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문제 정의
- 이에 따라 본 연구에서는 건강한 성인을 대상으로 동측과 반대측에 지팡이를 짚을 때 무릎에 가해지는 역학적 요인들을 분석하여 하지 손상 환자들의 지팡이 활용에 사용될 수 있는 임상적 근거를 마련하고자 한다.
제안 방법
- 대상자는 26 ℃로 설정된 실험 공간 안에서 반팔 상의와 짧은 하의를 착용하고 골반과 하지의 해부학적 위치(helen hayes merker set)에 15개의 반사마커를 부착하고 길이 10 m의 보행로를 걷도록 한다. 걷는 방법은 처음에는 자연스럽게 걷도록 하고, 지팡이 보행을 하는 경우 지팡이는 오른손에 짚고 걷도록 하고, 지팡이 보행의 형태는 반대측에 짚을 경우 에는 기준다리와 같이 즉 2점보행 형태로 사용하고, 동측에 지팡이를 사용할 경우에도 기준다리와 지팡이가 함께 나가도록 한다.
- 보행 형태에 따라 왕복 10회 이상 걷도록 하였으며, 대상자들의 보행 속도는 각자의 가장 편하고 자연스러운 속도로 걷도록 하였다. 동측과 반대측에 지팡이를 짚을 때 기준다리 무릎의 굽힘 폄 바깥굽이 모멘트, 지면반력을 측정 하였다.
- 걷는 방법은 처음에는 자연스럽게 걷도록 하고, 지팡이 보행을 하는 경우 지팡이는 오른손에 짚고 걷도록 하고, 지팡이 보행의 형태는 반대측에 짚을 경우 에는 기준다리와 같이 즉 2점보행 형태로 사용하고, 동측에 지팡이를 사용할 경우에도 기준다리와 지팡이가 함께 나가도록 한다. 보행 형태에 따라 왕복 10회 이상 걷도록 하였으며, 대상자들의 보행 속도는 각자의 가장 편하고 자연스러운 속도로 걷도록 하였다. 동측과 반대측에 지팡이를 짚을 때 기준다리 무릎의 굽힘 폄 바깥굽이 모멘트, 지면반력을 측정 하였다.
- 동작분석 시스템은 인체의 특정 해부학적 위치에 반사마커를 부착하여 인체 동작을 적외선 카메라를 이용해 반사마커의 궤적을 촬영하여 분석하는 시스템이다. 본 연구에서는 6개의 적외선 카메라를 이용하여 대상자의 데이터는 100 ㎐로 수집하여 OrthoTrak(EVa/EVaRT software, Motion Analysis Corporation, Santa Rosa, USA)으로 분석하였다.
- 족저압력 측정장치는 보행로의 중간 지점에 매립 설치되어 대상자의 보행 중 족저압력을 측정 및 분석하는 장치이다. 본 연구에서는 대상자의 의도적인 보행이 나타나지 않도록 보행 연습 실시 후 다수의 측정을 실시하여 힘판의 중앙부를 가장잘 밟은 시행을 검증자료로 선택하였다. 힘판의 아날 로그 신호는 샘플링 주파수 120 Hz, 역치는 20 N으로 수집되었으며 마찬가지로 OrthoTrak (EVa/EVaRT software, Motion Analysis Corporation, Santa Rosa, USA)으로 분석하였다.
- 본 연구에서는 대상자의 의도적인 보행이 나타나지 않도록 보행 연습 실시 후 다수의 측정을 실시하여 힘판의 중앙부를 가장잘 밟은 시행을 검증자료로 선택하였다. 힘판의 아날 로그 신호는 샘플링 주파수 120 Hz, 역치는 20 N으로 수집되었으며 마찬가지로 OrthoTrak (EVa/EVaRT software, Motion Analysis Corporation, Santa Rosa, USA)으로 분석하였다.
대상 데이터
- 본 연구의 대상자는 부산에 소재한 C대학교에 재학 중인 신체 건강한 성인 남 5명, 여 5명으로 총 10명을 대상으로 하였다. 대상자들은 본 연구에 자발적으로 동의하며 최근 1년 이내 근골격계 및 신경계, 정신적 질환의 과거력이 없는 자에 한하여 시행하였다.
데이터처리
- 각 대상자의 동측 지팡이 보행과 반대측 지팡이 보행의 차이를 알아보기 위해 대응표본 t-test를 시행하였고 유의수준은 p<0.05로 설정하였다.
성능/효과
- 재활 전문가들은 보행 시 체중부하를 감소시키고 하지 관절에 통증을 감소시키기 위해 지팡이의 사용을 권고한다.2 하지에 불안정성이 있는 환자들은 특징적으로 동측에 지팡이를 짚는 반면, 통증이나 약화가 있는 사람들은 반대측에 지팡이를 짚는다.3,4
- 05). 또한 동측과 반대측 지팡이 사용간에는 반대측에 짚는 것이 동측에 짚은 경우 보다 폄 모멘트가 유의하게 감소하였다(p=0.05)(Table 3).
