본 연구의 목적은 낙상 예방을 위한 12주간의 수중 운동 수행 후 장애물 보행의 특성을 운동학 및 운동역학적으로 분석하는 것이다. 여성 노인 8명이 참여하였으며, 대상자들은 수중 운동 전 후에 네 높이의 장애물(0, 2.5, 5.1, & 15.2cm)을 자기선호 속도로 넘었다. 수중 운동 수행 후 고관절의 최대각, 최소각, ROM(Range Of Motion)이 유의하게 증가하였으며, Swing 과 Stance 국면에서 소요시간은 줄어들었다. 수중 운동 후 모든 높이에서 보폭은 유의하게 증가하였고, 보간은 줄어들었다. 수중 운동 후 장애물을 넘는 순간 장애물과 오른발 사이의 수직 최단거리는 증가하였고(15.2cm 장애물 제외), 장애물을 넘는 속도는 증가하였다. 수중 운동 수행 후 제동력, 추진력, 제동 운동량, 추진 운동량은 통계적으로 유의하게 변화하였다. 12주간의 수중 운동은 여성 노인의 근력과 평형성을 향상시켰으며 이는 낙상과 관련된 장애물 보행의 운동학 및 운동역학적 변인의 변화를 가져와 여성 노인들이 장애물을 안전하고 신속하게 넘을 수 있었다. 따라서 노인에게 보행 능력 향상과 낙상 예방 운동으로 수중 운동이 추천된다.
본 연구의 목적은 낙상 예방을 위한 12주간의 수중 운동 수행 후 장애물 보행의 특성을 운동학 및 운동역학적으로 분석하는 것이다. 여성 노인 8명이 참여하였으며, 대상자들은 수중 운동 전 후에 네 높이의 장애물(0, 2.5, 5.1, & 15.2cm)을 자기선호 속도로 넘었다. 수중 운동 수행 후 고관절의 최대각, 최소각, ROM(Range Of Motion)이 유의하게 증가하였으며, Swing 과 Stance 국면에서 소요시간은 줄어들었다. 수중 운동 후 모든 높이에서 보폭은 유의하게 증가하였고, 보간은 줄어들었다. 수중 운동 후 장애물을 넘는 순간 장애물과 오른발 사이의 수직 최단거리는 증가하였고(15.2cm 장애물 제외), 장애물을 넘는 속도는 증가하였다. 수중 운동 수행 후 제동력, 추진력, 제동 운동량, 추진 운동량은 통계적으로 유의하게 변화하였다. 12주간의 수중 운동은 여성 노인의 근력과 평형성을 향상시켰으며 이는 낙상과 관련된 장애물 보행의 운동학 및 운동역학적 변인의 변화를 가져와 여성 노인들이 장애물을 안전하고 신속하게 넘을 수 있었다. 따라서 노인에게 보행 능력 향상과 낙상 예방 운동으로 수중 운동이 추천된다.
The purpose of this study was to investigate the changes of kinetic and kinematic parameters in obstacle gaits after 12 weeks of an aquatic exercise program. Eight female elders walked in four different heights of obstacles(0, 2.5, 5.1, & 15.2cm) on their self-selected speed. The ROM of hip was sign...
The purpose of this study was to investigate the changes of kinetic and kinematic parameters in obstacle gaits after 12 weeks of an aquatic exercise program. Eight female elders walked in four different heights of obstacles(0, 2.5, 5.1, & 15.2cm) on their self-selected speed. The ROM of hip was significantly increased after the aquatic exercise program. Swing and Stance duration were decreased. The step length was significantly increased and the step width was decreased. After the exercise program the clearance between the right foot and the top of obstacle(except 15.2cm) increased and the crossing speed was increased. The braking force, propulsive force, braking impulse, and propulsive impulse were significantly changed after the aquatic exercise program. The 12 weeks of the aquatic exercise program resulted in lower body strength and balance gains in female elders. The improvements were associated with changes in kinetic and kinematic parameters leading to an obstacle-crossing speed and a safer lower-limb control. The aquatic exercise program is suggested as an effective intervention to promote gait ability and prevent fall-related to the injuries.
