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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 운동화와 하이힐(6cm 굽 높이, 이하 하이힐), 그리고 킬힐(12cm 굽 높이, 이하 킬힐)을 사용하여 계단 오르기와 계단 내려가기, 평지보행, 서 있는 자세에 따른 각 족부의 영역별(전족부, 중족부, 후족부) 족압분포를 알아봄으로써 신발유형에 따른 족압의 변화뿐 아니라 신발 유형, 작업방법, 족부영역 간의 교호작용에 관하여 연구하고자 한다. 또한, 신발유형과 작업방법에 따른 족부영역 별 주관적 불편도에 대한 연구도 실시하고자 한다.
- 이에 본 연구에서는 운동화와 하이힐(6cm 굽 높이, 이하 하이힐), 그리고 킬힐(12cm 굽 높이, 이하 킬힐)을 사용하여 계단 오르기와 계단 내려가기, 평지보행, 서 있는 자세에 따른 각 족부의 영역별(전족부, 중족부, 후족부) 족압분포를 알아봄으로써 신발유형에 따른 족압의 변화뿐 아니라 신발 유형, 작업방법, 족부영역 간의 교호작용에 관하여 연구하고자 한다. 또한, 신발유형과 작업방법에 따른 족부영역 별 주관적 불편도에 대한 연구도 실시하고자 한다.
제안 방법
- Pedar-x Insole의 Insole Sensors가 설치된 신발을 착용한 피실험자들에게 서 있기, 평지보행, 계단 내려가기 그리고 계단 오르기를 시행하기 위해 실내계단과 복도에서 실시하였으며, 걷는 속도는 1.0m/s로 유지하도록 하였다. 또한, 복도와 계단에 발바닥모양을 붙여서 편안한 걸음을 유도함과 동시에 각 실험 별 개인의 차를 최소화하도록 하였다.
- 로 각 작업에 대한 족압을 분석하게 된다. 각 족부영역에 대한 압력을 분석하기 위해 발바닥을 세 부분으로 분류해 전족부, 중족부, 후족부에 대한 최고 압력과 단위시간당 평균 압력을 비교하였다. 평균 압력은 센서 압력의 총합을 측정시간과 센서 수로 나눈 값이다.
- 각각의 실험 후 피실험자들은 본인의 각 족부영역(전족부, 중족부, 후족부)에 대하여 10점 척도를 이용하여 주관적 불편도를 평가하였다(10-가장 불편함).
- 0m/s로 유지하도록 하였다. 또한, 복도와 계단에 발바닥모양을 붙여서 편안한 걸음을 유도함과 동시에 각 실험 별 개인의 차를 최소화하도록 하였다. 실험은 오른발 3걸음, 왼발 3걸음으로 구성된 총 6걸음을 걷게 하고 계단 오르기, 계단 내려가기 작업 역시 같은 방법으로 실험했으며, 서 있기 실험에서는 제자리에서 10초간 서 있게 하였다.
- 신발유형에 따른 족압의 변화를 측정하기 위해 독립변수로는 3개의 신발유형(운동화, 하이힐, 킬힐), 4종류의 작업 방법(서 있기, 평지보행, 계단 오르기, 계단 내려가기), 그리고 족부영역(전족부, 중족부, 후족부)이 사용되었다. 피실험자들은 실험에 앞서 본 실험의 목적과 절차에 대해 설명을 충분히 들은 뒤, 실험 순서에 의한 오차를 줄이기 위하여 무작위로 실험을 실시하였다(Lateru, et al.
- 또한, 복도와 계단에 발바닥모양을 붙여서 편안한 걸음을 유도함과 동시에 각 실험 별 개인의 차를 최소화하도록 하였다. 실험은 오른발 3걸음, 왼발 3걸음으로 구성된 총 6걸음을 걷게 하고 계단 오르기, 계단 내려가기 작업 역시 같은 방법으로 실험했으며, 서 있기 실험에서는 제자리에서 10초간 서 있게 하였다.