- 보행 동안 수직반력은 디딤기의 부하반응기와 밀기(push off)에서 두 번의 최대 크기를 나타낸다. 본 연구는 정상적인 보행과 비교하였을 때 지팡이를 동측이나 반대측에 사용하였을 때 수직 지면반력이 모두 감소하는 경향을 보였으나 특히 동측에 짚었을 때 더 유의하게 감소하였다. Dixie 등21의 연구에서도 건강한 사람을 대상으로 지팡이를 사용하지 않았을 때와 동측과 반대측에 지팡이를 사용할 때 모두 유의하게 수직 지면반력이 감소하였다고 하였으며 동측과 반대측을 비교한 결과는 유의한 차이를 보이지 않았다고 보고하였다.
- 본 연구에서는 통계적인 유의성은 없었지만 반대측에 지팡이를 짚었을 때 바깥굽이 모멘트가 감소하는 경향을 보였으며 동측에 지팡이를 짚었을 때는 지팡이를 짚지 않았을 때 보다 증가하는 양상을 보였다. 즉 동측에 짚을 때 안굽이 모멘트는 감소한다는 의미이다.
- 최대 폄 모멘트는 디딤기의 초기에 최대에 도달하는데, 본 연구에서 동측에 지팡이를 짚었을 때는 변화가 없었으나 반대측에 사용 하였을 때는 유의한 감소를 보였다. 이는 반대측에 지팡이 사용이 무릎 폄 모멘트를 감소시킨다고 보고한 Ajemian 등9의 연구와도 일치하는 결과이다.
- 3% 감소하였다고 하였다. 측정치들은 반대측에 지팡이를 사용했을 때 고관절 외전근에 한해 효과적으로 감소하였고, 그에 따라 근수축에 연관된 관절 압박력도 감소하였다. 일반적으로 반대편에 사용하는 지팡이는 보행하는 동안 팔과 다리의 정상적인 상호교대 움직임을 일으키며 지팡이와 발 사이의 기저면 안에 중력 중심이 유지되도록 한다.
- Dixie 등21의 연구에서도 건강한 사람을 대상으로 지팡이를 사용하지 않았을 때와 동측과 반대측에 지팡이를 사용할 때 모두 유의하게 수직 지면반력이 감소하였다고 하였으며 동측과 반대측을 비교한 결과는 유의한 차이를 보이지 않았다고 보고하였다. 하지만 반대측에 짚었을 때 9% 감소 동측에 짚었을 때 7% 감소하지만 유의한 차이는 보이지 않았다 하여 본연구의 반대측 9% 감소 동측 22% 감소와는 통계적으로는 차이가 없었으나 서로 반대되는 결과를 보이고 있다. Lyu 등8은 지팡이를 사용하는 가장 효율적인 방법은 지팡이 끝과 발이 동시에 지면에 닿도록 조절하는 것이 가장 효과적이며 그렇게 함으로서 뒷꿈치 닿기에서 34.
후속연구
- 본 연구에서는 건강한 성인 남자를 대상으로 적용함으로써 지팡이를 사용하는 과정에서 지팡이에 가해지는 하중을 일정 하게 유지하지 못하였고 환자들보다 적게 주었을 가능성이 있기 때문에 향후 연구에서는 지팡이에 가해지는 하중의 양을 일정하게 조절하고 또한 하중의 크기에 따른 무릎관절의 운동학적 요인의 변화를 연구하는 것이 필요하다고 생각된다.
- 한편 Vargo 등6은지팡이를 사용하면 넙다리네갈래근의 작용이 감소한다고 하였는데, 이는 반대측에 지팡이를 짚을 때 환측 다리와 반대측 팔이 상호적으로 앞으로 나가므로, 지면반력 벡터가 무릎 뒤쪽으로 지나가는 것이 감소하기 때문에 폄 모멘트가 더 유의하게 감소되었을 것으로 생각된다. 이러한 폄 모멘트 감소는 무릎 폄근의 작용을 줄일 수 있는 방법으로 폄근에 통증과 약증이 있는 경우에 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.
- 이는 반대측에 지팡이 사용이 적은 굽힘 모멘트로도 무릎을 굽힐 수 있음을 의미하는 것으로 발 떨어짐(foot drop) 환자의 보행에서 무릎관절을 많이 굽혀야 하는 경우 또는 무릎 굽힘근이 약한 경우 반대편에 지팡이를 사용하는 것이 유리할 것으로 보인다. 이렇게 지팡이 사용방법이나 다른 종류의 보행 보조도구 사용에도 불구하고 같은 결과를 얻게 된 이유가 어떤 역학적 요인 때문인지는 좀 더 연구되어야 할 것이다.
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