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문제 정의
- 기존 문헌에서 검토한 보행에 영향을 미치는 요인을 종합적으로 검토한 결과, 연령, 체중, 키 등 일반적인 신체 조건 이외에도 균형성, 평형성, 협응성 및 하지근력 등 다양한 요인이 보행에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 고령자를 대상으로 상기 제시된 요인을 실측하여 분석하고, 모형 개발에 활용하였다.
- 모형은 변수의 개수는 최소화 하고, 설명력이 높을 수록 보다 우수한 모형이라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 보행능력(속도)에 대한 설명력이 높은 변수만을 선택하여 모형 구축에 활용하였으며, 수정된 R제곱이 최소 0.3이상으로 설명력이 확보되는 모형을 구축하고자 하였다.
- 본 연구는 고령자 보행에 영향을 미치는 요인을 분석한 기초연구로, 기존 고령자 정책의 기준이 되는 연령이 고령자 보행에 미치는 영향이 어느 정도인지, 연령 이외 어떤 변수가 보행에 영향을 얼마나 미치는지를 최우선적으로 분석하였다. 분석결과를 바탕으로 고령자 보행에 영향을 미치는 요인을 최종적으로 도출하고, 도출된 요인을 이용하여 모형을 구축하였다.
- 그러나 고령자의 보행능력 측정을 위한 장비 및 기법은 개발된 바 없으므로 고령자 보행 서비스 정의에 어려움이 발생하고 있다. 본 연구는 고령자의 보행에 영향을 미치는 요인을 도출하고, 도출된 요인을 이용하여 고령자의 보행능력을 측정할 수 있는 모형을 정립하였다. 이와 같은 고령자 보행능력 측정 모형을 통해 필요로 하는 안전시설 및 각 시설이 갖추어야 할 사항 등을 선정할 수 있을 것이라 기대한다.
제안 방법
- 측정단위는 N·m이다. Cybex는 측정사의 역량에 따라 측정결과의 오차가 발생할 수 있으며, 이에 따라 본 연구에서는 체육지도자가 직접 측정한 결과를 사용하였다.
- 상지근력은 악력계를 이용하여 손의 악력을 측정하였으며, 하지근력은 30초 동안 의자에 앉았다 일어서는 횟수의 측정과 등속성 운동기구(isokinetic machine)인 Cybex를 이용하여 하지의 신근 및 굴근을 중심으로 정밀측정하였다. Cybex는 하지 신근(뻗는 근육) 및 굴근(굽히는 근육)의 최대근력(Peak Torque), 총 운동량(Total Work Done) 및 평균 근력(Average Power per Repetition)을 측정하였다. 측정단위는 N·m이다.
- PCC를 이용하여 도출된 보행능력에 영향을 미치는 요인을 이용하여 보행자립도 측정모형을 구축하였다. 모형은 변수의 개수는 최소화 하고, 설명력이 높을 수록 보다 우수한 모형이라 할 수 있다.
- 건강관련 요인으로는 크게 상지근력, 하지근력, 심폐지구력, 유연성, 체질량지수, 신체구성을 측정하였다. 상지근력은 악력계를 이용하여 손의 악력을 측정하였으며, 하지근력은 30초 동안 의자에 앉았다 일어서는 횟수의 측정과 등속성 운동기구(isokinetic machine)인 Cybex를 이용하여 하지의 신근 및 굴근을 중심으로 정밀측정하였다.
- 이를 위해 고령자 연령 분포에 관계없이 만 65세 이상 고령자 52명을 대상으로 신체특성을 분석한 결과 신체적 특성은 연령과는 큰 관련이 없으며, 특히 보행능력(속도)는 나이와의 연관성은 Figure 2와 같이 낮은 것으로 나타났다. 기존 문헌 및 실험을 통해 보행능력에 미치는 영향이 큰 요인을 도출하였으며, 도출된 변수인 SPPB, 협응성, 균형성 및 주 사용발 하지신근의 최대 근력을 이용하는 보행자립도 측정 모형(WII)을 개발하였다. 개발된 보행자립도 측정 모형은 안전하게 독립보행이 가능한지 판단할 수 있는 기준으로 활용할 수 있으며, 근력 등 단편적인 요인뿐만 아니라 보행에 필요한 신체·체격능력의 복합적인 영향과 일부 인지 능력을 포함한 협응성과 균형성을 변수로 포함하고 있다.