- 신발유형에 따른 족압의 변화를 측정하기 위해 독립변수로는 3개의 신발유형(운동화, 하이힐, 킬힐), 4종류의 작업 방법(서 있기, 평지보행, 계단 오르기, 계단 내려가기), 그리고 족부영역(전족부, 중족부, 후족부)이 사용되었다. 피실험자들은 실험에 앞서 본 실험의 목적과 절차에 대해 설명을 충분히 들은 뒤, 실험 순서에 의한 오차를 줄이기 위하여 무작위로 실험을 실시하였다(Lateru, et al., 1991).
대상 데이터
- )를 통해 각 센서들의 평균과 최고 압력 등을 분석하게 된다. Pedar Insoles(그림 1, 우)는 왼발과 오른발에 각각 99개의 정밀한 압력센서로 이루어져 있으며, 두께는 약 1.9mm이며, 1분에 50개의 데이터를 수집할 수 있다. 여러 크기의 인솔들 중, 본 연구에서는 신발치수 245mm에 맞는 insole을 사용하였다.
- 본 연구를 위해 대학 재학중인 여학생으로서, 족부 질환의 경험이 없고, 하지 관련 근골격계질환이나 발목의 손상, 발의 기형이 없으며, 평소 하이힐을 신고 보행하는 10명을 피실험자로 선정하였다. 실험에 참여한 피실험자들의 평균 나이는 22세(20~24세), 평균 키는 162cm(157~167cm)이었으며, 몸무게는 평균 52kg(45~58kg)이었다.
- 9mm이며, 1분에 50개의 데이터를 수집할 수 있다. 여러 크기의 인솔들 중, 본 연구에서는 신발치수 245mm에 맞는 insole을 사용하였다.
데이터처리
- Pedar-x System은 Pedar Insoles(그림 1, 우)과 연결되어 있으며, Pedar Insoles로부터 수집되는 데이터들을 Bluetooth Telemetry System을 이용하여 본체에 송신하는 시스템이다. PC에 수신된 족압 데이터들은 Pedar-x Software(Expert Version 12.1.)를 통해 각 센서들의 평균과 최고 압력 등을 분석하게 된다. Pedar Insoles(그림 1, 우)는 왼발과 오른발에 각각 99개의 정밀한 압력센서로 이루어져 있으며, 두께는 약 1.
- 평균 압력은 센서 압력의 총합을 측정시간과 센서 수로 나눈 값이다. 결과분석은 SPSS 12.0을 이용하였으며 사후분석의 다중비교 방법은 Tukey HSD법을 선택하였다. 통계적 유의수준은 모든 검정에서 α=0.
이론/모형
- 세 가지 신발유형(운동화, 하이힐, 킬힐)과 작업방법에 대한 피실험자들의 족압을 측정하고 분석하기 위하여 그림 1(좌)와 같은 Foot Scan 시스템인 Pedar-x System(Novel inc.)을 사용하였다. Pedar-x System은 Pedar Insoles(그림 1, 우)과 연결되어 있으며, Pedar Insoles로부터 수집되는 데이터들을 Bluetooth Telemetry System을 이용하여 본체에 송신하는 시스템이다.
성능/효과
- 각 요인에 대한 Tukey test 결과, 신발유형에서는 킬힐(5.19)이 통계적으로 유의한 가장 높은 불편도를 보였으며, 그 다음으로 하이힐(3.83)과 운동화(1.84) 순으로 나타났다. 작업방법에서는 계단 내려가기(4.
- 각 주요인들간의 교호작용에 대한 분석에서는 신발유형과 작업방법, 작업방법과 족부영역, 그리고 신발유형과 족부영역이 통계적으로 유의함을 보였다(all p<0.005).
- 교호작용분석에서는 작업방법과 족부영역, 그리고 신발유형과 족부영역이 통계적으로 유의함을 보였다(all p<0.005).
- 66kPa)보다 낮았다. 대체적으로 계단 오르기와 내려가기가 평지보행보다는 최고 압력이 컸으며, 계단 내려가기가 계단 오르기보다 다소 높은 최고 압력을 보여주었다. 족부영역에 따른 최고 압력은 전족부(292.