The purpose of this study was to investigate the changes of kinetic and kinematic parameters in obstacle gaits after 12 weeks of an aquatic exercise program. Eight female elders walked in four different heights of obstacles(0, 2.5, 5.1, & 15.2cm) on their self-selected speed. The ROM of hip was significantly increased after the aquatic exercise program. Swing and Stance duration were decreased. The step length was significantly increased and the step width was decreased. After the exercise program the clearance between the right foot and the top of obstacle(except 15.2cm) increased and the crossing speed was increased. The braking force, propulsive force, braking impulse, and propulsive impulse were significantly changed after the aquatic exercise program. The 12 weeks of the aquatic exercise program resulted in lower body strength and balance gains in female elders. The improvements were associated with changes in kinetic and kinematic parameters leading to an obstacle-crossing speed and a safer lower-limb control. The aquatic exercise program is suggested as an effective intervention to promote gait ability and prevent fall-related to the injuries.
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문제 정의
낙상 경험이 없는 건강한 여성 노인 15명이 본 연구에 참여하였으나, 7명의 대상자들이 개인적인 사정으로 수중 운동 프로그램에서 중도 탈락하였다. 따라서 본 연구 과제를 끝까지 수행한 8명 대상자의 결과만을 제시하고자 한다(표 1).
이상의 연구들을 볼 때 수중운동이 낙상 감소와 관련하여 보행 능력을 향상시키는 중재요법(intervention)임에도 불구하고 수중운동 수행 후 운동역학적 연구 방법을 이용하여 장애물 보행의 특성을 살펴본 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구는 노인들에게 보행 시 발생할 수 있는 낙상 예방을 위한 수중 운동 수행 후 장애물 보행의 특성을 운동학 및 운동역학적으로 분석하는데 그 목적이 있다.
본 연구는 여성 노인들의 수중 운동 수행 후 장애물보행의 특성을 규명하고자 하였으며, 결과를 요약하면 다음과 같다.
, 미국)프로그램을 이용하여 분석하였고, 결과값을 대상자의 몸무게로 일반화하였다(%BW). 장애물을 넘은 우측 하지의 수직지면반력 자료만을 결과에 제시하였다.
제안 방법
발목각은 하퇴와 발 사이의 상대각이며, 무릎각은 대퇴와 하퇴의 상대각, 고관절각은 pelvis와 대퇴의 상대각이다. ROM(Range Of Motion)은 관절의 최대각과 최소각의 차이로 구하였다. Swing duration(SWD)은 첫 번째 이지에서 착지까지의 시간, Stance duration(STD)은 착지에서 두 번째 이지까지의 시간으로 구하였다.
ROM(Range Of Motion)은 관절의 최대각과 최소각의 차이로 구하였다. Swing duration(SWD)은 첫 번째 이지에서 착지까지의 시간, Stance duration(STD)은 착지에서 두 번째 이지까지의 시간으로 구하였다. 장애물 넘는 발의 보폭(Step Length)은 왼발이 지면에 닿는 순간의 발 뒤꿈치부터 장애물 넘는 발(오른발)이 장애물을 넘은 후 발 뒤꿈치가 지면에 닿는 순간의 길이로 구하였다.
몸통(R/L Shoulder, Trunk), 골반(sacrum, R/L ASIS, R/L LIAC, R/L GT), 다리(R/L thigh R/L medial knee, R/L later knee, R/L shank, R/L medial ankle, R/L later ankle, 발(R/L META5, R/L Styloid, R/L cunniform). 대상자는 평소 걸음걸이로 장애물을 넘었으며 분석은 오른발로 장애물을 넘은 것만을 분석하였다. 본 연구에 참여한 대상자의 주동발은 오른발이었다.
대상자들은 12주간 주 3회(60분/1회) 수중 운동 프로그램(Clark, 1992; Cotton, Ekeroth & Yancy, 1998)에 참여하였으며, 운동 강도는 운동자각도(Ratings of Perceived Exertion: RPE) 12~13 수준(약간 힘들다)을 유지하도록 하였다.
대상자에게 실험의 목적, 방법, 주의사항 등을 설명하였으며, 대상자가 장애물을 설치한 주로에 익숙하도록 충분히 걷게 한 후 영상분석에 필요한 자료를 얻기 위한 마커를 부착하였다. 마커 위치는 다음과 같다.
대상자들은 12주간 주 3회(60분/1회) 수중 운동 프로그램(Clark, 1992; Cotton, Ekeroth & Yancy, 1998)에 참여하였으며, 운동 강도는 운동자각도(Ratings of Perceived Exertion: RPE) 12~13 수준(약간 힘들다)을 유지하도록 하였다. 수중 운동 센터의 책임자가 수업을 진행하고 관리하였으며, 본 연구자 또한 2주에 한번씩 방문하여 대상자들을 격려하고 관리하였다. 대상자들의 운동프로그램 참여도는 70%였다(표 2).