- 또한 지수함수의 관계를 갖는 변수의 경우 자연로그(ln)을 취해 선형화 하여 입력변수로 사용하였다. 따라서 입력변수로 활용한 4개의 변수 중 PTPF, SPPB점수는 측정값을 그대로 활용하여 모형구축에 사용하였으며, 균형성 및 협응성은 측정값의 역수에 자연로그(ln)을 위한 값을 모형구축에 사용하였다.
- 모형에 활용한 입력변수는 크게 4가지로, 상관분석결과를 활용하여 균형성, 협응성, 주 사용 발하지신근의 최대근력(이하, PTPF), SPPB점수를 선택하였다. 선택된 4개의 변수는 보행능력(속도)와의 상관관계가 높은 변수이며 설명력 또한 높게 나온 변수를 선택하였다.
- 이와 같이 보행속도는 보행능력을 판단하는 기준일 뿐만 아니라, 보행시 가장 큰 위험에 노출될 수 있는 도로의 횡단 가능 여부를 결정짓는 중요한 변수이다. 본 연구에서는 문헌검토를 통해 보행능력으로 보행속도를 활용하였으며, 보행능력(속도)과 보행에 영향을 미치는 요인 간 상관관계 분석을 시행하고, 이 결과를 이용하여 보행 자립도 측정 모형을 개발하였다.
- 본 연구는 고령자 보행에 영향을 미치는 요인을 분석한 기초연구로, 기존 고령자 정책의 기준이 되는 연령이 고령자 보행에 미치는 영향이 어느 정도인지, 연령 이외 어떤 변수가 보행에 영향을 얼마나 미치는지를 최우선적으로 분석하였다. 분석결과를 바탕으로 고령자 보행에 영향을 미치는 요인을 최종적으로 도출하고, 도출된 요인을 이용하여 모형을 구축하였다. 이러한 접근방법에 의해 65세 이상 고령자의 다양한 연령대별 보행 능력을 측정하였다.
- 건강관련 요인으로는 크게 상지근력, 하지근력, 심폐지구력, 유연성, 체질량지수, 신체구성을 측정하였다. 상지근력은 악력계를 이용하여 손의 악력을 측정하였으며, 하지근력은 30초 동안 의자에 앉았다 일어서는 횟수의 측정과 등속성 운동기구(isokinetic machine)인 Cybex를 이용하여 하지의 신근 및 굴근을 중심으로 정밀측정하였다. Cybex는 하지 신근(뻗는 근육) 및 굴근(굽히는 근육)의 최대근력(Peak Torque), 총 운동량(Total Work Done) 및 평균 근력(Average Power per Repetition)을 측정하였다.
- 심폐지구력은 2분제자리 걷기를 시행하여 걷기 횟수로 측정하였으며, 유연성은 좌전굴 측정기를 이용하여 앉아서 윗몸 앞으로 굽히기를 시행한 결과값을 사용하였다. 체질량지수(BMI) 및 신체구성(체지방률, %)은 인바디 측정기를 이용하여 정보를 취득하였다.
- 분석결과를 바탕으로 고령자 보행에 영향을 미치는 요인을 최종적으로 도출하고, 도출된 요인을 이용하여 모형을 구축하였다. 이러한 접근방법에 의해 65세 이상 고령자의 다양한 연령대별 보행 능력을 측정하였다. 따라서 2014년 기준 통계연보상 실제 65세 이상 고령자의 인구분포를 검토한 결과, 75세 이상 고령자의 비율이 약 40% 정도로 나타나는 반면 본 연구에서는 이와 같은 인구구조를 고려하지 않고 표본이 설계되었다.
- 기존 문헌고찰을 통해 검토한 보행에 영향을 미치는 요인은 Table 2와 같다. 이를 바탕으로 본 연구에서 크게 일반요인, 건강관련 요인, 운동관련 요인 등 3가지로 구분하였다. 각 요인별 상세 측정항목 및 측정도구는 Table 3과 같다.