- 그림 7에서 킬힐을 신을 때, 계단 내려가기의 최고 압력이 서 있기, 평지보행 그리고 계단 오르기보다 유난히 크다는 것을 알 수 있다. 또한 하이힐에서 평지보행, 계단 내려가기 그리고 계단 오르기가 운동화와 킬힐의 최고 압력보다 높다는 것을 알 수 있다.
- 이는 앞서 언급한 최고 압력분석 결과와 유사한 결과이다. 마지막으로 족부영역에서의 평균 압력은 중족부에 비해서 전족부, 후족부가 크게 나타났으나 전족부와 후족부 사이에는 큰 차이가 없었다.
- 신발유형(운동화, 하이힐, 킬힐)과 작업방법(서 있기, 평지보행, 계단 내려가기, 계단 오르기)에 따른 각 족부영역(전족부, 중족부, 후족부)의 최고 압력을 측정 및 분석한 결과, 신발유형을 제외한(p=0.053) 작업방법과 족부영역은 최고 압력은 통계적으로 유의한 결과를 보여주었다(p<0.001).
- 신발유형, 작업방법, 족부영역에 따른 주관적 불편도 평가 분석결과, 먼저 신발유형에 대한 피실험자들의 불편도는 킬힐, 하이힐, 그리고 운동화 순으로 나타났다. 작업방법에 대한 불편도는 계단 내려가기가 가장 힘든 것으로 나타났고 그 다음으로 계단 오르기, 평지보행, 서 있기 순으로 불편도가 큼을 알 수 있었다.
- 반면, 서 있기의 최고 압력은 다른 실험방법에 비해 확연히 낮은 압력을 나타냈다. 신발유형과 족부영역과의 관계에서는 운동화의 경우, 전족부의 압력이 중족부의 2.9배, 후족부의 1.7배 높게 나타났으며, 하이힐의 경우는, 전족부의 압력이 중족부의 4.8배, 후족부의 2.3배 높은 압력이 나타났다. 또한 킬힐의 경우 역시 전족부의 압력이 중족부의 4.
- 작업방법과 족부영역의 평균 압력분석에서, 전족부에서는 계단 내려가기, 중족부에서는 계단 오르기, 후족부에서는 평지보행이 큰 압력을 나타냈다. 신발유형과 족부영역의 관계에서는 운동화에서는 후족부의 압력이 가장 크게 나타났으나, 하이힐과 킬힐에서는 전족부의 평균 압력이 가장 크게 나왔음을 알 수 있었다. 이 결과는 굽이 높을수록 압력이 앞으로 쏠리기 때문에 운동화에 비해 구두를 신었을 경우 전족부에 더 큰 압력이 가해진다고 볼 수 있다.
- 신발의 유형과 작업방법에 따른 피실험자들의 족부영역별 주관적 불편도와 족압분포에 대한 연구를 통해 킬힐과 하이힐의 경우 전족부에 대한 불편도와 족압이 중족부와 후족부에 비해 상대적으로 높았으며, 특히 계단 내려가기와 오르기에서 두드러짐을 보였다. 이는 하이힐이나 킬힐과 같은 굽이 높은 구두를 장시간 신을 경우 발생할 수 있는 발바닥 근막 손상이나 무지외반증과 같은 근골격계질환 발생의 이해와 예방을 위한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 실험에 대한 피실험자의 주관적 불편도 평가에서 신발 유형, 작업방법, 그리고 족부영역의 요인들에 대한 분산분석을 실시한 결과, 모두 통계적으로 유의한 결과를 보였다(p<0.001).
- 5배 높게 나왔음을 알 수 있었다. 이를 통해 신발유형에 상관없이 전족부가 다른 영역에 비해 높은 압력을 나타냈으며, 운동화보다 구두에서 전족부와 다른 영역들 간에 차이가 상대적으로 큰 것을 알 수 있었다. 족부 전체 압력만을 비교했을 때는 신발유형에 따른 최고 압력은 차이가 나지 않았으나 전족부만 비교했을 때는 운동화에 비해서 하이힐과 킬힐이 다른 영역들 보다 전족부의 압력이 높은 것으로 보아 운동화보다 구두를 신었을 때 발의 앞부분에 강한 압력이 가해짐으로써 더 큰 불편함을 느낄 것으로 예상할 수 있다.
