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문제 정의
- 그런데 관성측정장치를 이용한 요추운동 평가를 함에 표준화된 평가시스템이 구축되어 있지 않고, 평가 시스템의 신뢰도에 대해 아직 보고된 바 없다. 따라서 본 연구의 목적은 관성측정장치를 이용하여 요추 운동 평가시스템을 개발하고, 개발된 평가시스템이 만족할 만한 신뢰도를 나타내는지 살펴보는 데 있다. 이를 위해 요통의 과거력이 없는 건강한 20대 남성 19명을 대상으로 관성측정장치를 이용하여 요추가동범위 측정 시 검사 내 반복성과 검사-재검사 신뢰도를 연구하였다.
제안 방법
- 19명의 건강한 20대 남성을 대상으로 관성측정장치를 부착하고 요추의 굴곡 및 신전, 좌우 측굴 및 좌우 회전 가동범위를 측정하였다. 각 동작은 3회씩 반복하였고, 이 모든 과정이 1회의 검사 과정이며 1시간 간격으로 재검사를 진행하였다(Fig.
- 4). 1인의 시험자가 미세전자기계시스템 관성측정장치 트랜스미터를 피험자에게 부착시킨 후 피험자에게 검사에 관한 설명 영상을 시청하도록 지시하였고 다른 1인의 시험자는 LabVIEW 2010(National Instruments Inc, Austin, TX, USA)이 지원되는 컴퓨터로 전송된 각도값 데이터를 확인하였다.
- 19명의 건강한 20대 남성을 대상으로 관성측정장치를 부착하고 요추의 굴곡 및 신전, 좌우 측굴 및 좌우 회전 가동범위를 측정하였다. 각 동작은 3회씩 반복하였고, 이 모든 과정이 1회의 검사 과정이며 1시간 간격으로 재검사를 진행하였다(Fig. 1).
- 본 시험은 5×5m의 실내 공간에서 진행하였고 두 개의 미세전자기계시스템 관성측정장치 트랜스미터, 하나의 라디오 프리퀀시 리시버가 지원되는 환경에서 시행되었다(Table 1).
- 본 시험은 피험자가 서 있는 자세에서 임상경력 5년 이상 근골격계 환자를 진료하는 임상한의사 1인이 L1극돌기(spinous process)및 양측 후상장골극(posterior superior iliac spine, 이하 PSIS) 중앙점을 촉진하고 미세전자기계시스템 관성측정장치를 스킨테이프(micropore, 3M, Seoul, South Korea)를 이용하여 부착한다. 원활한 양측 후상장골극 촉진과 L1 극돌기의 촉진을 위하여 상의는 탈의하게 한 후, 하의는 미리 준비한 동일한 반바지로 갈아입게하였다.
- 원활한 양측 후상장골극 촉진과 L1 극돌기의 촉진을 위하여 상의는 탈의하게 한 후, 하의는 미리 준비한 동일한 반바지로 갈아입게하였다. 시험자마다 상이한 신발을 착용하여 발생하는지면과의 마찰력 및 높낮이 차이로 인한 측정오차를 최소화하기 위하여 신발은 모두 벗고 동일한 위생덧신(Yuhan Kimberly, Ltd, Seoul, Korea)을 개인별로 지급하여 착용하게 하였다. 양측 후상장골극 중앙점에 기준이 되는 관성측정장치(기준센서)를 부착하고 L1극돌기에 다른 하나의 관성측정장치(동작센서)를 부착하였다(Fig.
- 신전(extension)과 우측 측굴(right lateral bending), 좌측측굴(left lateral bending), 우측회전(right rotation), 좌측회전(left rotation) 동작에 관한 자세한 설명을 포함한 영상을 시청하였다(Fig. 4). 1인의 시험자가 미세전자기계시스템 관성측정장치 트랜스미터를 피험자에게 부착시킨 후 피험자에게 검사에 관한 설명 영상을 시청하도록 지시하였고 다른 1인의 시험자는 LabVIEW 2010(National Instruments Inc, Austin, TX, USA)이 지원되는 컴퓨터로 전송된 각도값 데이터를 확인하였다.
- 시험자마다 상이한 신발을 착용하여 발생하는지면과의 마찰력 및 높낮이 차이로 인한 측정오차를 최소화하기 위하여 신발은 모두 벗고 동일한 위생덧신(Yuhan Kimberly, Ltd, Seoul, Korea)을 개인별로 지급하여 착용하게 하였다. 양측 후상장골극 중앙점에 기준이 되는 관성측정장치(기준센서)를 부착하고 L1극돌기에 다른 하나의 관성측정장치(동작센서)를 부착하였다(Fig. 3). 이후에 피험자는 관성측정장치를 테이프로 각각 양측 후상장골극 중앙점과 요추1번 극돌기에 부착한 후, 검사에 관한 설명을 영상으로 시청하였다.
