[논문]경사로 오르기와 내리기 동안 압력중심 이동경로와 족저압 비교

한진태

경사로 오르기와 내리기 동안 압력중심 이동경로와 족저압 비교
Comparison of Pathway of COP and Plantar Foot Pressures while Ascending and Descending a Slope 원문보기

대한물리치료학회지 = The journal of Korean Society of Physical Therapy, v.22 no.5, 2010년, pp.77 - 82

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: The purpose of this study was to compare the pathway of COP and plantar foot pressure and to determine the correlation between plantar regions during the ascending and descending of a ramp. Methods: Fifteen healthy adults who had no musculoskeletal problems participated in our study. They were asked to walk on a level surface and on an ascending and descending ramp in their bare feet. Pathway of COP and plantar foot pressures were recorded using the Matscan system (Tekscan, Boston, USA). For pressure measurements, the plantar foot surface was divided into seven regions: two toe regions, three forefoot regions, a midfoot region, and a heel region. To determine whether there was a statistically significant difference between pathway of COP and plantar foot pressures during walking, we used repeated measuremes ANOVA. Results: In comparison to results for a level walking, pathway of COP while ascending a ramp had a tendency to be shifted medially in the forefoot and became longer till the big toe. Pathway of COP while descending a ramp also was shifted medially, but ended in the forefoot. Plantar foot pressure of the second and third metatarsal head and the fourth and fifth metatarsal heads was significantly decreased while descending the ramp. Conclusion: These results indicated that plantar foot pressure is changed while ascending and descending a ramp and demonstrated that ramp walking can affect the structure and function of the foot. Therefore, gait environment is associated with significant changes in foot characteristics, which contribute to altered plantar loading patterns during gait.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

^22-24 하지만 평지보행과 비교하여 최근 노인들과 계단을 사용할 수 없는 사람을 위해 많이 보급되고 있는 경사로 보행 시 족저압 변화에 관한 연구는 부족하며 특히 경사로 오르고 내리는 동안 압력중심 이동경로의 변화와 최고 족저압 변화에 대한 연구는 없는 실정이다. 따라서 본 연구는 평지보행과 비교하여 경사로를 오르고 내리는 동안 입각기 동안 압력중심 이동경로 변화와 족저압 차이를 알아보고 이를 통하여 일상생활에서 보행 환경이 발의 기능과 구조에 영향을 미칠 수 있다는 것을 증명하고자 한다.
본 연구는 일상생활에서 흔히 접하게 되는 오름- 내림 경사로 보행 시 평지보행과 비교하여 압력중심 이동경로 변화와 영역별 최고 족저압의 차이를 알아보았다. 보행조건에 따른 압력중심이동경로는 오름경사로의 경우 전족부에서 내측으로 크게 이동하며 엄지발가락까지 이어졌으며 내림경사로의 경우 이동경로가 전체적으로 내측으로 이동하였다.
본 연구는 정상인을 대상으로 경사를 오르고 내리는 동안 압력중심이동경로와 족저압의 변화에 대해 알아보았다. 일상생활에서 흔히 접하게 되는 계단이나 경사로와 같은 보행 환경이 평지 보행과는 다른 보행양상이 나타날 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
본 연구는 평지보행과 오름- 내림 경사로를 보행 동안 압력중심 이동경로와 족저 영역의 최고 압력을 측정하여 보행 조건에 따른 압력중심이동경로 변화와 족저 영역별 최고 압력 차이에 대해 알아보았다. 따라서 Tekscan의 상용 프로그램을 이용하여 보행조건에 따라 나타나는 압력중심이동경로의 변화 경향에 대해 알아보았고 보행 조건에 따른 족저 영역별 최고 압력에 대한 유의성을 알아보기 위해 반복측정 분산분석(Repeated measurement ANOVA)을 이용하였다.

