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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 족저압 측정 시스템인 F-scan system을 이용하여 비대칭적인 가방 휴대가 보행을 하는 동안 족저압에 어떠한 변화를 일으키는지 알아보고, 부하에 대한 자세 적응 기전에서 자세 변화와 발의 관련성에 대한 기초 자료를 제시하고자 하였다.
- 본 연구에서는 F-scan system을 이용하여 보행 시 족저압의 변화 양상을 측정함으로써 비대칭적인 가방 휴대가 척추 변형과고 연관이 있는 발에서의 적응 기전에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다.
- 본 연구에서는 F-scan system을 이용하여 비대칭성 가방 휴대가 족저압에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 그 결과 가방의 무게로 인해 족저압의 크기가 가방을 메지 않았을 때에 비해 증가하였지만, 가방 휴대 방법에 따른 비교에서는 발에서의 족저압이 통계적으로 유의한 변화를 보여 주지 않았고, 양쪽 발 사이에서의 비대칭성 또한 전체적으로 유의하지 않은 것을 확인할 수 있었다.
- 본 연구에서는 가방을 메는 방법에 따라 오른쪽 발과 왼쪽 발에서 족저압 분포 양상이 어떻게 변화되는지 살펴보았다. 그 결과 가방 휴대 방법이 대칭성일 경우와 비대칭성일 경우 모두 발에서의 족저압 변화에는 유의한 변화를 발생시키지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.
제안 방법
- 가방 휴대 방법에 따라 발바닥에서의 족저압 분포가 어떻게 변하는지를 알아보기 위해 세 가지 조건에서 측정된 족저압을 서로 비교 분석하였다. 그 결과 오른쪽 발의 Midfoot 영역에서만 서로 유의한 차이를 보여주었고, 왼쪽 발의 모든 영역과 오른쪽 발의 6개 영역에서는 모두 세 가지 조건 간에 유의한 변화가 없는 것으로 나타났다.
- 가방 휴대 방법에 따른 보행 시 부위별 최대 족저압을 왼쪽 발과 오른쪽 발에서 각각 비교 분석하였다.
- 대상자들에게 양말을 신은 상태에서(Kobayashi 등, 2006) 개개인의 발에 맞는 신발을 신게 하였고, 10∼20 걸음을 자유롭게 걷게 한 후(Resch 등, 1997), 제작사의 설명에 따라 1초간 보정(calibration)을 실시하였다(Mueller와 Strube, 1996). 그리고 나서 대상자들로 하여금 시선을 전방으로 향한 채 직선 보행로를 따라 평소와 같이 편안한 속도로 몇 차례 반복 보행하게 하여 자연스러운 보행이 이루어지도록 하였다. 대상자가 편안하게 보행하는 것이 확인되면, 대상자가 측정 순간을 인지하지 못하도록 측정 구간을 언급하지 않은 상태에서 처음 5 걸음 이후부터 무작위로 6초간 좌ㆍ우 양측을 합하여 10∼12 걸음이 될 때까지 100㎐로 측정하였다.
- 본 연구에서는 비대칭적인 가방 휴대에 따라 보행을 하는 동안 발바닥에서 족저압이 어떻게 변하는지 분석하기 위해서 실험 조건을 가방을 휴대하지 않고 보행(조건1), 두 개의 멜빵을 이용하는 배낭(backpack)을 양쪽 어깨에 메고 보행(조건2), 하나의 멜빵을 이용하는 어깨 가방(shoulder bag)을 한 쪽 어깨에 메고 보행(조건3)으로 구분하였다. 그리고 모든 대상자들에게 3가지 조건을 모두 적용하여 보행을 하게 한 후 족저압을 측정하였으며, 조건을 적용하는 순서는 무작위로 실시하였다. 가방의 무게는 실험 대상자 체중의 15%에 해당하는 무게를 선택하였고(Crowe와 Samson, 1997), 가방을 한쪽으로 휴대를 하는 조건에서는 가방의 위치를 동일하게 하기 위해 가방 멜빵을 오른쪽 어깨에 위치하도록 하였다.