수직 지면반력 변인 결과는 장애물을 먼저 넘은 오른쪽 발의 지면반력 자료로부터 구하였다. 통계결과 수중 운동 수행 전·후에 제동력(braking force), 추진력(propulsive force), 제동 운동량(braking impulse), 추진운동량(propulsive impulse)은 통계적으로 유의하게 변화되었다(표 5).
Swing duration(SWD)은 첫 번째 이지에서 착지까지의 시간, Stance duration(STD)은 착지에서 두 번째 이지까지의 시간으로 구하였다. 장애물 넘는 발의 보폭(Step Length)은 왼발이 지면에 닿는 순간의 발 뒤꿈치부터 장애물 넘는 발(오른발)이 장애물을 넘은 후 발 뒤꿈치가 지면에 닿는 순간의 길이로 구하였다. 보간(Step Width)은 왼발이 지면에 닿는 순간 발의 x(medial-lateral)좌표와 장애물 넘은 오른발의 뒤꿈치가 지면에 닿는 순간의 x 좌표와의 거리로 구하였다.
장애물과 장애물 넘는 발 사이의 수직거리(Foot Clearance from the Obstacle: FC)는 장애물을 넘는 오른발의 가장 낮은 부분과 장애물간의 최소 수직 거리로 구하였다. 장애물을 넘는 속도(CS: Crossing Speed)는 장애물 넘기 전 오른발이 지면에서 떨어지는 순간부터 장애물을 넘고 지면에 착지하여 다시 지면에 떨어지는 순간까지 천골의 속도로 구하였다.
장애물과 장애물 넘는 발 사이의 수직거리(Foot Clearance from the Obstacle: FC)는 장애물을 넘는 오른발의 가장 낮은 부분과 장애물간의 최소 수직 거리로 구하였다. 장애물을 넘는 속도(CS: Crossing Speed)는 장애물 넘기 전 오른발이 지면에서 떨어지는 순간부터 장애물을 넘고 지면에 착지하여 다시 지면에 떨어지는 순간까지 천골의 속도로 구하였다.
지면반력 자료는 Visual 3D(C-Motion Inc., 미국)프로그램을 이용하여 분석하였고, 결과값을 대상자의 몸무게로 일반화하였다(%BW). 장애물을 넘은 우측 하지의 수직지면반력 자료만을 결과에 제시하였다.
대상 데이터
S시에 소재한 수중운동센터에 본 연구 과제를 공지하여 대상자를 모집하였다. 낙상 경험이 없는 건강한 여성 노인 15명이 본 연구에 참여하였으나, 7명의 대상자들이 개인적인 사정으로 수중 운동 프로그램에서 중도 탈락하였다.
영상분석을 위해 모션 캡처 카메라(Qualisys Oqus 322, 5 series) 8대를 이용하였으며, 카메라의 속도는 60frame/sec 세팅하였고, 카메라의 GenLock 기능으로 영상자료가 동조되었다. 지면반력 자료를 얻기 위해 지면반력기(AMTI, ORG-6) 1대를 사용하였으며, 1024Hz로 세팅하였다.
데이터처리
수중 운동 수행 전·후와 장애물에 따른 보행의 특성을 규명하기 위해 반복측정 이원분산분석(Two-way ANOVA with reapted measures)을 실시하였다.
카메라로부터 얻은 영상자료는 Visual 3D(C-Motion Inc., 미국) 프로그램을 이용하여 운동학적 자료로 산출하였으며, 자료처리는 MS Excel 2007을 이용하였다.
성능/효과
또한 수중 운동 후 장애물을 빨리 넘어 장애물넘는 발이 지면에 닿는 시간이 짧아지는 경향을 나타냈다. 12주간의 수중 운동은 여성 노인의 근력과 평형성을 향상시켰으며 이는 낙상과 관련된 장애물 보행의 운동학 및 운동역학적 변인의 변화를 가져와 여성 노인들이 장애물을 안전하고 신속하게 넘을 수 있었다. 따라서 노인의 보행 능력 향상과 낙상 예방 운동으로 수중운동이 추천된다.
첫째, 수중 운동 수행 후 발목 관절과 무릎 관절에서 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 고관절의 최대각, 최소각, ROM은 유의하게 변화하였다. 5.1과 15.2cm 장애물에서 수중 운동 수행 후 무릎 관절각이 감소하는 것으로 나타나 수중 운동 수행 후 무릎을 덜 굴곡시키고 고관절을 더 많이 굴곡 시켜 장애물을 넘는 것으로 나타났다.