제안 방법

경사로는 폭이 120 cm, 길이가 150 cm이며, 미끄러짐을 방지하도록 제작하였고 경사로의 기울기는 편의시설의 구조·재질 등에 관한 세부구조에 따라 규정하고 있는 기준에 따라 12분의 1(약 5°)로 정하였다.
대상자가 실험실에 익숙하도록 5분간 보행 연습을 한 후, 평상시의 편안한 보행으로 걷도록 지시하였다. 그룹은 무작위로 배정하였으며 보행 중 입각기 동안 족저압을 측정하기 위해 오른발로 족저압 측정판를 밟고 지나가도록 지시하였다. 그리고 모든 대상자는 신발을 신지 않고 실험에 임하도록 하였고 구두지시 하에 정해진 보행조건(평지보행, 오름경사로, 내림경사로)의 보행을 실시하였다.
그룹은 무작위로 배정하였으며 보행 중 입각기 동안 족저압을 측정하기 위해 오른발로 족저압 측정판를 밟고 지나가도록 지시하였다. 그리고 모든 대상자는 신발을 신지 않고 실험에 임하도록 하였고 구두지시 하에 정해진 보행조건(평지보행, 오름경사로, 내림경사로)의 보행을 실시하였다. 각 동작 간에는 30초의 휴식시간을 가졌다.
대상자가 실험실에 익숙하도록 5분간 보행 연습을 한 후, 평상시의 편안한 보행으로 걷도록 지시하였다. 그룹은 무작위로 배정하였으며 보행 중 입각기 동안 족저압을 측정하기 위해 오른발로 족저압 측정판를 밟고 지나가도록 지시하였다.
대상자들은 평지보행과 오름- 내림 경사로 보행을 각각 세 번씩 실시하였으며 그 평균값을 자료로 사용하였다.
23을 사용하여 압력중심이동경로와 영역별 최고 족저압 자료를 수집하였다. 발바닥의 부위별 압력분포를 알아보기 위해 발을 7개의 영역으로 나누어 정의하였다.^26,27 두 개의 발가락 구역, 세 개의 전족부 영역, 그리고 하나의 중족부 영역과 하나의 후족부 영역으로 구분하였다.

대상 데이터

본 연구에는 근골격계의 병력이 없고 보행에 문제가 없는 21～35세의 건강한 성인 15명이 참여하였고 대상자의 나이는 평균 27.84±9.43세였으며, 대상자의 키는 평균 170.23±8.21 cm였으며, 대상자의 몸무게는 평균 62.32±9.76 kg이었고, 발 크기는 평균 260.86±8.54 cm였다.
579 mm이며 센서는 가로 44개, 세로 52개로 구성되어 있다. 압력 분포는 Tekscan의 상용 프로그램을 이용하여 60 frame/sec로 자료를 수집하였고 수집한 자료는 Tekscan Pressure Measurement System Version 5.23을 사용하여 압력중심이동경로와 영역별 최고 족저압 자료를 수집하였다. 발바닥의 부위별 압력분포를 알아보기 위해 발을 7개의 영역으로 나누어 정의하였다.
입각기 동안 발바닥에 가해지는 압력을 보기 위해 Matrix 조건의 저항식 압력 센서인 MatScan system (Tekscan, 미국)을 사용하였다. 압력 센서의 너비는 702.579 mm이며 센서는 가로 44개, 세로 52개로 구성되어 있다. 압력 분포는 Tekscan의 상용 프로그램을 이용하여 60 frame/sec로 자료를 수집하였고 수집한 자료는 Tekscan Pressure Measurement System Version 5.

데이터처리

Figure 3. Results of repeated ANOVA about pressure of each plantar foot region according to gait condition.
본 연구는 평지보행과 오름- 내림 경사로를 보행 동안 압력중심 이동경로와 족저 영역의 최고 압력을 측정하여 보행 조건에 따른 압력중심이동경로 변화와 족저 영역별 최고 압력 차이에 대해 알아보았다. 따라서 Tekscan의 상용 프로그램을 이용하여 보행조건에 따라 나타나는 압력중심이동경로의 변화 경향에 대해 알아보았고 보행 조건에 따른 족저 영역별 최고 압력에 대한 유의성을 알아보기 위해 반복측정 분산분석(Repeated measurement ANOVA)을 이용하였다. 통계처리는 SPSS version 17.

이론/모형

입각기 동안 발바닥에 가해지는 압력을 보기 위해 Matrix 조건의 저항식 압력 센서인 MatScan system (Tekscan, 미국)을 사용하였다. 압력 센서의 너비는 702.

