Wii Balance Board를 이용한 Sit-to-Stand와 보행시 지면반발력의 타당도 분석 Validity of Ground Reaction Forces during Gait and Sit-to-Stand using the Nintendo Wii Balance Board in Healthy Subjects원문보기
PURPOSE: A good, valid, and feasible tool for evaluating sit to stand (STS) is needed to help clinicians quantify the STS ability of stroke patients and people with balance disorders. The purpose of this study was to evaluate the concurrent validity of the Nintendo Wii Balance Board (WBB) and a forc...
PURPOSE: A good, valid, and feasible tool for evaluating sit to stand (STS) is needed to help clinicians quantify the STS ability of stroke patients and people with balance disorders. The purpose of this study was to evaluate the concurrent validity of the Nintendo Wii Balance Board (WBB) and a force plate during STS and gait. METHODS: Seventeen healthy adults performed five trials of STS and gait on the WBB placed on the force plate. The force plate and the WBB were compared in regard to center of pressure (COP) and ground reaction force (GRF) data that were collected simultaneously. The variables used for analysis were time (s), integral summation (%), COP path length (mm), COP x range, and COP y range, all of which were measured for both tasks. Counter (%), peak (%), and rebound (%) were analyzed for STS, and $1^{st}$ peak (%), min peak (%), and 2nd peak (%) were analyzed for gait. The concurrent validity was analyzed using an intraclass correlation coefficient (ICC) and a standard error of measurement (SEM) with a 95% confidence interval. RESULTS: The concurrent validity of the WBB for STS ranged from fair to good (ICC=.701~.994, SEM=.029~3.815). The concurrent validity for gait was good (ICC=.869 ~.989, SEM=.007~2.052) aside from path length and x and y ranges of COP (ICC=-.150~.371, SEM=3.635~4.142). CONCLUSION: The GRF of the WBB has a good validity for STS and gait analysis. The WBB is remarkably portable, easy to use, and convenient for clinically assessing STS and gait.
PURPOSE: A good, valid, and feasible tool for evaluating sit to stand (STS) is needed to help clinicians quantify the STS ability of stroke patients and people with balance disorders. The purpose of this study was to evaluate the concurrent validity of the Nintendo Wii Balance Board (WBB) and a force plate during STS and gait. METHODS: Seventeen healthy adults performed five trials of STS and gait on the WBB placed on the force plate. The force plate and the WBB were compared in regard to center of pressure (COP) and ground reaction force (GRF) data that were collected simultaneously. The variables used for analysis were time (s), integral summation (%), COP path length (mm), COP x range, and COP y range, all of which were measured for both tasks. Counter (%), peak (%), and rebound (%) were analyzed for STS, and $1^{st}$ peak (%), min peak (%), and 2nd peak (%) were analyzed for gait. The concurrent validity was analyzed using an intraclass correlation coefficient (ICC) and a standard error of measurement (SEM) with a 95% confidence interval. RESULTS: The concurrent validity of the WBB for STS ranged from fair to good (ICC=.701~.994, SEM=.029~3.815). The concurrent validity for gait was good (ICC=.869 ~.989, SEM=.007~2.052) aside from path length and x and y ranges of COP (ICC=-.150~.371, SEM=3.635~4.142). CONCLUSION: The GRF of the WBB has a good validity for STS and gait analysis. The WBB is remarkably portable, easy to use, and convenient for clinically assessing STS and gait.
본 연구는 20대 건강한 성인을 대상으로 WBB와 힘판을 이용하여 보행과 STS를 동시에 측정하였을 때 추출된 지면반발력과 COP 값이 임상에서 유용하게 쓰일 수 있는지 확인하기 위하여 두 장비간의 동시타당도를 알아보고자 하였다. 연구결과, STS에서는 ICC=.