- 균형성과 협응성은 보행속도와 음의 상관관계가 있으며, 이는 보행속도가 빠르면 빠를수록 균형성 및 협응성 측정에 소요되는 시간이 단축됨을 의미한다. 이와 같이 도출된 결과를 바탕으로 고령자 보행능력 진단을 위한 모형을 수립하였다.
- 측정을 시행한 각 요인별 세부 설명은 다음과 같다. 일반 요인으로 선정한 요인은 나이, 키 및 체중으로 설문과 체중계, 신장계를 이용하여 측정하였다.
- 심폐지구력은 2분제자리 걷기를 시행하여 걷기 횟수로 측정하였으며, 유연성은 좌전굴 측정기를 이용하여 앉아서 윗몸 앞으로 굽히기를 시행한 결과값을 사용하였다. 체질량지수(BMI) 및 신체구성(체지방률, %)은 인바디 측정기를 이용하여 정보를 취득하였다.
- 총 52명의 만 65세 이상 고령자를 대상으로 일반요인, 건강관련 요인, 운동관련 요인 측정을 시행하였다. 측정을 시행한 각 요인별 세부 설명은 다음과 같다.
- 운동관련 요인으로는 평형성, 협응성, SPPB검사를 시행한 결과를 활용하였다. 평형성은 시각, 평형감각, 고유수용감각 등에 의해 처리되어 나타나는 근골격계의 움직임과 조절 작용을 평가하는 항목으로, 국민체력 100의 의자에 앉아 3m 표적 돌아오기 검사항목을 활용하여 측정하였다. 협응성은 근육, 신경기관, 운동기관 움직임의 상호조정 능력을 의미하는 것으로 분리된 운동체계를 효과적으로 통합하여 활용하는지를 평가하는 항목이다.
대상 데이터
- 본 연구의 분석자료를 제공한 고령자는 보행보조기를 사용하지 않고 자립 보행이 가능한 자로, 남성 25명, 여성 27명 등 총 52명을 대상으로 하였다. 측정결과의 기초통계값은 Table 4와 같다.
데이터처리
- (2007)의 연구 결과와 일맥상통하며, 이와 같은 분석결과를 통해 고령자의 보행에는 연령이 아닌 다른 요인이 더욱 크게 작용함을 알 수 있다. 각 측정값이 보행능력에 미치는 영향을 상세히 분석하기 위해 보행속도와 각 변수간 상관관계를 분석하였으며, 본 연구의 통계치는 SPSS 12.0K를 이용하여 분석하였다.
- 측정한 요인에 대해 기초 통계분석을 시행하였으며, 보행능력으로 가정한 보행속도와 각 요인간 상관관계를 분석하였다. 상관관계 분석결과 높은 선형관계로 도출된 변수를 이용하여 회귀식을 구축하였다. 도출된 회귀모형은 보행에 영향을 미치는 요인을 복합적으로 고려한 모형으로, 고령자의 보행능력(보행자립 정도) 진단이 가능하므로 본 연구에서는 고령자 보행 자립도(능력) 측정 모형이라 명명하였다.
- 실험을 통해 측정한 보행관련 요인 중 보행능력에 보다 큰 영향을 미치는 요인을 도출하기 위해 이변량 상관분석을 시행하였다. Table 5는 상관분석 결과로, Pearson 상관계수(Pearson correlation coefficient, 이하 PCC) 중 두 개의 별표(**)가 붙은 항목은 0.
- 각 요인은 측정결과의 신뢰도를 확보하기 위해 체력인증센터의 전문체력측정사의 도움을 받아 시행한 결과이다. 측정한 요인에 대해 기초 통계분석을 시행하였으며, 보행능력으로 가정한 보행속도와 각 요인간 상관관계를 분석하였다. 상관관계 분석결과 높은 선형관계로 도출된 변수를 이용하여 회귀식을 구축하였다.
이론/모형
- 운동관련 요인으로는 평형성, 협응성, SPPB검사를 시행한 결과를 활용하였다. 평형성은 시각, 평형감각, 고유수용감각 등에 의해 처리되어 나타나는 근골격계의 움직임과 조절 작용을 평가하는 항목으로, 국민체력 100의 의자에 앉아 3m 표적 돌아오기 검사항목을 활용하여 측정하였다.
