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제안 방법
- 조건은 모두 네 가지로 나누어 수행하였다.: (1) 시각적인 단서와 진동자극이 제시될 때 (2) 시각적인 단서와진동자극이 제시되지 않을 때 (3) 시각적 인 단서는 제시되고 진동자극은 제시되지 않을때 (4) 시각적인 단서는 제시되지 않고 진동 자극은 제시될 때로 나누어 중심을 포함한 9곳의 방향에서 COP를 측정한다.
- COP 변동을 주파수 변환하여 각 주파수 대역에서의 영역으로 시각과 체성감각 입력 정보의 상관관계를 분석하였다. 이번 연구는 피험자가 안정판위의 중심방향 영역에서 기립자세로 있을때 4 가지의 실험조건 시행 후 COP 변동의 좌-우, 전-후 방향에서 LF, MF, HF 영역의 스펙트럼 에너지를 비교하였다.
- 발목 보호대에 진동모터를 부착한 진동자극 제시 시스템에서 피험자의 COP 를 측정하기 위해 안정 판과 불안정판을 이용하였다. 각 판에서 얻어지는 신호는 증폭되어 NI사의 PCI-6024E DAQ 보드를 통하여 컴퓨터에 입력하여 측정하였다. 이때 발목보호대에서의 진동에 의한 판에서의 COP 측정에는 아무런 영향이 없었다.
- 모니 터 화면상에 좌표축의 영점과 제시되는 원의 중심사이의 거리가 60mm로 일정하도록 그림 4에서 9 방향(중심, 전면, 후면, 좌측, 우측, 전면좌측, 전면우측, 후면좌즉, 후면우측; center, anterior, posterior, left, right, anterior- left, anterior-right, posterior-left, posterior-right)영역에 지름 20mm의 목표 원을 제시하였으며, 제시되는 방향의 순서는 무작위 순으로 하여 예상에 의한 준비나 순서에 따른 학습의 효과를 배제하고자 하였다. 각각의 목표마다 피험자는 자신의 COP 궤적을 원의 중심에 도달하도록 몸의 중심을 이동하도록 하였고, 원 안에 들어 간 후에는 30초 간 COP를 원 안에 유지하도록 하였다. 인간의 자세 안정성 범위 (limit of stability)는 인간이 전후좌우 영역으로 낙상 없이 최대로 기울일 수 있는 각도를 말하며, 전-후 방향으로 12.
- 볼 수 있도록 하였다. 모니 터 화면상에 좌표축의 영점과 제시되는 원의 중심사이의 거리가 60mm로 일정하도록 그림 4에서 9 방향(중심, 전면, 후면, 좌측, 우측, 전면좌측, 전면우측, 후면좌즉, 후면우측; center, anterior, posterior, left, right, anterior- left, anterior-right, posterior-left, posterior-right)영역에 지름 20mm의 목표 원을 제시하였으며, 제시되는 방향의 순서는 무작위 순으로 하여 예상에 의한 준비나 순서에 따른 학습의 효과를 배제하고자 하였다. 각각의 목표마다 피험자는 자신의 COP 궤적을 원의 중심에 도달하도록 몸의 중심을 이동하도록 하였고, 원 안에 들어 간 후에는 30초 간 COP를 원 안에 유지하도록 하였다.
- 목표 원 안에서 COP 변동을 주파수 변환하여 10Hz 저 역 통과 필터 링을 거 친 후 그 면적의 50%에 해당하는 중간 주파수를 얻었다. 중간 주파수 값이 커지면 신체 동요가 증가하였다는 의미이며, 안정성이 확보 될 때 COP 변동의 면적과 누적 이동거리처럼 중간주파수 값도 작아진다.
- 목표 원 안에서 변화한 COP를 좌-우 방향(M-L direction)과 전 -후 방향(A-P direction)에서의 변위 값에 대하여 주파수 변환을 거친 후 각 주파수 영역은 0.1 ~0.3(low frequency, LF), 0.3-1 (middle frequency, MF), l~3Hz(high frequency, HF)으로 나누어 각 주파수 대역에서의 스펙트럼 에너지를 구하였다[17]. 주파수 분석은 자세 제어에서 감각정보의 유입변화와 관련 있다.
- 진동의 영향을 분석하기 위해 진동 제시부와진동에 의해서 피험자의 COP(center of pressure, 압력중심)을 측정 하기 위한 측정부로 구성되어 있다. 발목 보호대에 진동모터를 부착한 진동자극 제시 시스템에서 피험자의 COP 를 측정하기 위해 안정 판과 불안정판을 이용하였다. 각 판에서 얻어지는 신호는 증폭되어 NI사의 PCI-6024E DAQ 보드를 통하여 컴퓨터에 입력하여 측정하였다.