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이를 위해 요통의 과거력이 없는 건강한 20대 남성 19명을 대상으로 관성측정장치를 이용하여 요추가동범위 측정 시 검사 내 반복성과 검사-재검사 신뢰도를 연구하였다. 요통 기능장애 척도(oswestry disability index, 이하 ODI)로 사전 설문을 진행하여 요추에 이상이 없는 피험자를 대상으로 미세전자기계시스템 관성측정장치(microelectromechanical system inertial measurement unit, 이하 MEMS-IMU)를 이용하여 요추의 굴곡, 신전, 측굴, 회전의 움직임을 측정한 후, 요추 가동범위 측정과 재측정을 시행하였다.
- 19명의 건강한 20대 남성을 대상으로 관성측정장치를 부착하고 요추의 굴곡 및 신전, 좌우 측굴 및 좌우 회전 가동범위를 측정하였다. 각 동작은 3회씩 반복하였고, 이 모든 과정이 1회의 검사 과정이며 1시간 간격으로 재검사를 진행하였다(Fig. 1).
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이러한 요구에 동작 분석 시스템인 VICON system(VICON Motion Systems Ltd, Oxford, United Kingdom)은 인체의 운동을 분석, 근골격계의 운동 및 관절 가동범위를 평가할 수 있다는 장점이 있지만 시스템 설치에 넓은 공간 및 많은 비용이 필요하여 1, 2차 의료기관에서 간편하게 사용할 인체의 운동 평가도구로는 한계가 있다9). 이런 문제점을 보완하기 위해 경제적이고 휴대하기 편리하며 실시간 및 비침습적으로 관절운동범위(range of motion, 이하 ROM)정보를 수집해 인체의 운동을 3차원으로 평가하고 분석할 수 있는 검사도구인 관성측정장치(inertial mea-surement unit, 이하 IMU)를 이용한 측정 시스템이 제안되어 요추 및 경추 관절 운동 측정 시 활용되었다12-14).
- 따라서 본 연구의 목적은 관성측정장치를 이용하여 요추 운동 평가시스템을 개발하고, 개발된 평가시스템이 만족할 만한 신뢰도를 나타내는지 살펴보는 데 있다. 이를 위해 요통의 과거력이 없는 건강한 20대 남성 19명을 대상으로 관성측정장치를 이용하여 요추가동범위 측정 시 검사 내 반복성과 검사-재검사 신뢰도를 연구하였다. 요통 기능장애 척도(oswestry disability index, 이하 ODI)로 사전 설문을 진행하여 요추에 이상이 없는 피험자를 대상으로 미세전자기계시스템 관성측정장치(microelectromechanical system inertial measurement unit, 이하 MEMS-IMU)를 이용하여 요추의 굴곡, 신전, 측굴, 회전의 움직임을 측정한 후, 요추 가동범위 측정과 재측정을 시행하였다.
- 3). 이후에 피험자는 관성측정장치를 테이프로 각각 양측 후상장골극 중앙점과 요추1번 극돌기에 부착한 후, 검사에 관한 설명을 영상으로 시청하였다.
- 첫 번째 설명 영상을 시청하고 두 번째 설명 영상을 보기 전에 임상 한의사 1인이 피험자가 영상과 상이한 동작을 하거나 피험자의 양측 족저부가 바닥에서 떨어지는 경우, 혹은 신전 동작 시에 슬관절 굴곡이 일어나는 경우 등을 지적하고 시정하게 하여 검사자 내 신뢰도가 높은 수준으로 유지되도록 하였다. 이후에 피험자는 영상을 다시 보면서 첫 번째 시험측정에 임하였다.
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뒷부분은 실제 임상검사에 임할 때 참고하는 영상으로 제작하였다. 첫 번째 시험(검사)에서는 두 부분 모두를 시청하여 시험에 임하였고, 두 번째 시험(재검사)시작 전 시험자가 간략하게 동작을 상기시켜 주고 영상의 두 부분 중 뒷부분만 시청하면서 실제 임상검사에 임하도록 하였다.
- 시험자는 피험자가 영상을 보고 동일하게 동작하도록 지시하였다. 피험자가 사전에 보는 영상은 두 부분으로 나뉘는데 앞부분은 연습동작으로 굴곡 및 신전, 측굴 및 회전을 시험삼아 영상을 보면서 따라할 수 있도록 제작하였다. 뒷부분은 실제 임상검사에 임할 때 참고하는 영상으로 제작하였다.
- 이후에 피험자는 영상을 다시 보면서 첫 번째 시험측정에 임하였다. 피험자는 차례로 굴곡, 신전과 우측 측굴, 좌측 측굴, 우측회전, 좌측회전 동작을 영상과 동일하게 3회씩 반복 시행하였다. 이 모든 과정이 1회의 검사 과정이며 1시간 간격으로 재검사를 진행하였다.
대상 데이터
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본 시험에서 이용한 미세전자기계시스템 관성측정장치는 두 개의 미세전자기계시스템 관성측정장치 트랜스미터(model EBIMU24G, E2BOX, Seoul, South Korea)와 하나의 라디오 프리퀀시 리시버(radio frequency receiver, RFR)(model EBRF24G3CH, E2BOX, Seoul, South Korea)로 구성된다.
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