제안 방법
STS에서 분석을 위해 사용된 변수는 time (second), counter (bodyweight %), peak (bodyweight %), rebound (bodyweight %), COP path length (㎜), COP X range (㎜), COP Y range (㎜)를 구하였다. 보행에서는 time (second), 1st peak (bodyweight%), peak minimum (bodyweight%), 2nd peak (bodyweight%), integral summation (bodyweight%), COP path length (㎜), COP X range (㎜), COP Y range (㎜)를 측정하였다. 모든 대상자는 STS와 보행을 충분히 연습하도록 하였고, 측정은 STS와 보행 두 과제를 각 5회씩 측정하고, 처음과 마지막 데이터를 제외한 중간 3회의 데이터의 평균을 가지고 분석하였다.
WBB는 닌텐도 게임기와 연동하여 발판을 이용한 균형과 운동게임을 목적으로 제작된 게임기구이며, 연구목적으로 개발된 삼차원동작분석용 장비에 비해 매우 저렴하며, 선자세에서 COP의 이동거리와 체중값의 높은 신뢰도가 입증된바 있고(Park 등, 2013), 보행과 STS 동작에서 검사-재검사에서 신뢰도가 입증되었다. 이에 임상에서 기능평가를 목적으로 쉽게 활용할 수 있도록 하기 위해 건강한 성인을 대상으로 STS와 보행시에 WBB와 연동되는 Balancia 소프트웨어를 통해 얻어지는 COP 정보와 체중의 정보를 이용하여 6축 힘판과 동시에 측정하여 STS와 보행시 두 장비간의 동시타당도를 분석하고자 하였다.
대상 데이터
본 연구의 대상자는 총 17명(남자 9명, 여자 8명)의 건강한 20대 성인을 대상으로 하였다. 연령은 22.
데이터처리
0 (IBM, USA)을 이용하여 분석하였다. 대상자들의 WBB와 힘판간의 지면반발력 정보, COP이동거리에 대한 동시타당도를 알아보기 위해 급내상관계수(Intraclass correlation coefficients, ICC)와 95% 신뢰구간, SEM을 구하였다. ICC 값이 .
80이상이면 일치도 수준이 높다고 할 수 있다. 절대적 신뢰도는 측정오차의 정량화를 위해 표준오차측정(standard error of measurement, SEM)은 [SEM= 모든 검사-재검사 값의 표준편차 x √(1-ICC)]의 공식(Goldsmith 등, 1993)을 사용하였으며, SEM은 측정한 평균값의 10%미만인 경우 측정 오차가 작아 신뢰할만한 것으로 간주한다(Beckerman 등, 2001). 모든 통계적 유의수준은 α = .
성능/효과
989의 높은 신뢰도를 보였다. 따라서 WBB는 뇌손상 환자나 노인환자의 기능평가를 위해 측정되는 STS와 보행과 같은 동작에서 과제수행동안의 체중부하 변화를 정량적으로 평가할 수 있으며, 힘판과 비교하여 적은 가격에 임상에서 사용하기에 적합한 장비로 판단된다. 추후 연구로는 뇌졸중 환자와 노인을 대상으로 한 타당성 연구와 적합한 보행데이터를 추출하는 연구 등이 필요하다.
본 연구는 20대 건강한 성인을 대상으로 WBB와 힘판을 이용하여 보행과 STS를 동시에 측정하였을 때 추출된 지면반발력과 COP 값이 임상에서 유용하게 쓰일 수 있는지 확인하기 위하여 두 장비간의 동시타당도를 알아보고자 하였다. 연구결과, STS에서는 ICC=.701∼.994의 보통 이상의 신뢰도를 보였으며, 보행에서는 COP path length, x range, y range를 제외하고 ICC=.869∼.989의 높은 신뢰도를 보였다. 따라서 WBB는 뇌손상 환자나 노인환자의 기능평가를 위해 측정되는 STS와 보행과 같은 동작에서 과제수행동안의 체중부하 변화를 정량적으로 평가할 수 있으며, 힘판과 비교하여 적은 가격에 임상에서 사용하기에 적합한 장비로 판단된다.