- 본 연구에서는 안정 판과 불안정 판에 직 립자세와 불안정 한 자세로 서 있을 때 촉각자극의 자극 부위로 발바닥과 고유 수용 자극의 자극 부위로 발목관절 근육에 입력된 진동자극이 인체의 자세균형조절 능력 에 미치는 영향을 분석하여 진동과 자세균형의 상관성을 분석하였다.
- 본 연구에서는 안정 판과 불안정판에 직 립자세로 서 있을 때 인간이 느끼기 시작하는 진동으로 체성감각계에 입 력된 정보가 인체의 자세균형 조절 능력에 미치는 영향을 판의 시각자극 제시 유무, 발바닥과 족관절 근육에 제시된 진동 자극의 유무와 자세를 지지하는지 지대의 기울기 정도에 따라COP 변동의 면적과총누적 이동 거리, COP 변동 값을 주파수 변환하여 중간주파수와 스펙트럼에너지 를 측정하여 분석하였다.
- 본 연구에서는 안정판과 불안정판에 직립자세로 서 있을 때 인간이 느끼기 시작하는 진동자극 인체의 자세균형 조절 능력에 미치는 영향을 분석하여 진동과 자세균형의 상관성을 분석하였으며 아래와 같은 결론을 얻었다.
- 실험 조건은 모두 네 가지로 나누어 수행하였다.: (1) 시각적인 단서와 진동자극이 제시될 때 (2) 시각적인 단서와진동자극이 제시되지 않을 때 (3) 시각적 인 단서는 제시되고 진동자극은 제시되지 않을때 (4) 시각적인 단서는 제시되지 않고 진동 자극은 제시될 때로 나누어 중심을 포함한 9곳의 방향에서 COP를 측정한다.
- 안정판과 불안정판 모두에서 피험자의 발은 어깨 넓이만큼 벌리고, 좌우대칭이 되도록 서게 하였으며, 실험은2번 반복으로 수행되었으며 각 실험 사이에 휴식시간은 1분으로 하지만 피험자가 피로를 호소할 경우 측정을 중단하고 충분한 휴식을 취하도록 하였다.
- 5° 기울여 불안정한 자세를 유지하도록 하였다. 이때 분석 지표로써 원 안에서 COP 변동의 총 누적 이동 거리 (total COP sway distance), COP 변동의 면적 (COP sway area), COP의 변동 값을 주파수 변환하여 얻은 중간 주파수 (median frequency, MF)와 스펙트럼 에너지(spectral energy)를평가지표로 구하였다[16].
- 체성감각 입력 정보의 상관관계를 분석하였다. 이번 연구는 피험자가 안정판위의 중심방향 영역에서 기립자세로 있을때 4 가지의 실험조건 시행 후 COP 변동의 좌-우, 전-후 방향에서 LF, MF, HF 영역의 스펙트럼 에너지를 비교하였다.(Fig 8-10)
- 5°이며, 좌-우 영역으로 16°이다[15]. 이번 연구에서 참가한 피험자의 신장(172±3.52cn0과 양 발을 10cm 간격으로 벌리고선 자세를 기준을 세웠을 때 전-후, 좌-우 방향으로 안정성 한계를 넘지 않는 범위 내에서 3.5° 기울여 불안정한 자세를 유지하도록 하였다. 이때 분석 지표로써 원 안에서 COP 변동의 총 누적 이동 거리 (total COP sway distance), COP 변동의 면적 (COP sway area), COP의 변동 값을 주파수 변환하여 얻은 중간 주파수 (median frequency, MF)와 스펙트럼 에너지(spectral energy)를평가지표로 구하였다[16].
- , USA)을 이용하여 백색잡음 신호 (white noise signal)을 넣어주었다[14]. 자극의 크기는 피험자마다 발에서 느끼는 진동의 크기가다르기 때문에 진동을 느끼기 시작하는 부분을 개별적으로 제시하였다.
- 중심 방향 영역에서 COP 유지 동안 안정 판과 불안정판에서 시각 자극 제시 유무와 진동 자극제시 유무에 따른 네 가지 조건에서 중간 주파수를 구하였다. 그림 7은 안정판과 불안정판에서 진동자극 제시 유무에 따른 중간 주파수의 감소율 값을 나타내고 있다.
- 피험자의 눈높이에 모니터를 설치하고, 피험자가 직접 자신의 COP를 볼 수 있도록 하였다. 모니 터 화면상에 좌표축의 영점과 제시되는 원의 중심사이의 거리가 60mm로 일정하도록 그림 4에서 9 방향(중심, 전면, 후면, 좌측, 우측, 전면좌측, 전면우측, 후면좌즉, 후면우측; center, anterior, posterior, left, right, anterior- left, anterior-right, posterior-left, posterior-right)영역에 지름 20mm의 목표 원을 제시하였으며, 제시되는 방향의 순서는 무작위 순으로 하여 예상에 의한 준비나 순서에 따른 학습의 효과를 배제하고자 하였다.
