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문제 정의
- 그러나 여러 가지 가방 휴대 방법에 따른 발바닥에서의 접촉 양상의 변화를 비교한 논문은 아직까지는 다소 부족한 현실이다. 따라서 본 연구에서는 족저압 측정 시스템인 F-Scan system을 이용하여 가방의 휴대 방식이 보행 시 발바닥에서의 접촉 양상에 어떠한 변화를 주는지 알아보고, 올바른 가방 휴대 방법에 대한 새로운 기초 자료를 제시하고자 하였다.
- 본 연구에서 다섯 가지의 가방 휴대 방법에 따른 보행 시 입각기 동안의 접촉 양상을 분석하기 위해 발바닥의 지면 접촉 시간과 접촉 면적을 비교하였다. 조건에 따른 접촉 시간을 보면 좌우측 발 모두 조건2는 조건1과 비슷한 수치를 보이지만, 다른 조건에 비해높은 수치를 보여주었고, 조건 5에서는 접촉 시간이 다른 네 조건에 비해 유의한 차이를 보이며 감소했으며, 조건3과 조건4는 서로 비슷한 양상을 보여주었다.
- 본 연구에서는 가방의 휴대 방법이 보행 시 발바닥에서의 접촉 양상에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 연구하였다. 정상 성인 남녀 44명을 대상으로 가방을 양 쪽 어깨에 메고 보행(조건2), 가방을 다섯 조건으로 휴대하고 보행하면서 F-scan system을 이용해족 저압을 측정하였고, 이를 통해 얻어진 10m 보행 시간, 접지시간, 접촉 면적, 접촉 길이 및 너비에 대한 자료를 비교, 분석하였다.
제안 방법
- 가방의 무게는 성별이나 연령에 상관없이 건강한 사람이 충분히 들 수 있는 일반적인 무게인 체중의 15%(Crowe와 Samson, 1997)를 기준으로 하였는데, Chow 등(2005)은 비정상적인 자세를 유발하지 않는 가방의 무게 한계 범위는 체중의 10% 이하라고 하였고, Weir(2002)와 Negrini와 Negrini(2007)는 가방의 무게가 체중의 10∼15% 이상일 경우 근골격계 문제를 유발되고, 체중심을 지지면에 유지시키기 위해 상체가 전방으로 굴곡이 일어나고, 요추의 전만(lordosis)과 흉추의 후만(kyphosis)이 감소해척추가 편평해진다고 하였다. 가방의 휴대 방식은 우리가 일반적으로 멜 수 있는 방법을 선택하였는데, 가방을 메지 않고 걸었을 때(조건 1), 가방을 양쪽 어깨로 메고 걸었을 때(조건2), 가방을 한 쪽 어깨에 메고 걸었을 때(조건3), 가방을 한 쪽으로 가로질러 메고 걸었을 때(조건4), 가방을 한 손으로 들고 걸었을 때(조건5)의 다섯 조건으로 구분하여 측정하였다.
- 검사자가 “편안하게 걸으세요”라고 지시하고 14m의 거리를 걷는 동안 양쪽 2m를 제외한 10m 거리를 대상자가 걷는데 소요되는 시간을 측정하였으며, 3회 실시하여 평균값을 구하였다.
- 대상자들은 고르고 단단한 바닥에 그려진 14m 직선 보행로를 따라 평소에 걷는 속도와 동일하게 편안하고 자연스럽게 걷고, 시선은 전방을 향하도록 지시하였다. 대상자가 자연스럽게 보행할 때의 족압을 측정하기 위해서, 대상자로 하여금 보행로를 몇 차례 왕복 보행하도록 하고, 대상자가 측정을 하는 순간을 인식하지 못하도록 측정 구간에 대해 언급하지 않았으며, 처음 5걸음 이후부터 보행하는 동안 측정을 실시하였다.
- 대상자들로 하여금 센서 보호를 위해 양말을 신은 상태에서(Kobayashi 등, 2006) 개개인의 발에 맞는 신발을 신고 10∼20 걸음을 걷게 한 후(Resch et al., 1997) 대상자 개개인의 몸무게에 맞게 좌우 양측을 제작사의 설명에 따라 1초간 보정(calibration)을 실시하였다(Mueller 등, 1996).