특히 뇌졸중 환자와 노인들은 낙상으로 인한 2차적 손상의 위험이 크기 때문에 이러한 평가 장비의 개발과 사용으로 자신의 동작 수행 정도를 파악할 수 있을 것이다. 연구의 결과에서 20대 건강한 성인을 대상으로 WBB와 힘판을 이용하여 보행과 STS를 동시에 측정하였을 때 높은 동시타당도를 확인할 수 있었다.
후속연구
임상에서는 앞뒤방향이나 좌우방향보다는 수직 방향의 지면반발력을 보다 적극적으로 사용하고, 임상적으로도 수직방향의 지면반발력값의 변화는 환자의 보행 특성을 알 수 있는 의미 있는 검사로 유용하다. WBB는 값비싼 3축 힘판에 비해 수직방향의 지면반발력만 측정이 가능하고, 앞뒤방향이나 좌우방향의 force 값은 측정이 불가능한 단점이 있으나, 본 연구를 통해 수직방향의 지면반발력의 높은 신뢰도를 확인하였고, 가볍고 이동이 쉬우며, 가격을 고려하였을 때 충분히 임상에서 활용할 수 있는 가치가 높다고 할 수 있다.
따라서 WBB는 뇌손상 환자나 노인환자의 기능평가를 위해 측정되는 STS와 보행과 같은 동작에서 과제수행동안의 체중부하 변화를 정량적으로 평가할 수 있으며, 힘판과 비교하여 적은 가격에 임상에서 사용하기에 적합한 장비로 판단된다. 추후 연구로는 뇌졸중 환자와 노인을 대상으로 한 타당성 연구와 적합한 보행데이터를 추출하는 연구 등이 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Wii Balance Board가 제안된 배경은?
뇌졸중 환자에게 있어 균형능력과 보행능력의 측정 및 분석은 중요한 요소이다. 균형능력 또는 보행능력의 전후를 평가하기 위해 특정 장비를 활용하여 정량적인 값을 도출하고자 하는 시도가 있었으나(Kim 등, 2015), 실험실 환경이 아닌 곳에서도 균형능력과 보행능력을 동시에 평가할 수 있는 장비는 많이 부족하며, 이를 충족하기 위한 시도로서 Wii Balance Board (WBB)가 제안되었다. WBB는 1축의 로드셀 4개를 이용하여 개발되었고, 체중과 신체압력중심점(Center of pressure, COP)를 측정할 수 있다는 점에서 3축 힘판(forceplate)와 유사한 특징을 지니고 있다.
WBB의 장점은 무엇인가?
하지만 힘판은 앞-뒤 방향 (anterio-posterior)과, 안-가쪽(medio-lateral)방향의 힘을 측정할 수 있는 것과는 달리 WBB에서는 1축 로드셀을 사용하였기 때문에 vertical force 만 측정이 가능하다. 하지만, WBB는 저렴하고, 가벼워 이동하기 편하며 지면반발력(ground reaction force)과 신체압력중심점을 측정하는데 유용하다(Bartlett 등, 2014). 이러한 특성을 활용하여 기존의 균형평가를 목적으로 높은 신뢰도와 타당도를 확인하였으나 임상에서 균형 평가 목적 이외에도 활용할 수 있는 방법 대한 추가 연구가 필요하다 (Koslucher 등, 2012; Lee 등, 2015).
3축 힘판과 WBB의 차이점은 무엇인가?
WBB는 1축의 로드셀 4개를 이용하여 개발되었고, 체중과 신체압력중심점(Center of pressure, COP)를 측정할 수 있다는 점에서 3축 힘판(forceplate)와 유사한 특징을 지니고 있다. 하지만 힘판은 앞-뒤 방향 (anterio-posterior)과, 안-가쪽(medio-lateral)방향의 힘을 측정할 수 있는 것과는 달리 WBB에서는 1축 로드셀을 사용하였기 때문에 vertical force 만 측정이 가능하다. 하지만, WBB는 저렴하고, 가벼워 이동하기 편하며 지면반발력(ground reaction force)과 신체압력중심점을 측정하는데 유용하다(Bartlett 등, 2014).
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