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문제 정의
- 본 연구는 파킨슨 환자들의 장애물 보행의 차이를 규명하기 위하여 수행되었으며, 본 연구를 통한 결과는 다음과 같다.
- 본 연구는 파킨슨 환자들이 4가지 높이(0, 2.5, 5.2, 15.2㎝)의 장애물을 넘을 때 나타나는 보행 특성의 차이를 밝히는 연구이다. 실험 설계 모형은 장애물 높이를 독립변인으로 하는 반복이 있는 일원 급내 설계(one-way repeated mea- sured within subject design)이다.
- 본 연구의 목적은 장애물 높이가 파킨슨 환자들의 장애물 보행에 미치는 영향을 규명하는 데 있다.
제안 방법
- (1) 보행로 설치 - 단단한 나무로 10.0m×1.3m 크기의 보행로를 제작하여 설치하였다.
- (2) 영상분석 장비 - 보행로를 기준으로 좌 · 우로 2대씩 4대, 전 · 후 1대씩 2대로 총 6대의 카메라(Panasonic D-5100)를 설치하였다.
- 통제점 및 인체에 부착된 반사 마커의 3차원 좌표 계산은 Abdel-Aziz와 Karara(1971)의 직접선형변형식(DLT, Direct Linear Transfor- mation)을 사용하였다. 3차원 좌표 계산 시 발생되는 노이즈(noise)를 제거하기 위하여 버터워쓰 저역통과 디지털 필터(Butterworth Low-Pass Digital Filters)를 사용하였으며, 차단주파수는 6㎐로 설정하였다.
- ② 장애물 넘는 속도(Crossing Speed, CS): 장애물 넘기 전 오른발이 지면으로부터 떨어지는 순간(RTO1)에서 장애물을 넘은 후 오른발이 지면에 착지하는 순간(RTD1)까지 상후장골극(PSIS)의 진행방향(y)의 속도로 계산 하였다.
- ⑥ 활보장(Stride Length : SL)은 장애물 넘기 전 왼발 앞꿈치와 장애물을 넘은 후 오른발 앞꿈치 간의 길이(y)로 계산 하였다.
- 높이 0, 2.5, 5.2, 15.2㎝(H0, H1, H2, H3)의 장애물을 제작(길이-75㎝, 폭-2.5㎝)하여 보행로의 5m 지점에 설치하였다. 각 높이는 Chen 등(1991)의 연구에서 사용되었으며, 일상생활에서 접하기 쉬운 높이이다.
- 반사 마커를 부착한 후, 장애물로부터 5m 떨어진 곳에서 시작하여 장애물을 넘어 5m를 더 진행하도록 하였다. 이 때 장애물을 넘는 발의 순서나 보행 속도는 평소 걸음걸이와 같이 하도록 하였다.
- 본 연구의 실험 절차는 실험도구 및 장애물의 설치, 반사 마커 부착, 장애물 보행의 순서로 진행하였다.
- 2㎝)의 장애물을 넘을 때 나타나는 보행 특성의 차이를 밝히는 연구이다. 실험 설계 모형은 장애물 높이를 독립변인으로 하는 반복이 있는 일원 급내 설계(one-way repeated mea- sured within subject design)이다. 종속변인은 운동학적 변인(속도, 거리, 관절 각도)이다.
- 인체의 운동학적 변인을 산출하기 위해 반사 마커를 좌 · 우 상전장골극(Anterior Superior Iliac Spine, ASIS), 상후장골극(Posterior Superior Iliac Spine, PSIS), 좌 · 우 대퇴 중앙지점(mid thigh), 좌 · 우 외측상과(Lateral Condyle), 좌 · 우 내측상과(Medial Condyle), 좌 · 우 하퇴 중앙지점(mid shank), 좌 · 우 외과(Lateral Malleolus), 좌 · 우 내과(Medial Malleolus), 좌 · 우 뒤 꿈치(Heel), 좌 · 우 앞꿈치(Toe)에 부착하였다.
- 장애물 높이별 보행의 운동학적 분석 결과는 <표 3>과 같고, 각도(자세)의 분석 결과는 <표 4>와 같다. 장애물 높이별 보행의 운동학적 변인들의 차이를 알아보기 위하여 반복일원변량분석을 실시하였다.
대상 데이터
- 7명의 파킨슨 환자들이 본 실험에 참가하였으나, 장애물 보행을 성공적으로 수행한 5명의 자료를 분석하였다. 연구대상자의 신체적 특성은 나이 64.
데이터처리
- (1) 4가지 장애물 높이에서 얻은 운동학적 변인의 차이를 규명하기 위하여 반복이 있는 일원 변량 분석(one-way ANOVA with repeated measure)을 실시하였다.
- 영상으로 촬영된 자료의 분석은 kwon3d 3.0 운동동작 분석 프로그램을, 통계처리는 윈도우용 SPSS 11.5분석 프로그램을 활용하였다.
- 파킨슨 환자들의 장애물 보행의 차이를 규명하기 위하여 얻어진 변인들의 통계처리는 윈도우용 SPSS(version 11.5) 프로그램을 이용하였다.
이론/모형
- 엉덩 관절 중심은 Tylkowsky 방식(Tylkowsky, Simon, & Mansour, 1982)을 사용하여 계산하였다. 무릎과 발목 관절의 중심은 Midpoint 방식을 사용하여 계산하였다.