- 대상자들은 고르고 단단한 바닥에 그려진 14m 직선 보행로를 따라 평소에 걷는 속도와 동일하게 편안하고 자연스럽게 걷고, 시선은 전방을 향하도록 지시하였다. 대상자가 자연스럽게 보행할 때의 족압을 측정하기 위해서, 대상자로 하여금 보행로를 몇 차례 왕복 보행하도록 하고, 대상자가 측정을 하는 순간을 인식하지 못하도록 측정 구간에 대해 언급하지 않았으며, 처음 5걸음 이후부터 보행하는 동안 측정을 실시하였다.
- 하지만 무거운 가방을 장시간 동안 잘못된 방법으로 멜 경우 우리 몸에 비정상적인 스트레스가 가해져서 척추 측만증이나 근육통과 같은 근골격계 문제가 발생할 수 있다. 많은 선행 연구자들은 이러한 문제점을 파악하고 해결 방안을 찾기 위해 가방의 휴대 방식에 따른 인체의 적응 기전을 운동학적, 동역학적, 생리학적 요인과 관련된 적응 기전에 대해조사를 해왔고, 본 연구에서는 가방의 휴대 방식에 따른 부하의 위치 변화로 인한 인체의 적응 기전 중에서 발바닥에서의 접촉 양상의 변화를 알아보기 위해 가방을 멘 상태에서 보행 시 입각기 동안 F-scan system을 이용하여 족저압을 측정하였다. 가방의 무게는 성별이나 연령에 상관없이 건강한 사람이 충분히 들 수 있는 일반적인 무게인 체중의 15%(Crowe와 Samson, 1997)를 기준으로 하였는데, Chow 등(2005)은 비정상적인 자세를 유발하지 않는 가방의 무게 한계 범위는 체중의 10% 이하라고 하였고, Weir(2002)와 Negrini와 Negrini(2007)는 가방의 무게가 체중의 10∼15% 이상일 경우 근골격계 문제를 유발되고, 체중심을 지지면에 유지시키기 위해 상체가 전방으로 굴곡이 일어나고, 요추의 전만(lordosis)과 흉추의 후만(kyphosis)이 감소해척추가 편평해진다고 하였다.
- , 1997) 대상자 개개인의 몸무게에 맞게 좌우 양측을 제작사의 설명에 따라 1초간 보정(calibration)을 실시하였다(Mueller 등, 1996). 보정은 대상자가 반대쪽 다리를 들고 한쪽 다리로 1초 동안 서고, 한쪽 센서에 전체 체중이 실리도록 하여 대상자의 체중을 센서로 인식하게 하며, 양쪽을 번갈아 실시하였다.
- 본 연구에서는 가방 휴대 방식에 따른 보행 시 입각기 동안의 발바닥에서의 접촉 양상을 분석하기 위해서, 가방을 휴대하지 않고 보행(조건1), 가방을 두 개의 스트랩을 이용하여 양 쪽 어깨에 메고 보행(조건2), 가방을 하나의 스트랩을 이용하여 한 쪽 어깨에 메고 보행(조건3), 가방을 한 쪽으로 가로질러 메고 보행(조건4), 가방을 한 쪽 손으로 들고 보행(조건5) 이렇게 5가지 실험 조건으로 나누어 족저압 측정을 실시하였다. 가방의 무게는 성별이나 연령에 상관없이 건강한 사람이 충분히 들 수 있는 일반적인 무게인 체중의 15% 무게를 선택하였다(Crowe와 Samson, 1997).
- 본 연구에서는 가방의 휴대 방식에 따른 발바닥에서의 접촉 양상 변화를 알아보기 위해휴대 방식을 5가지로 설정하고, 동일한 대상자들이 5가지 조건에서 모두 족저압을 측정하였으며, SPSS 12.0 for window version을 이용하여 5가지 조건 간의 알아보기 위해 반복측정 분산 분석을 실시하였다. 그리고 각 조건 내에서 좌측 발과 우측 발을 비교해 좌·우 비대칭성을 알아보기 위해 독립표본 t-test를 실시하였다.