- 대상자가 편안하게 보행하는 것이 확인되면, 대상자가 측정 순간을 인지하지 못하도록 측정 구간을 언급하지 않은 상태에서 처음 5 걸음 이후부터 무작위로 6초간 좌ㆍ우 양측을 합하여 10∼12 걸음이 될 때까지 100㎐로 측정하였다.
- 발바닥에서 족저압을 측정하기 위해 발바닥을 7부위로 구분하였는데, 엄지발가락(Hallux), 2∼5번 발가락(Toe), 제1중족골두(Met 1), 제2,3 중족골두(Met 23), 제4,5 중족골두(Met 45), 중족부(Mid foot), 발꿈치(Heel)로 나누었으며, 각 부위의 면적은 5×5 unit로 설정하였다.
- 보행을 하는 동안의 입각기 기간에 측정된 족저압을 자료 수집에 사용하였으며, 족저압을 좀 더 정확히 측정하기 위해 기록된 걸음의 처음과 마지막 걸음을 제외한 나머지 3∼4 걸음을 선택하여 F-scan research 5.83 프로그램을 통해 발바닥의 지정된 부위에서의 족저압을 측정하여 각 부위에서의 평균 최대 족저압(peak pressure)을 산출하였다.
- 본 연구에서 가방 휴대 방법에 따른 왼쪽 발과 오른쪽 발 사이의 비대칭성을 알아보기 위해 각 보행 조건 별로 양측 발 사이의 최대 족저압을 비교 분석 하였다. 그 결과 수치상으로는 어느 정도의 변화를 보여 주기는 하였지만, 대체적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다.
- 본 연구에서는 보행 시 입각기(stance phase) 동안 발에서의 족저압을 측정하기 위해 압력 탐색 센서(insole sensor), 변환 장치(Cuff Units), 변환 장치와 컴퓨터를 연결하는 케이블(Cuff Cable), PCI Interface Board(Super Receiver), 변환 장치를 발목에 부착하기 위한 밴드(Velcro Ankle Band), 데스크탑 컴퓨터로 구성되어 있는 F-scan ver 5.83 system (Tekscan Inc, South Boston, 미국)을 이용하였다. F-scan system은 신발 안에 압력 감지 센서를 삽입해 신발과 발 사이에서 발생하는 족저압을 분석하는 장치로, 양측 발을 동시에 측정할 수 있고, 한 번에 여러 걸음을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 발의 특정 부위만을 선택적으로 측정할 수 있다(Kim 등, 2000; Kim, 2007; Mueller와 Strube, 1996; Rosenbaum과 Becker, 1997).
- 본 연구에서는 비대칭적인 가방 휴대에 따라 보행을 하는 동안 발바닥에서 족저압이 어떻게 변하는지 분석하기 위해서 실험 조건을 가방을 휴대하지 않고 보행(조건1), 두 개의 멜빵을 이용하는 배낭(backpack)을 양쪽 어깨에 메고 보행(조건2), 하나의 멜빵을 이용하는 어깨 가방(shoulder bag)을 한 쪽 어깨에 메고 보행(조건3)으로 구분하였다. 그리고 모든 대상자들에게 3가지 조건을 모두 적용하여 보행을 하게 한 후 족저압을 측정하였으며, 조건을 적용하는 순서는 무작위로 실시하였다.
- 신발은 종류와 굽 높이에 따른 오차를 없애기 위해 굽이 거의 없는 동일한 제품의 신발인 면실내화(태화, 한국)를 대상자들의 발에 맞는 다양한 크기로 준비하였고, 온도차에 의한 센서의 오차를 줄이기 위해 실험 전에 미리 신발 크기에 맞게 재단이 된 센서를 양측 신발 내에 삽입하여 신발 내 온도와 일치되도록 하였다.