성능/효과

보행조건에 따른 압력중심이동경로는 오름경사로의 경우 전족부에서 내측으로 크게 이동하며 엄지발가락까지 이어졌으며 내림경사로의 경우 이동경로가 전체적으로 내측으로 이동하였다. 또한 보행조건에 따른 영역별 최고 족저압은 내림경사로 보행 시 전족부 가운데 영역과 전족부 외측영역이 뚜렷이 감소하였다. 본 연구는 정상인을 대상으로 평지보행과 비교하여 오름- 내림경사로 보행 시 압력중심 이동경로와 족저 영역의 압력분포가 달라진다는 것을 확인하는 데 의미를 두었고 이는 보행 환경이 입각기 동안의 발의 구조에 영향을 미친다는 것을 알 수 있으며 보행 환경에 적응하는 발의 중요한 기능을 확인할 수 있었다.
보행 조건에 따른 각 영역별 최고 족저압은 살펴보면(Table 1), 엄지발가락 영역(hallux)에서는 평지보행과 비교해 오름과 내림 경사로 보행 시 족저압이 약간 증가하였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었고 새끼발가락 영역(lessertoe)에서는 평지보행과 비교해 오름과 내림경사로 보행 시 대체적으로 족저압이 감소하였으나 역시 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 전족부 내측 영역(metatarsal 1) 부위는 평지보행과 비교해 최고 족저압이 오름경사로 보행 시 증가하였고 내림경사로 보행 시 감소하였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다.
이러한 결과와 유사한 선행연구로, Han 등³⁶은 장애물 보행 시 장애물의 높이가 높아질수록 압력중심 이동경로는 짧아지면서 전족부에서 외측으로 이동하는 경향이 있다고 보고하면서 이는 장애물을 넘기 위한 무게중심이동으로 인한 것으로 보고하였다. 보행조건에 따른 영역별 최고 족저압을 비교해보면, 전족부 가운데 영역에서는 평지 보행과 비교해 오름 경사로에서는 조금 증가하였으나 내림 경사로에서는 크게 감소하였으며 전족부 외측영역에서는 오름 경사로에서는 조금 감소하였고 내림 경사로에서는 크게 감소하였다. 이는 오름 경사로의 경우 보행이 천천히 진행되면서 추진력을 얻기 위해 족저압이 전족부 가운데 영역에서 증가하였고 내림 경사로의 경우는 보행이 빠르게 진행되면서 전족부 가운데 영역과 외측 영역의 최고 족저압이 감소한 것으로 사료된다.
또한 보행조건에 따른 영역별 최고 족저압은 내림경사로 보행 시 전족부 가운데 영역과 전족부 외측영역이 뚜렷이 감소하였다. 본 연구는 정상인을 대상으로 평지보행과 비교하여 오름- 내림경사로 보행 시 압력중심 이동경로와 족저 영역의 압력분포가 달라진다는 것을 확인하는 데 의미를 두었고 이는 보행 환경이 입각기 동안의 발의 구조에 영향을 미친다는 것을 알 수 있으며 보행 환경에 적응하는 발의 중요한 기능을 확인할 수 있었다. 따라서 향후 보행 장애가 있는 사람들에 대한 보행의 운동분석 평가 자료로 사용될 수 있을 것으로 생각한다.
본 연구에서 평지보행과 오름- 내림 경사로 보행 시 압력중심이동 경로를 살펴보면, 평지보행과 비교해 오름경사로 보행에서 전족부영역에서 내측으로 이동되고 엄지발가락 영역까지 이동하였음을 확인할 수 있고 내림경사로 보행에서는 평지보행과 비교하여 압력중심이동 경로로가 전체적으로 내측으로 이동하는 양상이 나타났다. Nagel 등³⁵은 경사로 오르기 동안 압력중심의 이동경로는 전족부에서 내측으로 내전되는 경향이 나타났고 특히 엄지발가락으로 압력중심이 이동하였다고 하였는데 이는 경사로 오르기 동안 경사면의 기울기에 의한 발가락 떼기 시점까지 접촉이 계속되었기 때문이라고 보고하였다.
본 연구는 정상인을 대상으로 경사를 오르고 내리는 동안 압력중심이동경로와 족저압의 변화에 대해 알아보았다. 일상생활에서 흔히 접하게 되는 계단이나 경사로와 같은 보행 환경이 평지 보행과는 다른 보행양상이 나타날 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 연구대상자가 정상인으로 한정된 것은 연구의 제한점으로 생각된다.