- 83 프로그램을 이용해 자료를 처리, 처음 걸음과 마지막 걸음을 제외하고 나머지 3∼4걸음을 선택하여 평균 족저압을 구하였다. 이를 토대로 전체 평균 접지시간(total mean contact time: sec), 전체 평균 접촉 면적(total mean contact area: cm2), 접촉 길이(contact length: cm) 및 너비(width: cm)를 측정하였다.
- 자료 수집은 100Hz로 6초 동안 좌·우 양측을 합하여 10∼12 걸음이 될 때까지 실시하였다.
- 본 연구에서는 가방의 휴대 방법이 보행 시 발바닥에서의 접촉 양상에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 연구하였다. 정상 성인 남녀 44명을 대상으로 가방을 양 쪽 어깨에 메고 보행(조건2), 가방을 다섯 조건으로 휴대하고 보행하면서 F-scan system을 이용해족 저압을 측정하였고, 이를 통해 얻어진 10m 보행 시간, 접지시간, 접촉 면적, 접촉 길이 및 너비에 대한 자료를 비교, 분석하였다. 가방 휴대 방식에 따른 자세 적응 기전을 연구한 선행 연구들에 의하면 가방의 비대칭성이 체간과 사지의 자세 변화를 유발한다고 결론을 내릴 수 있는데, 본 연구에서는 반복측정 분산분석을 통한 조건 간 비교에서는 조건에 따라 유의한 변화를 보여주는 항목이 있었지만, 조건 내에서 좌측 발과 우측 발에서의 변화 차이를 비교한 결과에서는 그다지 많은 차이가 나타나지 않았다.
- 자료 수집은 100Hz로 6초 동안 좌·우 양측을 합하여 10∼12 걸음이 될 때까지 실시하였다. 족저압 측정은 보행 주기 가운데 입각기의 전 기간에 걸쳐 발바닥의 각 부분이 지면과 접촉되어지는 동안에 측정하였다. F-scan research 5.
- 측정은 대상자에게 보행 방법에 대해 충분히 설명을 하고, 실험실의 보행로 위를 몇 차례 반복 보행하게 한 후 실험에 대한 심리적 부담이 사라진 자연스러운 상태에서 실시하였다.
- 측정을 하기 전에 우선 신발의 종류 및 재질에 따른 오차를 없애기 위해 환자들의 발에 맞는 굽이 없는 동일한 형태의 신발을 준비하였고, 온도차에 의한 센서의 측정치 오차를 줄이기 위해 센서가 신발 내 환경의 온도와 일치되도록 신발 크기에 맞게 재단이 된 센서를 양측 신발 내에 미리 부착해두었다. 대상자들로 하여금 센서 보호를 위해 양말을 신은 상태에서(Kobayashi 등, 2006) 개개인의 발에 맞는 신발을 신고 10∼20 걸음을 걷게 한 후(Resch et al.
대상 데이터
- 본 연구는 실험의 취지에 대해 충분히 설명을 듣고 실험 참여에 동의한 D대학에 재학 중인 20대 남여 정상 성인을 대상으로 실시하였다. 대상자 선정 기준은 상지와 하지에 보행에 영향을 주는 정형 외과적 또는 신경 외과적 손상과 같은 근골격계 질환이 없는 자, 척주에 병변이나 수술 과거력이 없는 자, 파행 보행과 같은 외형상 걸음걸이의 이상이 없는 자, 다리나 발의 구조적인 이상이 없는 자, 발에 티눈이나 압박종이 없는 자, 복시(diplopia)나 시야(visual field) 결손과 전정 기관 이상이 없는 자 그리고 연구자의 지시를 충분히 이해할 수 있는 자로 하였다.
- 본 연구에 참여한 대상자는 남자 30명, 여자 14명으로 총 44명, 평균 연령이 23.82 ± 3.572세 이었으며, 신장은 평균 171.24 ± 8.24cm이었다.
데이터처리
- F-scan research 5.83 프로그램을 이용해 자료를 처리, 처음 걸음과 마지막 걸음을 제외하고 나머지 3∼4걸음을 선택하여 평균 족저압을 구하였다.
- 그리고 각 조건 내에서 좌측 발과 우측 발을 비교해 좌·우 비대칭성을 알아보기 위해 독립표본 t-test를 실시하였다.