성능/효과
- 건강관련 요인의 경우, Cybex에 의해 측정한 하지근력값 이외의 요인은 상관관계 및 유의수준이 모두 낮은 것으로 분석되었다. Cybex를 통해 측정한 주 사용발(오른발 잡이의 경우, 오른발) 하지근력 중에서도 다리를 굽히는데 사용하는 굴근(extensor) 및 다리를 뻗는데 사용하는 신근(flexor)의 최대 근력(peak torque)이 유의수준 0.05에서 유의한 변수로 나타났다.
- 건강관련 요인의 경우, Cybex에 의해 측정한 하지근력값 이외의 요인은 상관관계 및 유의수준이 모두 낮은 것으로 분석되었다. Cybex를 통해 측정한 주 사용발(오른발 잡이의 경우, 오른발) 하지근력 중에서도 다리를 굽히는데 사용하는 굴근(extensor) 및 다리를 뻗는데 사용하는 신근(flexor)의 최대 근력(peak torque)이 유의수준 0.
- 균형성, 협응성 및 SPPB로 구성된 운동능력은 모두 상관관계가 높고(**), 유의확률 또한 매우 높은 것으로 나타났다. 운동능력을 측정하는 구성요소는 단편적인 기능보다는 복합적인 요인을 포함하는 요소이다.
- 이와 같이 기존 문헌을 검토한 결과, 보행에 영향을 미치는 요인은 단편적인 변수로는 설명이 불가능하다. 기존 문헌에서 검토한 보행에 영향을 미치는 요인을 종합적으로 검토한 결과, 연령, 체중, 키 등 일반적인 신체 조건 이외에도 균형성, 평형성, 협응성 및 하지근력 등 다양한 요인이 보행에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 고령자를 대상으로 상기 제시된 요인을 실측하여 분석하고, 모형 개발에 활용하였다.
- 따라서 보행능력을 측정하는 변수로 보행속도가 아닌 WII로 대체하는 것이 가능하다고 판단된다. 또한 보행에 영향을 미치는 요인을 복합적으로 고려한 값이므로 보행속도보다 설명력이 더욱 높다고 판단된다.
- Table 8에 제시한 바와 같이 동일인임에도 불구하고 보행속도는 빠르나 균형성 등 보행영향 요인 측정치가 매우 낮은 고령자가 있는 반면, 보행속도는 느리나 타 보행영향 요인의 측정치는 매우 좋게 나타나는 경우가 존재하였다. 또한 측정요인별로 검토한결과 편차가 매우 크며, 이로 인해 고령자는 일반인과는 달리 보행능력 및 특성의 일반화가 어려운 것으로 분석되었다. 이와 같은 고령자 특성은 교통분야의 고령자 대책 수립시 가장 큰 어려움이 될 것이라 판단된다.
- 도출된 회귀식에 의해 산출한 WII값과 보행속도간 비교 결과는 Table 7 및 8과 같다. 보행속도와 WII는 유사한 평균값을 갖는 것으며, PCC또한 0.714로 매우 높은 선형관계를 갖으며, 유의확률 또한 매우 높게(**) 분석되었다. 분석에 활용한 52명의 고령자 중 Table 9의 A, B와 같이 보행속도는 빠르나 WII값은 낮게 나온 경우와 C, D와 같이 보행속도는 느리나 WII값은 높게 나온 경우가 존재하였다.
- 상관분석 결과, Figure 2에서 검토한 결과와 같이 보행속도와 연령은 상관관계가 약하며(PCC<0.3), 유의수준 또한 0.05이상으로 설명력이 낮은 것으로 도출되었다.
- 모형에 활용한 입력변수는 크게 4가지로, 상관분석결과를 활용하여 균형성, 협응성, 주 사용 발하지신근의 최대근력(이하, PTPF), SPPB점수를 선택하였다. 선택된 4개의 변수는 보행능력(속도)와의 상관관계가 높은 변수이며 설명력 또한 높게 나온 변수를 선택하였다. 각 변수와 보행능력(속도)와의 관계를 고려하여 두 변수가 음(negative)의 관계일 경우, 역수를 취하여 모형구축에 활용하였다.
