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문제 정의
- 그러나 아직도 국내 임산부 보행에 대한 종단 연구는 실험 대상자 선정이 어렵고 관습적인 사고 때문에 많은 연구가 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 그러므로 임신기간 및 출산 후의 변화하는 임산 보행의 운동학적 변인과 하지분절의 역학적 에너지를 분석하고 그 변인들 간의 상관관계를 규명하고자 한다.
제안 방법
- 그리고 역학적 에너지는 E = #(mv2 + Iω2 )+ mgh (단, m: 질량, v: 선속도, w: 각속도, I: 분절의 관성모멘트, g: 중력가속도, h: 기준면에서 무게중심까지의 수직거리)로 구하였다.
- 대상자의 10회 보행을 Qualisys System의 QTM (Motion Capture Software)을 이용하여 위치 좌표(raw data)를 획득한 자료를 Visual-3D software(C-motion Inc., USA)로 받아들여(Import) 모델링한 인체에 적용하여 산출한 평균치를 사용하였다. 그리고 역학적 에너지는 E = #(mv2 + Iω2 )+ mgh (단, m: 질량, v: 선속도, w: 각속도, I: 분절의 관성모멘트, g: 중력가속도, h: 기준면에서 무게중심까지의 수직거리)로 구하였다.
- 분석 국면은 좌·우측 뒤꿈치 접지순간(FHC)부터 좌·우측뒤꿈치 재접지 순간(SHC)까지 좌·우 각 1 활보장(stride) 구간으로 하였으며 이벤트와 국면구분은 다음과 같다.
- 보행 동작을 분석하기 위하여 Qualisys사의 ProReflex MCU-240 적외선카메라 7대를 사용하였으며 샘플링 율은 100Hz 설정하여 촬영하였다. 실험은 임신기간 중 3회(초기, 중기, 말기)와 출산 후 실험으로 총 4회 실시하였으며 임신기간 중 실험은 실험대상자 간 임신기간 차이가 2주 이내가 되도록 하였으며 출산 후는 개인의 산욕기 차이에 따라 3개월 이후부터 6개월 이내에 실시하였다.
- 인체 좌표화를 위하여 Visual 3D(C- motion Inc., USA)의 마커 시스템에 준하여 [Figure 1]과 같이 부착하였으며 NLT(Nonlinear transformation)방식으로 3차원 좌표화 하였다.
- 임신기간 경과됨에 따라 임산부의 신체구성이 변화되므로 보행속도는 제한하지 않고 선호속도로 하였으며 신발에 의한 차이를 제거하기 위하여 맨발로 각 실험 시 10회(trials)의 평지 보행을 실시하였다.
대상 데이터
- 경인지역에 거주하는 임산부 10명을 실험 대상자로 선정 하였으며 인체의 생리적 변화에 따라 초기(0-15주), 중기(16-27주), 말기(18-39주) 및 출산 후의 신체적 특성은 [Table 1]과 같다.
- 연구 대상자들에게 실험의 필요성, 목적 및 실험 절차를 충분히 설명하고 참여 동의서를 득한 후 실험을 실시하였다. 보행 동작을 분석하기 위하여 Qualisys사의 ProReflex MCU-240 적외선카메라 7대를 사용하였으며 샘플링 율은 100Hz 설정하여 촬영하였다. 실험은 임신기간 중 3회(초기, 중기, 말기)와 출산 후 실험으로 총 4회 실시하였으며 임신기간 중 실험은 실험대상자 간 임신기간 차이가 2주 이내가 되도록 하였으며 출산 후는 개인의 산욕기 차이에 따라 3개월 이후부터 6개월 이내에 실시하였다.
데이터처리
- 보행의 운동학적 변인과 분절에너지 및 보행 속도와 변인들 간의 상관관계는 SPSS 18.0의 기술통계량과 피어슨의 상관관계를 이용하였으며 유의수준은 α = .01 로 하였다.
성능/효과
- 3. 임신기간별 신체 에너지 임산부는 임신기간이 경과됨에 따라 분절에너지의 변화와 함께 신체에너지(total energy)도 변화하게 된다. 신체에너지는 신체중심(CoG)을 기준으로 좌·우측 각 1 활보장(one stride)을 더한 2 활보장 구간의 에너지를 적분한 것으로 임신기간에 따라 증가하며 출산 후에도 지속적으로 증가하는 경향을 보였다.
- 그리고 신체에너지와 허벅지 에너지는 정적상관을 보였다. 결론적으로 보행속도를 증가시키기 위해서는 발과 정강이 에너지의 발현을 크게 하여야 한다. 그리고 하지의 에너지 발현 측면에서는 허벅지 에너지가 가장 크며 보행속도에 간접적으로 상관이 있음을 알았다.