후속연구

지지면 위의 압력중심 경로의 예측은 보행선(gait line)으로 알려져 있다.^30,31 족저압력 분포의 측정을 통해서 발의 각 부위에 전달되는 충격을 자세하게 평가할 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 압력분포의 측정과 분석을 통하여 부상의 진단 및 치료에도 이용될 수 있다.^16,32 또한 족저압 측정에 의한 입각기의 분석에서 족저압 측정을 보행과 관련해서 분석하는 것이 환자의 족부에 대한 문제를 정확하게 분석할 수 있고 여러 가지 치료의 경과를 알 수 있는 지표로 유용하다고 보고하였다.
본 연구는 정상인을 대상으로 평지보행과 비교하여 오름- 내림경사로 보행 시 압력중심 이동경로와 족저 영역의 압력분포가 달라진다는 것을 확인하는 데 의미를 두었고 이는 보행 환경이 입각기 동안의 발의 구조에 영향을 미친다는 것을 알 수 있으며 보행 환경에 적응하는 발의 중요한 기능을 확인할 수 있었다. 따라서 향후 보행 장애가 있는 사람들에 대한 보행의 운동분석 평가 자료로 사용될 수 있을 것으로 생각한다.
하지만 연구대상자가 정상인으로 한정된 것은 연구의 제한점으로 생각된다. 향후 비만인, 편평족, 무지외반증 그리고 당뇨병환자들과 같은 보행이 불편한 사람들을 대상으로 경사로나 계단 보행 시 압력중심이동경로와 족저압을 분석한다면 정상인과 비교하여 차이점을 발견하고 보행 개선을 위한 좋은 중재방법을 제시할 수 있을 것으로 생각한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	경사로란 무엇인가?	경사로는 계단을 대신할 수 있는 수직이동의 수단이며 특히 계단을 이용할 수 없는 장애인이나 노인, 임산부들을 위한 필수적인 시설이다.1 하지만 경사로 역시 계단과 같이 노인낙상의 원인이 되는 시설물이기도 하다.
	힘 측정판의 장점은 무엇인가?	13 보행 시 발에 작용하는 압력은 여러 개의 센서로 구성된 압력 측정판을 통해, 지면과 닿아있는 부위의 센서에서 감지하는 힘으로 측정할 수 있다. 지면반발력은 힘 측정판(force platform)을 이용하여 측정하게 되는데, 힘 측정판은 앞･뒤, 좌･우, 아래･위, 세 가지 방향에서 작용하는 힘을 측정할 수 있다는 장점이 있으나, 발의 국소부위에 작용하는 압력은 측정할 수 없다. 이에 비해 압력 측정판은 입각기 동안 발바닥에 가해지는 하중을 영역별로 측정할 수 있어서 발에 말초 신경학적 질환이나 류마티스성 관절염이 있는 환자에게 사용하기 적합하다.
	발바닥의 부위별 압력분포를 알아보기 위해 발을 7개의 영역으로 나누었는데 각각 무엇인가?	발바닥의 부위별 압력분포를 알아보기 위해 발을 7개의 영역으로 나누어 정의하였다.26,27 두 개의 발가락 구역, 세 개의 전족부 영역, 그리고 하나의 중족부 영역과 하나의 후족부 영역으로 구분하였다. 발가락 영역은 엄지발가락과 새끼발가락으로 구성된 두 개의 영역으로 나누었고 중족골두(metatarsal head) 아래에 위치한 전족영역은 3등분하였다.

참고문헌 (37)

Ryu NH. Walk ability on Ramps by Gait Analysis. J Kor Insti Lands Archi. 1995;23(2):157-66.
Menz HB, Morris ME. Clinical determinants of plantar forces and pressures during walking in older people. Gait Posture. 2006;24(2):229-36.

상세보기
Han JT, Gong WT, Lee YS. Comparison of muscle activity with lower extremity during stairs and ramp climbing of old adults by EMG. J Kor Soc Phys Ther. 2009;21(1):35-40.
Kim SP, Yuan WX, Lee MH. Balance adjustments of gait pattern to prevent slip and fall. Kor J Phys Edu. 2001;40(2): 821-31.
Chung NS, Choi KH. Cause and prevention of falling in the elderly. J Kor Acad Univ Train Phys Ther. 2001;8(3): 107-17.
Redfern MS, DiPasquale J. Biomechanics of descending ramps. Gait Posture. 1997;6(2):119-25.

상세보기
Kim HD. The effect of obstacle height on balance control while stepping over an obstacle from a position of quiet stance in older adults. J Kor Soc Phys Ther. 2009;21(3):75-80.
Kim K, Seo SK, Yoo HJ. Correlations between muscle strength of the ankle and balance and walking in the elderly. J Kor Soc Phys Ther. 2008;20(1):33-40.
Orlin MN, McPoil TG. Plantar pressure assessment. Phys Ther. 2000;80(4):399-409.

상세보기
Rho JS, Kim TH. Reliability of plantar pressure measures using the parotec system. J Kor Acad Univ Train Phys Ther. 2001;8(3):35-41.
Cavanagh PR, Ulbrecht JS. Clinical plantar pressure measurement in diabetes: rationale and methodology. The Foot. 1994;4(3):123-35.

상세보기
Lavery LA, Armstrong DG, Vela SA et al. Practical criteria for screening patients at high risk for diabetic foot ulceration. Arch Intern Med. 1998;158(2):157-62.