- 05이상으로 설명력이 낮은 것으로 도출되었다. 성별, 신장 및 체중의 경우 PCC가 0.05이하로 상관관계가 매우 약해 보행속도와의 관련성이 거의 없는 것으로 분석되었다.
- 실제 고령자를 대상으로 보행속도와 WII 측정결과를 비교한 결과, 상관관계가 매우 높은 것으로 나타났다. 따라서 보행능력을 측정하는 변수로 보행속도가 아닌 WII로 대체하는 것이 가능하다고 판단된다.
- 현재 만 65세를 기준으로 고령자를 구분하여 각종 서비스 및 복지제도를 적용하고 있다. 이를 위해 고령자 연령 분포에 관계없이 만 65세 이상 고령자 52명을 대상으로 신체특성을 분석한 결과 신체적 특성은 연령과는 큰 관련이 없으며, 특히 보행능력(속도)는 나이와의 연관성은 Figure 2와 같이 낮은 것으로 나타났다. 기존 문헌 및 실험을 통해 보행능력에 미치는 영향이 큰 요인을 도출하였으며, 도출된 변수인 SPPB, 협응성, 균형성 및 주 사용발 하지신근의 최대 근력을 이용하는 보행자립도 측정 모형(WII)을 개발하였다.
후속연구
- 또한 WII 이외에도 고령자 보행 자립도 측정모형을 기반으로 고령자의 독립 및 자립 보행정도를 판정할 수있는 등급을 개발할 필요가 있다. 보행 자립도 측정을 통해 일정 등급을 만족하지 못할 경우, 적절한 보행보조 서비스 및 기술이 필요함을 의미한다.
- 따라서 2014년 기준 통계연보상 실제 65세 이상 고령자의 인구분포를 검토한 결과, 75세 이상 고령자의 비율이 약 40% 정도로 나타나는 반면 본 연구에서는 이와 같은 인구구조를 고려하지 않고 표본이 설계되었다. 본 연구 결과를 바탕으로 심층 분석을 시행할 향후 연구에는 이와 같은 인구구조를 고려한 표본설계 및 분석이 필요할 것으로 판단된다.
- 이와 같은 고령자 특성은 교통분야의 고령자 대책 수립시 가장 큰 어려움이 될 것이라 판단된다. 본 연구는 고령자의 보행에 미치는 요인을 구분한 기초연구로 의미가 있으며, 본 연구를 바탕으로 후속연구가 확대될 수 있다. 특히 일반화가 어려운 고령자 보행특성을 모형을 통해 해석함으로써 고령자 보행 대책 수립의 대상 (target) 설정이 가능하다.
- 본 연구는 고령자의 보행에 영향을 미치는 요인을 도출하고, 도출된 요인을 이용하여 고령자의 보행능력을 측정할 수 있는 모형을 정립하였다. 이와 같은 고령자 보행능력 측정 모형을 통해 필요로 하는 안전시설 및 각 시설이 갖추어야 할 사항 등을 선정할 수 있을 것이라 기대한다.
- 고령자 보행 자립도 및 자립도 등급 측정을 통해 필요한 서비스 및 기술을 찾아줌으로써 보행자립도를 향상시킬 수 있을 것이다. 이와 같은 기준을 이용하여 고령자의 보행자립 서비스 및 기술의 활용범위를 규정할 수 있을 뿐만 아니라 보다 효율적인 고령자 보행 및 복지정책을 시행하는 근거로 활용 될 수 있을 것이라 기대한다.
- 보행 자립도가 높은 고령자의 경우 현 자립도를 유지 하는 방향의 대책을, 중간 단계인 고령자는 보행자립을 위한 교통시설물 개선을 통해 보행 자립도를 증진시킬 수 있을 것이다. 특히 고령자 보행에는 운동요인이 가장 큰 영향을 미치는 것으로 분석된 결과를 바탕으로 이와 같은 운동요인에 영향을 미치는 교통시설물의 개선 또는 안전장치의 개발이 가능할 것으로 판단된다.
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