고관절의 최대각, 최소각, ROM에서 수중 운동전·후에 유의한 차이가 나타났으며, 최소각과 ROM은 장애물 높이에 따라 유의한 차이가 나타났다.
둘째, Swing 국면과 Stance 국면의 소요시간에서 수중 운동 전·후에 따라 유의한 차이는 나타나지 않았다. 그러나 0cm를 제외한 모든 높이에서 수중 운동 후 Swing 국면에서의 소요시간은 줄어들었고, 모든 높이에서 Stance 국면에서의 소요시간은 줄어들었다.
넷째, 장애물을 넘는 순간 장애물과 오른발 사이의 수직 최단 거리에서 수중 운동 전·후에 따른 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 15.2cm 장애물을 제외하고는 수중 운동 후 수직 최단거리가 증가하였다.
다섯째, 장애물을 넘는 속도는 수중 운동 전·후에 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 모든 높이에서 수중 운동 수행 후 장애물을 넘는 속도가 증가하였다.
둘째, Swing 국면과 Stance 국면의 소요시간에서 수중 운동 전·후에 따라 유의한 차이는 나타나지 않았다.
(1991)은 젊은이와 노인의 장애물 보행을 비교하였는데 보행능력이 뛰어난 젊은이 집단이 노인 집단에 비해 장애물을 넘는 속도가 빨랐다고 보고하여 보행 능력과 CS와의 관계를 설명하였다. 따라서 본 연구에서 수중 운동수행 후 CS의 증가는 수중 운동 프로그램에 포함된 걷기 동작의 연습으로 인해 노인들의 보행 능력이 향상된 결과로 해석된다.
이상의 결과를 종합해 볼 때, 수중 운동을 수행 한 여성 노인들은 장애물 넘는 하지의 고관절을 더 많이 굴곡하여 하지를 들어 올려 장애물을 넘었으며, 장애물을 먼저 넘는 발과 나중에 넘는 발 사이의 보폭도 증가하였다. 또한 수중 운동 후 장애물을 빨리 넘어 장애물넘는 발이 지면에 닿는 시간이 짧아지는 경향을 나타냈다. 12주간의 수중 운동은 여성 노인의 근력과 평형성을 향상시켰으며 이는 낙상과 관련된 장애물 보행의 운동학 및 운동역학적 변인의 변화를 가져와 여성 노인들이 장애물을 안전하고 신속하게 넘을 수 있었다.
Begg와 Sparrow(2000)는 젊은이의 경우 지면보다 15cm 높게 올린 보행 주로에 발을 디뎠을 때 발의 추진 운동량은 노인에 비해 큰 값을 나타냈으며, 이처럼 수직 운동량의 증가는 몸 전체를 들어올리는 것을 도와주며 동시에 FC 변인의 증가와 관련이 있다고 하였다. 본 연구에서 수중 운동 수행 후 추진 운동량이 증가되었는데, 증가된 추진 운동량은 장애물을 나중에 넘는발(왼발)이 장애물에 걸리지 않고 안전하게 넘은 것과 관련이 있다고 생각된다. 수중 운동 수행 전 실험에서 장애물을 나중에 넘는 발이 장애물에 걸리는 경우가 더러 있었으나, 수중 운동 수행 후 실험에서 모든 대상자들이 장애물에 걸려 넘어지지 않고 자연스럽게 장애물을 넘을 수 있었다.
셋째, 수중 운동 후 모든 높이에서 유의하게 보폭이 증가하였다. 보간은 수중 운동 전·후에 따른 유의한 차이가 나타나지 않았으나 운동 후 보간의 폭이 줄어들었다.
43)에 따른 유의한 차이가 나타나지 않았다. 수중 운동 후 장애물 높이 증가에 따른 CS의 변화 패턴을 찾을 수는 없었지만, 수중운동 수행 전 장애물 높이가 증가함에 따라 CS가 선형적으로 감소하였다. 이는 수중 운동 참여 전 노인들이 장애물을 넘을 때 부담스러워하며 장애물에 걸리지 않도록 속도를 줄인 것으로 판단된다.
고관절의 최대각, 최소각, ROM에서 수중 운동전·후에 유의한 차이가 나타났으며, 최소각과 ROM은 장애물 높이에 따라 유의한 차이가 나타났다. 수중 운동수행 후 수행 전 보다 노인들이 장애물을 넘을 때 무릎관절을 사용하기 보다는 고관절을 사용하는 것으로 생각되며, 특히 5.1과 15,2cm 장애물에서 수중 운동 수행 후 무릎 관절의 ROM이 감소하는 것으로 나타나 수중운동 수행 후 무릎을 덜 굴곡시키고 고관절을 더 많이 굴곡 시켜 장애물을 넘는 것으로 사료된다.