상세보기
Alexander IJ, Campell KR. Dynamic assessment of foot mechanics as an adjunct to orthotic prescription. In: Donatalli RA, eds, Biomechanics of the foot and ankle, Philadelphia, FA Davis, 1990.
Orlin MN, McPoil TG. Plantar pressure assessment. Phys Ther. 2000;80(4):399-409.

상세보기
Kim YJ, Chae WS. The plantar pressure comparison between the curved rear balance shoes and normal shoes. Kor J Spor Biom. 2007;17(3):173-80.

원문보기 상세보기
Han TR, Paik NJ, Im MS. Quantification of the path of center of pressure (COP) using an F-scan in-shoe transducer. Gait Posture. 1999;10(3):248-54.

상세보기
Lee DK, Lee JS, Lee BJ et al. Plantar foot pressure analysis during golf swing motion using plantar foot pressure measurementsystem. Kor J Spor Biom. 2005;15(1):75-89.

원문보기 상세보기
Kim JH, Cynn HS. A study of characteristics of foot pressure distribution in trans-tibial amputee subjects. J Kor Acad Univ Train Phys Ther. 2001;8(3):1-10.
Kim YJ, Ji JG, Kim JT et al. A comparison study for mask plantar pressure measures to the difference of shoes in 20 female. Kor J Spor Biom. 2004;14(3):83-98.

원문보기 상세보기
Minns RJ, Craxford AD. Pressure under the forefoot in rheumatoid arthritis: A comparison of static and dynamic methods of assessment. Clin Orthop Relat Res. 1984;(187): 235-42.
Park KH, Kwon OY, Kim YH. Effects of walking speed on foot joint motion and peak plantar pressure in healthy subjects. J Kor Acad Univ Train Phys Ther. 2003;10(1): 77-96.
Otter SJ, Bowen CJ, Young AK. Forefoot plantar pressures in rheumatoid arthritis. J Am Podiatr Med Assoc. 2004; 94(3):255-60.

상세보기
Woodburn J, Helliwell PS. Relation between heel position and the distribution of forefoot plantar pressures and skin callosities in rheumatoid arthritis. Ann Rheum Dis. 1996;55(11): 806-10.

상세보기
Turner DE, Helliwel PS, Siegel KL et al. Biomechanics of the foot in rheumatoid arthritis: identifying abnormal function and the factors associated with localised disease 'impact'. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2008;23(1):93-100.

상세보기
The National Assembly of the Republic of Korea. The complete collection of laws and regulations for convenience enhancement security of disabled person, the old person, pregnant women. 2004.
Kernozek TW, LaMott EE. Comparisons of plantar pressure between the elderly and young adults. Gait Posture. 1995; 3(3):143-8.

상세보기
Menz HB, Morris ME. Clinical determinants of plantar forces and pressures during walking in older people. Gait Posture. 2006;24(2):229-36.

상세보기
Cornwall MW, McPoil TG. Velocity of the center of pressure during walking. J Am Podiatr Med Assoc. 2000;90(7):334-8.

상세보기
Miller DI. Ground reaction forces in distance running. In: Cavanagh PR, eds, Biomechanics of distance running, USA, Human Kinetics Pub, 1990.
Alexander IJ, Chao EYS, Johnson KA. The assessment of dynamic foot-to-ground contact forces and plantar pressure distribution: a review of the evolution of current techniques and clinical applications. Foot Ankle. 1990;11(3):152-67.

상세보기
Fuller EA. Center of pressure and its theoretical relationship to foot pathology. J Am Podiatr Med Assoc. 1999;89(6): 278-91.

상세보기
Lee JS, Kim YJ, Park SB. A study of insole plantar pressure distribution in functional tennis shoes. Kor J Spor Biom. 2004;14(3):99-118.

원문보기 상세보기
Lee GH, Park SB, Lee SG et al. Analysis of the stance phase by measurement of plantar pressure. J Korean Acad Rehab Med. 1996:20(2):524-31.
Paik NJ, Im MS. The path of center of pressure (COP) of the foot during walking. J Korean Acad Rehab Med. 1997;21(4):762-71.
Nagel A, Frerick S, Rosenbaum D. Plantar pressure pattern in stairs climbing. Clin Biom. 2008;203(5):684.
Han JT, Lee MH, Kim K. The study of plantar foot pressure distribution during obstacle crossing with different height in normal young adults. Kor J Spor Biom. 2008;18(2):1-9.

원문보기 상세보기
Han JT, Kim K, Lim SG. Comparison of plantar foot pressure and shift of COP among level walking, stairs and slope climbing. Kor J Spor Biom. 2008;18(4):59-65.

원문보기 상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증