대상 데이터
- 본 연구에는 정상 성인 남자 23명이 참여하였고, 평균 연령은 25.04±3.76세, 신장은 평균 175.54±6.05cm 이었다.
- 본 연구에서는 D대학의 20대 정상 성인 남자 23명이 실험에 참가하였다. 대상자들은 정상적인 보행에 영향을 미칠 수 있는 요소가 전혀 없는 자들로, 선정 조건은 상지와 하지에 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 자로 하였다.
데이터처리
- 0 for window version을 이용하여 조건 간의 최대 족저압의 차이를 알아보기 위해 일원 배치 분산분석(one way ANOVA)을 실시하였고, 각 조건간의 차이를 알아보고자 LSD 사후 검정을 실시하였다. 그리고 각 조건에서 좌ㆍ우측 발 사이의 비대칭성을 알아보기 위해 독립표본 t-test를 실시하였다. 통계학적 유의수준 α는 .
- 본 연구에서 수집된 자료는 SPSS 12.0 for window version을 이용하여 조건 간의 최대 족저압의 차이를 알아보기 위해 일원 배치 분산분석(one way ANOVA)을 실시하였고, 각 조건간의 차이를 알아보고자 LSD 사후 검정을 실시하였다. 그리고 각 조건에서 좌ㆍ우측 발 사이의 비대칭성을 알아보기 위해 독립표본 t-test를 실시하였다.
- 본 연구에서는 비대칭적인 가방 휴대가 보행을 하는 동안 족저압에 어떠한 변화를 유발하는지 알아보기 위해 발바닥을 7 부위로 나누어 F-Scan system을 이용해 최대 족저압을 측정한 후 일원 배치 분산분석(one way ANOVA)을 실시하였으며, LSD를 통해 사후검정을 실시하였다.
성능/효과
- 본 연구에서는 가방을 메는 방법에 따라 오른쪽 발과 왼쪽 발에서 족저압 분포 양상이 어떻게 변화되는지 살펴보았다. 그 결과 가방 휴대 방법이 대칭성일 경우와 비대칭성일 경우 모두 발에서의 족저압 변화에는 유의한 변화를 발생시키지 않는다는 것을 확인할 수 있었다. 특히 가방을 비대칭적으로 메고 보행을 하더라도 가방의 무게를 적절히 분산시키고, 지지면 내에 체중심선을 유지시키려는 자세 적응 기전으로 인해 양 쪽 발 사이에서의 비대칭적인 양상은 일부 영역에서의 눈에 띄는 변화가 나타나기는 하였지만, 전체적으로 볼 때는 유의한 차이를 보이지 않는 것을 확인할 수 있었다.
- 본 연구에서는 F-scan system을 이용하여 비대칭성 가방 휴대가 족저압에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 그 결과 가방의 무게로 인해 족저압의 크기가 가방을 메지 않았을 때에 비해 증가하였지만, 가방 휴대 방법에 따른 비교에서는 발에서의 족저압이 통계적으로 유의한 변화를 보여 주지 않았고, 양쪽 발 사이에서의 비대칭성 또한 전체적으로 유의하지 않은 것을 확인할 수 있었다. 이러한 변화는 가방의 위치로 인해 변화된 체중심의 위치 변화를 최소화하고, 체중심선의 위치를 지지면 내에 유지시키려고 하는 자세 적응 기전이 일어났기 때문으로 생각된다.
- 본 연구에서 가방 휴대 방법에 따른 왼쪽 발과 오른쪽 발 사이의 비대칭성을 알아보기 위해 각 보행 조건 별로 양측 발 사이의 최대 족저압을 비교 분석 하였다. 그 결과 수치상으로는 어느 정도의 변화를 보여 주기는 하였지만, 대체적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. Lee(2010)도 배낭의 휴대 방법에 따라 보행 시 왼쪽 발과 오른쪽 발 사이의 족저압 변화 양상을 비교 분석하였는데, 휴대 방법에 따라 발에서 유의한 변화를 보이는 영역이 있었지만, 대체적으로 유의한 차이가 없다고 보고하였다.