이론/모형
- 보행 시간은 임상적으로 간편하게 측정할 수 있는 부분거리측정법인 10m 거리 보행 테스트(10-meter walk test)을 사용하였다. 검사자가 “편안하게 걸으세요”라고 지시하고 14m의 거리를 걷는 동안 양쪽 2m를 제외한 10m 거리를 대상자가 걷는데 소요되는 시간을 측정하였으며, 3회 실시하여 평균값을 구하였다.
- 본 연구에서는 보행 시 입각기 동안 발바닥에서의 접촉 양상을 측정하기 위하여 F-scan ver 5.83 system(Tekscan Inc., South Boston, USA)을 이용하였다. F-scan system은 신발 내 삽입형인 압력 탐색 센서(insole sensor), 변환 장치(Cuff Units), 변환 장치와 컴퓨터를 연결하는 케이블(Cuff Cable), PCI Interface Board(Super Receiver), 변환장치를 발목에 부착하기 위한 밴드(Velcro Ankle Band), 데스크탑 컴퓨터로 구성되어 있다.
성능/효과
- 정상 성인 남녀 44명을 대상으로 가방을 양 쪽 어깨에 메고 보행(조건2), 가방을 다섯 조건으로 휴대하고 보행하면서 F-scan system을 이용해족 저압을 측정하였고, 이를 통해 얻어진 10m 보행 시간, 접지시간, 접촉 면적, 접촉 길이 및 너비에 대한 자료를 비교, 분석하였다. 가방 휴대 방식에 따른 자세 적응 기전을 연구한 선행 연구들에 의하면 가방의 비대칭성이 체간과 사지의 자세 변화를 유발한다고 결론을 내릴 수 있는데, 본 연구에서는 반복측정 분산분석을 통한 조건 간 비교에서는 조건에 따라 유의한 변화를 보여주는 항목이 있었지만, 조건 내에서 좌측 발과 우측 발에서의 변화 차이를 비교한 결과에서는 그다지 많은 차이가 나타나지 않았다. 이는 가방의 비대칭성 부하로 인한 체중심의 동요가 체간과 사지, 목에서의 자세 적응 기전을 통해 발의 기저면으로 회복이 이루어졌기 때문이라고 생각한다.
- 05). 각 조건 간의 대응별 비교에서 조건5는 조건 1과 조건2, 조건3, 조건4에 비해 유의하게 감소했다(p＜.05)(표 2).
- 또한 일반적으로 지면에 접촉되는 발에 체중 부하를 하였을 때 발의 길이와 너비, 둘레와 관련된 수치가 증가하고, 아치 부분의 용적, 너비, 길이, 높이 등은 감소하는 양상을 관찰할 수 있는데, 본 실험에서도 가방을 멜 경우 발의 접촉 면적과 너비가 증가하는 양상을 볼 수 있었다. 이는 조건 5에서 보행 시 단하지 지지기 동안 발에 가해지는 부하가 다른 네 조건에 비해 증가했고, 이 체중을 부하할 때 종골하 관절이 회내하고, 발의 종아치와 횡아치가 낮아지기 때문이다(김성우 등, 2004).
- 몸무게는 평균66.72 ± 11.26㎏이었는데, 본 연구에서 가방 무게를 몸무게의 15%로 정한 결과 가방의 평균 무게가 약 10 ± 1.70kg이었다.
- 발의 전체 접촉 면적은 다섯 조건 간에 유의한 차이를 보였으며(p＜.05), 조건1과 조건2, 조건1과 조건3, 조건1과 조건4, 조건1과 조건5, 조건2와 조건5 간에 유의한 차이를 보였다(p＜.05).
- 발의 전체 접촉 면적은 다섯 조건 간에 유의한 차이를 보였으며(p＜.05), 조건1과 조건2, 조건1과 조건3, 조건1과 조건5 간에 유의한 차이를 보였다(p＜.05).
- 발의 접촉 너비에서 전족 너비는 다섯 조건 간에 유의한 차이를 보이지 않았고(p＞.05), 또한 각 조건간의 대응별 비교에서도 유의한 차이를 보여 주는 조건들이 없었으며(p＞.05), 중족 너비는 다섯 조건 간에 유의한 차이를 보였으며(p＜.05), 조건2와 조건4, 조건3과 조건4, 조건4와 조건5 간에 유의한 차이를 보였다(p＜.05). 그리고 후족 너비는 다섯 조건 간에 유의한 차이를 보이지 않았지만(p＞.