- 신발유형과 작업방법의 관계에서는 운동화와 하이힐을 신었을 때는 각각의 실험방법에 따른 큰 차이를 보이지 않았지만 킬힐에서는 계단 내려가기의 최고 압력이 나머지 작업 방법보다 큰 차이를 나타냈다. 작업방법과 족부영역의 관계에서 중족부는 서있는 작업을 제외하고는 다른 작업방법들의 최고 압력이 비슷한 값을 나타냈으나, 전족부에서는 계단 내려가기에서 가장 큰 압력을 나타내는 것을 알 수 있었다. 반면, 서 있기의 최고 압력은 다른 실험방법에 비해 확연히 낮은 압력을 나타냈다.
- 신발유형, 작업방법, 족부영역에 따른 주관적 불편도 평가 분석결과, 먼저 신발유형에 대한 피실험자들의 불편도는 킬힐, 하이힐, 그리고 운동화 순으로 나타났다. 작업방법에 대한 불편도는 계단 내려가기가 가장 힘든 것으로 나타났고 그 다음으로 계단 오르기, 평지보행, 서 있기 순으로 불편도가 큼을 알 수 있었다. 족부영역에 따른 주관적 불편도 평가는 전족부가 가장 높았으며, 후족부, 중족부 순으로 큰 불편도를 나타냈다.
- 이는 최대 압력값이 대부분의 영역에서 운동화보다 구두가 더 높은 수치를 나타난다고 예상한 기존 연구들(김용재 외, 2004; 안은수 외, 2004)과는 다소 다른 결과라고 할 수 있다. 작업방법에 따른 최고 압력은 서 있기가 평지보행, 계단 오르기, 계단 내려가기보다 낮은 압력을 나타냈으며, 평지보행에 비해 계단 오르기와 계단 내려가기에서 최고 압력이 다소 높게 나왔으나, 통계적으로는 유의한 차이를 보이지는 않았다.
- 신발유형, 작업방법, 족부영역에 따른 평균 압력분석 결과 역시, 운동화와 하이힐, 하이힐과 킬힐 간에 차이가 나타나지 않았다. 작업방법에서의 평균 압력은 평지보행, 계단 오르기, 계단 내려가기 간에는 차이가 없었으나 이 세가지 작업방법에 비해 서있는 작업은 확연히 낮은 평균 압력을 나타냄을 알 수 있었다. 이는 앞서 언급한 최고 압력분석 결과와 유사한 결과이다.
- 특히, 킬힐의 경우 전족부에 대한 불편도가 상대적으로 매우 높았으며, 이는 계단 내려가기와 오르기에서 두드러지는 경향을 보였다. 전반적으로, 신발의 굽이 높아짐에 따라서 중족부, 후족부에 비해 전족부의 불편도가 큰 차이로 증가함을 알 수 있었다. 본 연구에서 분석된 신발유형, 작업방법, 족부영역에 대한 주관적 불편도는 기존 연구와 유사한 결과를 보였는데, 최순복 외(2002)의 설문지를 통한 구두형태에 따른 발의 불편감 연구결과에서도 굽 높이가 높을수록 발의 불편도가 높아진다고 보고하였다.
- 작업방법에 대한 불편도는 계단 내려가기가 가장 힘든 것으로 나타났고 그 다음으로 계단 오르기, 평지보행, 서 있기 순으로 불편도가 큼을 알 수 있었다. 족부영역에 따른 주관적 불편도 평가는 전족부가 가장 높았으며, 후족부, 중족부 순으로 큰 불편도를 나타냈다. 따라서 전반적으로 피실험자들은 운동화 보다는 굽이 있는 구두에서, 하이힐보다 킬힐에서 더 큰 불편함을 느낀다고 할 수 있다.
- 주요인분석의 결과에서 이미 언급하였듯이, 중족부와 후족부에 비해 전족부의 압력분포가 큰 것을 볼 수 있으며, 특히 신발유형과의 상관관계에서는 중족부와 후족부에서는 운동화, 하이힐, 킬힐의 차이가 크지 않지만(운동화, 하이힐, 킬힐 순으로 최고 압력이 크게 나타남), 전족부에서는 운동화에 비해 하이힐과 킬힐에서 큰 최고 압력을 보여주고 있다(그림 9).
