 나타났다.
- 292Nm/weight가 나타났다. 세 종류의 속도에서 공통적으로 보폭이 증가하면 모멘트가 커지는 경향이 나타났다. 저측굴곡 모멘트의 최대값에서는 느린 보행속도에서 -0.
- 587Nm/ weight, — L710Nm/weight가 나타났다. 세 종류의 속도에서 공통적으로 보폭이 증가하면 모멘트도 커지는 결과가 나타났다. 두 번째 신전 모멘트의 최대 값은 느린 보행속도에서 —0.
- 나타나 있다. 신전 모멘트의 최대값은 느린 보행속도에서 3종류의 보폭인 -10%보폭, 정상 보폭, +10%보폭에서 -0.382Nm/ weight, - 0.443Nm/weight, —0.501Nm/weight가 나타났고, 일반 보행속도에서 -0.647Nm/ weight, - 0.690Nm/weight, — 0.818Nm/weight가 나타났으며, 빠른 보행속도에서는 -0.908Nm/weight, - 1.138 Nm/weight, —1.251Nm/weight가 나타났다. 신전 모멘트의 최대값은 세 종류의 속도에서 공통적으로 보폭이 증가하면 모멘트도 커지는 결과가 나타났다.
- 251Nm/weight가 나타났다. 신전 모멘트의 최대값은 세 종류의 속도에서 공통적으로 보폭이 증가하면 모멘트도 커지는 결과가 나타났다. 엉덩관절의 굴곡 모멘트의 최대값은 느린 보행속도에서 0.
- 05). 엉덩관절에서는 신전 모멘트의 최대값의 경우 일반 보행속도와 빠른 보행속도에서 유의한 차이가 나타났고(p<0.05), 굴곡 모멘트의 최대값에서는 유의한 차이가 나타나지 않았지만 보폭의 증가로 모멘트도 증가하는 규칙적인 현상이 나타났다.
- 신전 모멘트의 최대값은 세 종류의 속도에서 공통적으로 보폭이 증가하면 모멘트도 커지는 결과가 나타났다. 엉덩관절의 굴곡 모멘트의 최대값은 느린 보행속도에서 0.375Nm/weight, 0.391Nm/wei 아it, 0.428Nm/weight가 나타났고, 일반 보행속도에서는 0.600Nm/weight, 0.685Nm/weight, 0.678Nm/ weight가 나타났으며, 빠른 보행속도에서는 0.813 Nm/weight, 0.906Nm/weight, 0.860Nm/weight 나타나 느린 보행속도에서만 규칙적으로 보폭의 증가에 따라 모멘트도 증가하는 경향이 나타났다. 엉덩관절의 신전 모멘트의 최대값과 굴곡 모멘트의 최대값에서 일원분산분석을 실시한 결과는<표 4>에서 보는 바와 같이 일반 보행속도와 빠른 보행속도의 신전 모멘트 최대값에서 유의수준 .
- 엉덩관절의 신전 모멘트의 최대값과 굴곡 모멘트의 최대값에서 일원분산분석을 실시한 결과는에서 보는 바와 같이 일반 보행속도와 빠른 보행속도의 신전 모멘트 최대값에서 유의수준 .05일 때 통계적으로 유의한 차이가 나타났다.
- 237 Nm/weight가 나타났다. 저측굴곡 모멘트의 최대값에서도 동일하게 속도가 증가하면 모멘트도 커지는 경향이 나타났다.
- 세 종류의 속도 즉 느린 보행속도, 일반 보행속도 그리고 빠른 보행속도에서 보폭 변화에 따라 무릎관절에 작용하는 모멘트는 형태는<그림 5, 6, 7>에 나타나 있다. 첫 번째 신전 모멘트의 최대값은 느린 보행속도에서 세 종류의 보폭인 —10%보폭' 정상보폭, +10%보폭에서는 각각 -0.602Nm/weight, ~0.722Nm/ weight, — 0.810Nm/weight가 나타났고, 일반보행속도에서는 -0.915 Nm/weight, ~0.937Nm/ weight, - 1.251Nm/weight가 나타났다. 빠른 보행속도에서는 - L197Nm/weight, -1.
후속연구
- 관련된 변수들을 비교 분석할 것이다. 이 결과는 보행연구에 필요한 자료로 구축하여 활용할 수 있으며, 더 나아가 비정상 보행과 스포츠 상해에 관한 기초적인 자료로 제공할 수 있을 것이다.
- 나타났다. 이 결과는 실험대상자의 개인차이로 인하여 발생할 수 있으며, 적절한 대상자를 선정하여 이를 감소시키는 노력도 병행되어야할 것으로 사료된다.
- 1983b). 이렇게 많은 변인간의 관계를 정확하게 파악하는 것은 매우 힘들고 어려운 작업이며, 앞으로 수행해야 할 연구과제인 것이다.
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