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신장반사로 인한 근활성도 예측 모델을 이용한 삼두박근 반사 해석
Analysis of Elbow Reflexes Using Activation Model for Stretch Reflex 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.39 no.3 = no.354, 2015년, pp.215 - 221  

강문정 (한양대학교 융합기계공학과) ,  조영남 (한양대학교 융합기계공학과) ,  채제욱 (국방과학연구소) ,  유홍희 (한양대학교 융합기계공학과)

초록
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삼두박근 반사는 인체 상지에서 발생하는 대표적인 신장반사이며 경추의 이상 등을 판단하는데 중요한 역할을 수행한다. 본 연구에서는 이를 생체역학적으로 해석하기 위하여 새롭게 정의된 신장반사 해석 모델을 이용하여 해석적으로 상완 이두박근과 삼두박근의 근활성도 및 상완의 운동 정보를 예측하였다. 해석을 통해 예측된 운동 정보와 실험 결과가 같도록 하는 근활성도를 구하고, 이를 근전도 실험 결과와 비교하여 해석 모델과 방법의 타당성을 검증하였다. 제안된 모델과 실험을 통해 얻은 관절의 각도들의 최소자승오차는 0.056 으로 기존의 모델을 사용하여 얻은 오차의 절반 수준이다. 이것은 제안된 모델이 실제 현상과 잘 부합한다는 것을 나타낸다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The elbow reflex, a principal reflex in the upper extremity, plays an important role in the diagnosis of cervical spine syndromes. In this study, the muscle activations of brachial biceps and triceps, and the kinematics of upper extremities were predicted using an activation model for the stretch re...

주제어

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문제 정의

  • 이는 삼두박근의 급격한 신장을 방지하여 해당근육의 손상을 예방하고, 경추의 질환여부를 판단하는 등 중요한 역할을 수행한다. 따라서 본 연구에서는 신장반사로 인한 근활성도 예측 모델을 이용하여 삼두박근 반사의 생체역학적 연구를 수행하고, 신장반사 해석모델의 확장 가능성에 대하여 고찰하였다.
  • 본 연구는 새롭게 제안된 신장반사를 위한 근활성도 예측 모델을 이용하여 삼두박근 반사에 대한 생체역학적 해석을 수행하였다. 신장반사만의 영향을 고려하기 위하여 상지의 진자운동을 대상으로 해석을 수행하고, 참고 문헌의 실험 결과와 비교를 통해 검증하였다.

가설 설정

  • 신장반사에 의한 근육의 활성도를 의식적인 운동에 의한 근육의 활성도와 구분하기 위해 진자 실험을 가정하였다. 일반적으로 근력을 예측하기 위해 측정된 근전도(EMG) 신호 결과는 뇌의 명령에 의해 의식적으로 발생한 신호와 척수의 명령에 의해 무의식적으로 발생한 신호가 합쳐진 결과이므로 신장반사에 의한 효과를 구분해내기 어렵 다.
  • 실험과 유사한 상황을 모델링하기 위하여 하완과 손은 하나의 강체로 간주하여 시상면에서 평면 운동을 한다고 가정하였고, 팔꿈치 관절은 1 자유도를 갖는 회전 조인트(revolute joint)로 모델링하였다. 근육은 삼두박근 반사에 주동근으로 작용하는 상완 삼두박근과 길항근인 상완 이두박근을 고려하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
신장반사란? 신장반사는 뇌의 명령에 따라 운동하는 의식적인 반사와는 달리 척수의 명령에 따라 운동하는 무조건 반사의 일종이다. 이 현상은 신장자극을 받은 골격근이 해당근육을 보호하기 위해 무의식적으로 수축과 이완을 반복하도록 유도한다.
삼두박근 반사의 역할은? 삼두박근 반사는 인체 상지에서 발생하는 대표적인 신장반사이며 경추의 이상 등을 판단하는데 중요한 역할을 수행한다. 본 연구에서는 이를 생체역학적으로 해석하기 위하여 새롭게 정의된 신장반사 해석 모델을 이용하여 해석적으로 상완 이두박근과 삼두박근의 근활성도 및 상완의 운동 정보를 예측하였다.
직립자세에서 중요한 역할을 수행하기 위해서 골격근이 어떠한 과정을 유도하는가? 신장반사는 뇌의 명령에 따라 운동하는 의식적인 반사와는 달리 척수의 명령에 따라 운동하는 무조건 반사의 일종이다. 이 현상은 신장자극을 받은 골격근이 해당근육을 보호하기 위해 무의식적으로 수축과 이완을 반복하도록 유도한다. 따라서 근육은 언제나 적당한 긴장도를 유지할 수 있으며, 이는 직립자세에서 중요한 역할을 수행한다.
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