- 최고 압력에 대한 주요인들간의 교호작용분석 결과, 신발 유형과 작업방법, 작업방법과 족부영역, 그리고 신발유형과 족부영역이 통계적으로 유의함을 보였다(all p<0.05).
- 따라서 전반적으로 피실험자들은 운동화 보다는 굽이 있는 구두에서, 하이힐보다 킬힐에서 더 큰 불편함을 느낀다고 할 수 있다. 특히, 킬힐의 경우 전족부에 대한 불편도가 상대적으로 매우 높았으며, 이는 계단 내려가기와 오르기에서 두드러지는 경향을 보였다. 전반적으로, 신발의 굽이 높아짐에 따라서 중족부, 후족부에 비해 전족부의 불편도가 큰 차이로 증가함을 알 수 있었다.
- 피실험자의 신발유형(운동화, 하이힐, 킬힐) 작업방법(서있기, 평지보행, 계단 오르기, 계단 내려가기), 그리고 족부 영역(전족부, 중족부, 후족부)에 대한 각각의 평균 압력을 측정한 뒤 Tukey HSD법으로 분석한 결과, 모든 요인이 유의하였다(p<0.05).
후속연구
- 이는 본 연구결과에서 주관적인 불편도의 평가와 객관적인 족압(최고족압과 평균족압)과 정확히 일치하지 않은 결과를 설명할 수 있을 것이다. 또한 이는 앞으로 하이힐과 킬힐에 대한 연구에 있어서 족압뿐 만 아닌 근육의 피로도와 활성도 그리고 하지 자세의 평가를 위해 근전도나 자세분석을 함께 고려해야 보다 정확한 평가가 이루어 질 것으로 생각된다. 또 다른 한계점으로는, 본 실험에서 피실험자들의 대부분은 하이힐(6cm 굽 높이)과 운동화의 익숙함의 정도는 서로 유사하였으나, 최근에 유행하고 있는 킬힐(12cm 굽 높이)의 경우, 피실험자들의 익숙함의 정도를 통제하기가 쉽지 않았다고 할 수 있다.
- 이는 하이힐이나 킬힐과 같은 굽이 높은 구두를 장시간 신을 경우 발생할 수 있는 발바닥 근막 손상이나 무지외반증과 같은 근골격계질환 발생의 이해와 예방을 위한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구는 킬힐에 대한 시작단계의 연구로서 언급된 한계점을 보완하기 위한 킬힐에 대한 지속적인 연구의 필요성을 인식하며, 본 연구의 결과가 앞으로 많은 연구들의 기초자료로 활용되기를 기대한다.
- 본 연구의 한계점으로는 주관적 불편도에 대한 평가에서 일반적으로 피실험자들은 자신의 발에 가해지는 족압에 대한 느낌만을 평가하기보다는 근육의 피로도나 발목의 꺽임, 하지의 자세와 몸 전체의 균형 등 많은 다른 외부적 요인들을 함께 고려한다고 볼 수 있을 것이다. 이는 본 연구결과에서 주관적인 불편도의 평가와 객관적인 족압(최고족압과 평균족압)과 정확히 일치하지 않은 결과를 설명할 수 있을 것이다.
- 신발의 유형과 작업방법에 따른 피실험자들의 족부영역별 주관적 불편도와 족압분포에 대한 연구를 통해 킬힐과 하이힐의 경우 전족부에 대한 불편도와 족압이 중족부와 후족부에 비해 상대적으로 높았으며, 특히 계단 내려가기와 오르기에서 두드러짐을 보였다. 이는 하이힐이나 킬힐과 같은 굽이 높은 구두를 장시간 신을 경우 발생할 수 있는 발바닥 근막 손상이나 무지외반증과 같은 근골격계질환 발생의 이해와 예방을 위한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구는 킬힐에 대한 시작단계의 연구로서 언급된 한계점을 보완하기 위한 킬힐에 대한 지속적인 연구의 필요성을 인식하며, 본 연구의 결과가 앞으로 많은 연구들의 기초자료로 활용되기를 기대한다.
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