- 가방 휴대 방법에 따라 발바닥에서의 족저압 분포가 어떻게 변하는지를 알아보기 위해 세 가지 조건에서 측정된 족저압을 서로 비교 분석하였다. 그 결과 오른쪽 발의 Midfoot 영역에서만 서로 유의한 차이를 보여주었고, 왼쪽 발의 모든 영역과 오른쪽 발의 6개 영역에서는 모두 세 가지 조건 간에 유의한 변화가 없는 것으로 나타났다.
- 그리고 사후 검정을 실시한 결과 다른 영역들에서는 조건 간에 유의한 차이를 보여 주지 않았지만, Met23의 경우 조건 1에 비해 조건 2에서 유의하게 증가한 것을 볼 수 있었다 (p<.05).
- 05). 그리고, Heel 영역에서는 조건 3이 조건 1에 비해 유의하게 증가한 것을 볼 수 있었으며(p<.05), 이 외의 다른 영역에서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다(p>.05).
- 분산 분석을 실시한 결과 모든 영역에서 통계학적으로 유의하지 않은 것으로 나타났다(p>.05).
- 분산 분석을 실시한 결과 오른쪽 발에서는 Midfoot 영역을 제외하고, 나머지 영역에서는 모두 보행 조건에 따라 서로 유의한 차이를 보여 주지 않았다(p>.05).
- 사후 검정을 실시한 결과 Midfoot 영역에서 조건 1에 비해 조건 2에서 유의한 증가를 보였고(p<.05), 조건 3은 조건 2에 비해 유의하게 감소되었지만(p.05).
- Moon 등(1997)의 연구에서도 서있는 상태에서 제2,3 중족골두 부분이 가장 높은 족저압을 나타냈고, 발꿈치 안쪽 부위가 그 다음으로 높았지만, 보행 시에는 발꿈치 바깥 부위가 가장 높은 족저압을 보여 주었고, 발꿈치 안쪽 부위가 다음 순이라고 하였다. 이러한 선행 연구 결과들을 종합해 보면 보행 시에 발꿈치 부위에서 가장 높은 족저압이 발생하고, 다음으로 엄지발가락과 1-3번 중족골두 부위가 높은 족저압이 발생한다는 것을 알 수 있는데, 본 연구에서도 조건 1에서의 족저압 분포 양상을 살펴보면 이와 유사한 분포를 보여 준다는 것을 알 수 있었다.
- 그 결과 가방 휴대 방법이 대칭성일 경우와 비대칭성일 경우 모두 발에서의 족저압 변화에는 유의한 변화를 발생시키지 않는다는 것을 확인할 수 있었다. 특히 가방을 비대칭적으로 메고 보행을 하더라도 가방의 무게를 적절히 분산시키고, 지지면 내에 체중심선을 유지시키려는 자세 적응 기전으로 인해 양 쪽 발 사이에서의 비대칭적인 양상은 일부 영역에서의 눈에 띄는 변화가 나타나기는 하였지만, 전체적으로 볼 때는 유의한 차이를 보이지 않는 것을 확인할 수 있었다.
후속연구
- 비록 본 연구에서는 가방을 비대칭성으로 휴대하더라도 대칭성으로 휴대를 한 경우와 큰 차이가 없는 것으로 나타났지만, 향후 신체 각 부위에서의 근활성도와 각 분절에서의 움직임 변화에 대한 연구를 추가적으로 시행한다면 신체 분절과 발에서의 조절 기전의 상호연관성을 확인하여 올바른 가방 휴대 방법에 대한 정보를 좀 더 정확하게 제공해 줄 수 있을 것으로 생각된다.
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