- COP 변동 누적 이동 거리가 길면 신체 동요가 증가한 것이며, 진동자극으로 인해 안정성이 확보 될 때 COP 변동 누적 이동거리 가 짧아진다. 힘판과 불안정 판의 데이터를 비교하기 위하여 진동자극이 제시될 때와 제시되지 않을 때 COP 변동 누적 이동거리의 감소율을 구하였다. 그림 6 은9개의 방향에서 안정판과불안정판에서의 진동자극제시 유무에 따른COP 변동 누적 이동거리의 감소율 데이터이다.
- 신체 동요가 클수록 COP 변동의 면적이 커지며, 진동자극으로 인해 안정성이 확보 될 때 COP 변동의 면적은 작아진다. 힘판과 불안정판의 데이터를 비교하기 위하여 진동자극이 제시될 때와 제시되지 않을 때 면적의 감소율을 구하였다. 그림 5는 9개의 방향에서 안정판과 불안정판에서의 진동자극 제 시 유무에 따른 COP 변동 면적의 감소율 데 이 터 이다.
대상 데이터
- 목표 원 안에서 COP 변동의 누적 이동거리를 안정 판과 불안정 판에서 시각자극 제시 유무와진동 자극제시 유무에 따른 네 가지 조건에서 10명의 피험자에게서 구하였다. COP 변동 누적 이동 거리가 길면 신체 동요가 증가한 것이며, 진동자극으로 인해 안정성이 확보 될 때 COP 변동 누적 이동거리 가 짧아진다.
- 목표 원 안에서 COP 변동의 면적을 안정판과 불안정판에서 시각 자극 제시 유무와 진동 자극제시 유무에 따른 네 가지 조건에서 10명의 피험자에게서 구하였다. 신체 동요가 클수록 COP 변동의 면적이 커지며, 진동자극으로 인해 안정성이 확보 될 때 COP 변동의 면적은 작아진다.
- 힘 판의 크는 가로 600mm, 세로 400mm, 높이 50mm이다. 불안정 판의 크기는 길이 550mm, 넓이 390mm로정하였으며 높이는 130nmi, 곡률 반경은 200mm이다. 불안정판의 앞뒤 최대 기울기 각도는 28°이고좌우 최대 기울기 각도는 18°이다.
- 진동 제시에 따른 COP를 측정하고 분석하기 위하여 네 개의 로드 셀(load cell)을 설치한 힘판을 안정판으로, 2개의 기울기 센서 (tilt sensor)가설치된 불안정판을그림 3에서 나타내었다. 힘 판의 크는 가로 600mm, 세로 400mm, 높이 50mm이다.
- 진동이 자세균형에 미치는 영향을 알아보기 위하여 20대 성인남녀(남자: 5명, 여자:5명, 나이: 23.1±3.5)를 대상으로 실험을 진행하였다. 피험자들은 모두 신경학적, 전정기관, 시각, 근골격계 및 촉각에 이상이 없는 건강한 사람들을 대상으로 하였다.
- 5)를 대상으로 실험을 진행하였다. 피험자들은 모두 신경학적, 전정기관, 시각, 근골격계 및 촉각에 이상이 없는 건강한 사람들을 대상으로 하였다. 또한 피험자들은 사전에 유사한실험에 참여한적이 없으며, 실험 전 실험에 관한 모든사항에 대하여 설명들었다.
- 힘 판의 크는 가로 600mm, 세로 400mm, 높이 50mm이다. 불안정 판의 크기는 길이 550mm, 넓이 390mm로정하였으며 높이는 130nmi, 곡률 반경은 200mm이다.
데이터처리
- 통계분석은 Window용 SPSS 12.0 version을 이용하여, COP 변동의 총 누적 이동거리와 면적에서는 판의 기울기 정시각자극 제시 유무와 진동 자극 제시 유무에 따라 2-way ANOVA test 를 실시하였고 COP 변동의 중간 주파수와 스펙트럼 에너지는 paired t-test를 실시하여 결과 값의 유의성을 획득하였다. 통계적 유의성 검정을 위한p값은0.
이론/모형
- )는 그림 2에서처 럼 양 발의 발목보호 대에 고유수용감각의 자극으로 발목 근육의 신전을 담당하는 전경 골근 ((tibialis anterior)과 하퇴 삼두근(triceps surae) 을 자극시키기 위하여 전경골건(tibialis anterior tendon)과 아킬레스건(achilles tendon) 부위에 부착되고, 촉각을 자극시키 기 위하여 발바닥 중앙 (Plantar zone)의 두 부분에 설치되었다[13]. 각 진동모터에는 LabVIEW 프로그램(NI Co., USA)을 이용하여 백색잡음 신호 (white noise signal)을 넣어주었다[14]. 자극의 크기는 피험자마다 발에서 느끼는 진동의 크기가다르기 때문에 진동을 느끼기 시작하는 부분을 개별적으로 제시하였다.
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