이상의 결과를 종합해 볼 때, 수중 운동을 수행 한 여성 노인들은 장애물 넘는 하지의 고관절을 더 많이 굴곡하여 하지를 들어 올려 장애물을 넘었으며, 장애물을 먼저 넘는 발과 나중에 넘는 발 사이의 보폭도 증가하였다. 또한 수중 운동 후 장애물을 빨리 넘어 장애물넘는 발이 지면에 닿는 시간이 짧아지는 경향을 나타냈다.
발목과 무릎 관절의 최소각, 최대각, ROM에서 수중 운동전·후에 따른 유의한 차이가 나타나지 않았다. 장애물 높이가 증가함에 따라 발목 관절의 ROM은 유의하게 감소하였고, 무릎 관절의 최대각과 ROM은 유의하게 증가하였다. 0cm의 장애물 높이에서의 무릎 관절의 ROM과 2.
첫째, 수중 운동 수행 후 발목 관절과 무릎 관절에서 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 고관절의 최대각, 최소각, ROM은 유의하게 변화하였다. 5.
통계 처리 결과 수중 운동 전·후(F=0.96, p=0.33)와 장애물 높이(F=0.42, p=0.74)에 따른 유의한 차이가 나타나지 않았다.
통계결과 수중 운동 수행 전·후에 제동력(braking force), 추진력(propulsive force), 제동 운동량(braking impulse), 추진운동량(propulsive impulse)은 통계적으로 유의하게 변화되었다(표 5).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
운동은 노인들에게 어떠한 효과를 주는가?
한편 운동은 노인들의 당뇨병, 뇌졸중, 고혈압, 골다공증의 위험을 감소시키며(Asikainen, Kukkonen-Harula & Miilunpalo, 2004; Jones & Rose, 2005), 근 파워 증가, 평형성 향상(Best-Martini & Botenhagen-DiGenova, 2003), 허약함을 감소시킨다(Rockwood et al., 2004).
낙상 경험이 있는 노인들의 보행 속도는 건강한 노인과 어떠한 차이가 있는가?
낙상 경험이 있는 노인들의 보행 속도는 건강한 노인들의 보행 시 속도의 50%, 활보장과 보폭은 각각 77%, 60% 로 차이가 크게 나타났다(Lee & Kerrigan, 1999). 우리는 일상생활에서 낮은 높이의 문지방, 보도 블럭, 카펫트의 모서리, 주차장의 안전턱, 전기 코드 등의 장애물을 자주 만나며(Chen, Ashton-Miller, Alexnader & Schultz, 1991), 낙상은 이러한 장애물에 걸려서 넘어지거나(tripping) 혹은 장애물을 넘으면서 발생한다.
낙상 예방을 위한 12주간의 수중 운동 수행 후 장애물 보행의 특성을 운동학 및 운동역학적으로 분석한 결과는?
본 연구의 목적은 낙상 예방을 위한 12주간의 수중 운동 수행 후 장애물 보행의 특성을 운동학 및 운동역학적으로 분석하는 것이다. 여성 노인 8명이 참여하였으며, 대상자들은 수중 운동 전 후에 네 높이의 장애물(0, 2.5, 5.1, & 15.2cm)을 자기선호 속도로 넘었다. 수중 운동 수행 후 고관절의 최대각, 최소각, ROM(Range Of Motion)이 유의하게 증가하였으며, Swing 과 Stance 국면에서 소요시간은 줄어들었다. 수중 운동 후 모든 높이에서 보폭은 유의하게 증가하였고, 보간은 줄어들었다. 수중 운동 후 장애물을 넘는 순간 장애물과 오른발 사이의 수직 최단거리는 증가하였고(15.2cm 장애물 제외), 장애물을 넘는 속도는 증가하였다. 수중 운동 수행 후 제동력, 추진력, 제동 운동량, 추진 운동량은 통계적으로 유의하게 변화하였다. 12주간의 수중 운동은 여성 노인의 근력과 평형성을 향상시켰으며 이는 낙상과 관련된 장애물 보행의 운동학 및 운동역학적 변인의 변화를 가져와 여성 노인들이 장애물을 안전하고 신속하게 넘을 수 있었다. 따라서 노인에게 보행 능력 향상과 낙상 예방 운동으로 수중 운동이 추천된다.
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