- 엉덩 관절 중심은 Tylkowsky 방식(Tylkowsky, Simon, & Mansour, 1982)을 사용하여 계산하였다.
- 통제점 및 인체에 부착된 반사 마커의 3차원 좌표 계산은 Abdel-Aziz와 Karara(1971)의 직접선형변형식(DLT, Direct Linear Transfor- mation)을 사용하였다. 3차원 좌표 계산 시 발생되는 노이즈(noise)를 제거하기 위하여 버터워쓰 저역통과 디지털 필터(Butterworth Low-Pass Digital Filters)를 사용하였으며, 차단주파수는 6㎐로 설정하였다.
성능/효과
- 넷째, 파킨슨 환자들은 장애물 높이가 높아질수록 엉덩 관절각보다 무릎과 발목 관절각의 감소를 통해 넘었다.
- 다섯째, 파킨슨 환자들은 각 장애물별로 넘는 속도(CS)를 일정하게 하고, 장애물을 넘기 전 왼발 앞꿈치와 장애물과의 수평거리(TD) 및 장애물과 장애물을 넘은 오른발 뒷꿈치와의 수평거리(HD)에서 차이가 없이 장애물을 넘었다. 이와 같은 특성이 파킨슨 환자들이 장애물을 넘는 일반적인 전략인 것으로 판단된다.
- 둘째, 파킨슨 환자들은 장애물의 높이가 높을수록 발이 장애물에 걸리지 않도록 더 높이 발을 들어 넘었으며, 이는 에너지 사용 관점에서 비효율적인 것으로 판단된다.
- 이상의 결과를 종합해 볼 때, 파킨슨 환자의 장애물 보행은 장애물 높이에 따라 다른 보행 특성을 보였다. 또한, 15.2㎝ 높이의 장애물에서 시도를 포기하거나 장애물을 밟는 등 파킨슨 환자들에게 다소 힘겨운 높이 임이 확인되었다. 신체활동 프로그램에 장애물 넘기를 포함해서 장애물에 걸려서 넘어지거나 장애물을 넘은 후 자세의 불균형으로 인하여 넘어져서 발생되는 상해를 예방해야 할 것으로 판단된다.
- 셋째, 파킨슨 환자들은 장애물의 높이가 높을수록 더 안정되게 넘기 위해서 좌 · 우발 사이의 거리를 넓게 해서 넘었다.
- 이상의 결과를 종합해 볼 때, 파킨슨 환자의 장애물 보행은 장애물 높이에 따라 다른 보행 특성을 보였다. 또한, 15.
- 첫째, 파킨슨 환자들은 장애물 높이가 높아질수록 장애물에 더 천천히 접근하였다.
후속연구
- 파킨슨 환자들은 장애물 보행 경험 유·무에 따라 장애물을 넘는 자세에 많은 영향을 미친다고 보고되었다(Toole, Hirsch, Forkink, Lehman, & Maitlandet, 2000). 따라서 파킨슨 환자들을 대상으로 하는 신체 활동 프로그램에 장애물 넘기 등을 포함하는 것이 일상적인 생활 중에 겪게 되는 장애물 보행을 성공적으로 수행하게 하여 넘어져서 다치게 되는 비율을 줄이는 데 도움을 줄 것으로 판단된다.
- 후속연구로 연구대상자의 수를 더 많이 하여 통계적 파워를 향상시켜야 하며, 파킨슨 환자들의 개인 간 차이에 대한 연구도 수행되어야 할 것으로 판단된다. 또한 지면반력 자료와의 결합으로 하지 관절에서 주고받는 에너지 흐름과 파워 등을 분석하여 보다 더 종합적인 장애물 보행 특성을 평가해야 할 것으로 사료된다.
- 2㎝ 높이의 장애물에서 시도를 포기하거나 장애물을 밟는 등 파킨슨 환자들에게 다소 힘겨운 높이 임이 확인되었다. 신체활동 프로그램에 장애물 넘기를 포함해서 장애물에 걸려서 넘어지거나 장애물을 넘은 후 자세의 불균형으로 인하여 넘어져서 발생되는 상해를 예방해야 할 것으로 판단된다. 또한, 공공시설의 설계에도 반드시 참고해야 할 사항이라 사료된다.
- 위에서 살펴본 바와 같이 일반인 및 노인과 관련된 장애물 보행은 여러 편이 보고되었지만(정철수, 윤태진, 유연주와 최치선, 2004), 파킨슨 환자들과 관련된 대부분의 연구들은 평지 보행에 관한 것이었다. 일상생활 속에서 매일 경험하며, 낙상과도 연관이 있는 파킨슨 환자들을 대상으로 한 장애물 보행과 관련된 연구는 장애물을 넘을 때 나타나는 여러 가지 보행 특성을 이해할 수 있고, 향후 장애인들을 대상으로 한 장애물보행 향상을 위한 운동방법을 제시하는 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
- 후속연구로 연구대상자의 수를 더 많이 하여 통계적 파워를 향상시켜야 하며, 파킨슨 환자들의 개인 간 차이에 대한 연구도 수행되어야 할 것으로 판단된다. 또한 지면반력 자료와의 결합으로 하지 관절에서 주고받는 에너지 흐름과 파워 등을 분석하여 보다 더 종합적인 장애물 보행 특성을 평가해야 할 것으로 사료된다.
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