-
(1) 좌측 발
발의 접촉 시간은 다섯 조건 간에 유의한 차이를 보였으며(p＜.05), 조건 간 대응별 비교에서 조건1과 조건3, 조건1과 조건5, 조건2와 조건3, 조건2와 조건4, 조건2와 조건5, 조건3과 조건5, 조건4와 조건5 간에 유의한 차이를 보였다(p＜.05).
- 발의 접촉 종적 길이는 다섯 조건 간에 유의한 차이를 보이지 않았고(p＞.05), 조건1과 조건2, 조건1과 조건3, 조건1과 조건5 간에 유의한 차이를 보였다(p ＜.05).
- 본 연구에서는 보행 시간이 다섯 조건 간에는 유의한 차이가 있었지만, 각각 조건간의 비교에서 살펴보면, 조건1과 조건2, 조건3, 조건4 간에는 보행 시간에 약간의 차이는 있을 뿐 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않아, 안준수(2006)의 연구 결과와 일치하였다. 하지만 조건5는 다른 네 조건보다 유의하게 감소를 보여 보행 속도가 감소한다는 선행 연구들과는 반대의 결과를 보여 주었는데, 이것은 실험 대상자가 가방의 무게로 인한 부담감으로 인해 작업 수행을 빨리 해버리려고 하는 심리적인 효과가 작용한 것으로 생각된다.
- 접촉 시간은 다섯 조건 간에 유의한 차이를 보였으며(p＜.05), 조건 간 대응별 비교에서 조건1과 조건5, 조건2와 조건5, 조건3과 조건5, 조건4와 조건5 간에 유의한 차이를 보였다(p＜.05).
- 본 연구에서 다섯 가지의 가방 휴대 방법에 따른 보행 시 입각기 동안의 접촉 양상을 분석하기 위해 발바닥의 지면 접촉 시간과 접촉 면적을 비교하였다. 조건에 따른 접촉 시간을 보면 좌우측 발 모두 조건2는 조건1과 비슷한 수치를 보이지만, 다른 조건에 비해높은 수치를 보여주었고, 조건 5에서는 접촉 시간이 다른 네 조건에 비해 유의한 차이를 보이며 감소했으며, 조건3과 조건4는 서로 비슷한 양상을 보여주었다. 그런 반면에 각 조건 내에서 좌·우측 발을 서로 비교한 결과 모든 조건에서 좌측 발과 우측 발의 접촉 시간은 유의한 차이가 없었다.
- 특히 가방을 한 손으로 드는 조건 5의 경우 좌측 발의 접촉 면적이 다른 조건들에 비해 유의하게 증가하였다. 좌측 발에서 중족 너비가 다섯 조건 간에 유의한 차이를 보이면서, 조건5에서의 증가가 두드러졌고, 우측 발에서는 종족 너비가 역시 다섯 조건 간에 유의한 차이를 보이면서, 가방을 멘 경우가 가방을 메지 않은 경우보다 중족에서의 접촉 너비가 더 증가하였다.
- 하지만 조건 내 좌·우 비교에서는 모든 조건에서 유의한 차이를 보이지 않았는데, 이를 통해볼 때 가방의 무게와 휴대 방식에 따른 비대칭성은 발에서의 접촉 양상은 변화 시키면서도 좌·우 대칭성에는 큰 영향을 주지 않은 것을 알 수 있었다.
- 05). 후족 너비는 다섯 조건 간에 유의한 차이를 보였으며(p＜.05), 조건1과 조건2, 조건1과 조건3, 조건1과 조건4, 조건1과 조건5, 조건2와 조건3 간에 유의한 차이를 보였다(p＜.05)(표 3).
후속연구
- 비록 본 연구에서 가방의 비대칭 부하로 인한 발에서의 좌·우 불균형 두드러지게 나타나지는 않았었지만, 비대칭 부하로 인한 발바닥에서의 변화와 예상되는 병리적 양상뿐만 아니라, 측만증이나 후만증과 같은 비정상적 자세를 치료하는 방법에 대해서도 연구할 필요가 있다고 생각한다.
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