- (2000)은 출산 후 보행속도와 활보장(Stride length)은 임신기간 보다 크다고 보고하였다. 그러나 이 연구에서는 임신 중 임산부의 보행속도는 감소하다가 출산 후 증가하는 현상은 선행결과와 동일하나 활보장은 거의 변화가 나타나지 않아 차이를 보였다. 이는 실험 대상자들이 인체 특성에 기인하는 것으로 생각된다.
- 54%) 순으로 나타나 허벅지의 에너지가 전체 하지의 약 77%를 차지하였다. 그리고 임신기간이 경과할수록 발의 에너지는 약간 감소하고 출산 후에 약간 증가하였으며 정강이는 임신기간과 출산 후에도 지속적으로 감소한 반면 허벅지는 지속적으로 증가하는 패턴을 보였다. 그리고 하지 전체에너지는 임신기간이 경과할수록 증가하였으며 출산 후에도 지속적으로 증가하는 경향을 보였다(Table 4, Figure 4).
- 결론적으로 보행속도를 증가시키기 위해서는 발과 정강이 에너지의 발현을 크게 하여야 한다. 그리고 하지의 에너지 발현 측면에서는 허벅지 에너지가 가장 크며 보행속도에 간접적으로 상관이 있음을 알았다. 향후 상지와 하지 분절의 에너지 협응과 관절 파워와 일을 연구하여 에너지의 생성과 흡수 관계를 규명하는 것이 필요하다.
- 신체에너지는 발 에너지를 제외하고 다른 변인들과 유의한 상관(p<.01 단, 좌측 정강이 제외)을 보였으며 특히, 허벅지 에너지와 큰 정적상관을 보였다.
- 신체에너지는 신체중심(CoG)을 기준으로 좌·우측 각 1 활보장(one stride)을 더한 2 활보장 구간의 에너지를 적분한 것으로 임신기간에 따라 증가하며 출산 후에도 지속적으로 증가하는 경향을 보였다.
- 임산부의 보행속도는 임신기간이 경과됨에 따라 감소하다가 출산 후 증가하며 활보폭(Stride width)과 활보장 시간(Cycle time)은 증가하다가 감소하는 경향을 보였다. 활보장(Stride length)은 거의 변화가 없으며 이중지지기 시간(Double limb support time)은 증가하는 것으로 나타났다(Table 2).
- 임신기간이 경과할수록 분절 별 좌·우측의 에너지 변화 비율(전체에너지에 대한 %)은 발과 정강이의 우측 에너지가 다소 크게 나타났으며 대퇴는 작게 나타났으며 임신 초기와 중기에서는 좌측 에너지가 크게 임신 말기와 출산 후에는 우측 에너지가 크게 나타났다(Table 3).
- 총 40개(4회 * 10명)의 실험 자료에 의한 임산부의 보행속도와 좌·우측 발(좌측 R2=0.881, 우측 R2=0.852)과 정강이 에너지(좌측 R2 =0.318, 우측 R2=0.226)는 유의한 정적상관을 나타낸 반면 이중지지기 시간(DLST, R2=0.679)과 신체에너지(R2=0.138)는 유의한 부적 상관을 나타냈다.
- 임신기간이 경과하면서 임산부는 신체 변화에 적응하기 위해서 보행패턴을 변화시킨다. 특히, 보행속도는 발과 정강이의 에너지와 정적 상관을 가지며 신체에너지와 이중지지기 시간은 부적상관을 가졌다. 그리고 신체에너지와 허벅지 에너지는 정적상관을 보였다.
- 하지 전체에 대한 양분절의 평균 에너지 비율은 허벅지 (77.4%), 정강이(19.06%)와 발(3.54%) 순으로 나타나 허벅지의 에너지가 전체 하지의 약 77%를 차지하였다. 그리고 임신기간이 경과할수록 발의 에너지는 약간 감소하고 출산 후에 약간 증가하였으며 정강이는 임신기간과 출산 후에도 지속적으로 감소한 반면 허벅지는 지속적으로 증가하는 패턴을 보였다.
- 임산부의 보행속도는 임신기간이 경과됨에 따라 감소하다가 출산 후 증가하며 활보폭(Stride width)과 활보장 시간(Cycle time)은 증가하다가 감소하는 경향을 보였다. 활보장(Stride length)은 거의 변화가 없으며 이중지지기 시간(Double limb support time)은 증가하는 것으로 나타났다(Table 2).
후속연구
- 그리고 하지의 에너지 발현 측면에서는 허벅지 에너지가 가장 크며 보행속도에 간접적으로 상관이 있음을 알았다. 향후 상지와 하지 분절의 에너지 협응과 관절 파워와 일을 연구하여 에너지의 생성과 흡수 관계를 규명하는 것이 필요하다.
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