선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구의 목적은 CRP를 기반으로 무릎 신전 제한형 보조기 착용 여부에 따른 하지 내 엉덩관절, 무릎관절과 발목관절의 협응을 평가하는 것이다.
- 본 연구는 정상성인 남성을 대상으로 보행 시 기능성 무릎 신전 제한형 보조기 착용 여부에 따른 하지 내 엉덩관절, 무릎관절, 발목관절 간 협응에 대한 차이를 정량적으로 평가하고자 하였다. 그 결과 무릎 보조기 착용 시 무릎과 발목의 각도 변화가 발생하였으며, 이로 인하여 엉덩관절과 무릎관절 사이의 협응 및 무릎관절과 발목관절 사이의 협응 또한 변화되는 것을 확인 할 수 있었다.
- 본 연구에서는 무릎 보조기 착용 보행 시 시상면에서의 하지 관절의 거동 및 관절간 협응에 대하여 연구를 진행하였다. 하지만, 본 연구에서 사용한 무릎 보조기의 경우 프레임으로 인하여 시상면을 제외하고 다른 면(plane)은 제한하게 된다.
제안 방법
- Helen Hayes marker set에 따라 머리 꼭대기, 이마 전면 중앙부, 후두부 중앙, 좌우 견봉돌기, 좌우 주관절 외측 상과, 좌우 손목 경상돌기, 우측 견갑골 하부, 좌우 후상 장골극의 중간지점, 좌우 전상장골극, 좌우 전상장골극과 슬개골 중심부를 연결한 선상의 중간 지점, 좌우 외측 대퇴관절 융기, 좌우 내측 대퇴관절 융기, 좌우 경골 전연의 상위 1/3 지점, 좌우 족관절 외과, 좌우 족관절 내과, 좌우 종골의 중심, 좌우 제 2 중족골두 상면에 총 29개의 마커를 부착하였다(Fig. 1). 연구에 사용된 무릎보조기는 상용화된 제품 중 카본 프레임 형태로 제작된 무릎 신전 제한형 보조기 (CTI, Össur Ltd.
- 계산된 위상각에 대하여 언랩(unwrap)을 수행하여 위상의 비연결성을 개선하였다. 최종적으로 근위부 관절(엉덩관절 및 무릎관절)의 위상각에서 원위부 관절(무릎관절 및 발목관절)의 위상각을 빼서 두 관절 사이의 CRP를 계산하였다.
- 본 연구는 정상 성인남성을 대상으로 보행 시 무릎보조기 착용 여부에 따른 하지 내 엉덩관절, 무릎 관절, 발목관절 사이의 CRP를 측정하여 각 관절 사이의 협응을 평가하였으며, 이를 통하여 무릎보조기 착용 여부에 따른 하지 협응의 차이에 대하여 비교 분석하였다.
- , USA)를 사용하였으며, 연구대상자 모두 우측에 착용하였다. 연구대상자는 마커부착 후 기립상태에서 정적 검사를 시행한 후, 10m 보행로를 자신이 선택한 보행속도로 무릎보조기 착용과 미착용 상태에서 각각 보행하였으며, 5회 이상 보행한 후 이들 데이터의 평균값을 분석하였다. 이때의 각 관절의 운동형상학적 결과를 측정하였으며, 또한 관절의 운동형상학적 결과로부터 엉덩관절에서는 최대 신전각도, 무릎의 입각기 및 유각기시 최대 굴곡각도, 발목의 입각기에서의 최대 족저굴곡 및 배측굴곡, 전유각기에서 최대 족저굴곡을 측정하였다.
- 하지 내 엉덩관절과 무릎관절(HK), 무릎관절과 발목관절(KA)간의 협응력을 평가하기 위하여 두 관절사이의 CRP를 다음의 과정을 통하여 계산하였다[9,10]. 우선 각 관절의 각도와 이에 따른 각속도를 계산하였으며, 보행 전체 주기를 0~100%까지로 정규화 하였다. 다음으로 관절의 각도는 다음의 수식 (1)로부터 –1부터 +1까지 정규화 하였다.
- 연구대상자는 마커부착 후 기립상태에서 정적 검사를 시행한 후, 10m 보행로를 자신이 선택한 보행속도로 무릎보조기 착용과 미착용 상태에서 각각 보행하였으며, 5회 이상 보행한 후 이들 데이터의 평균값을 분석하였다. 이때의 각 관절의 운동형상학적 결과를 측정하였으며, 또한 관절의 운동형상학적 결과로부터 엉덩관절에서는 최대 신전각도, 무릎의 입각기 및 유각기시 최대 굴곡각도, 발목의 입각기에서의 최대 족저굴곡 및 배측굴곡, 전유각기에서 최대 족저굴곡을 측정하였다.
- 정규화된 관절 각도(x축)와 관절 각속도(y축)를 기반으로 수직(3)으로부터 위상각을 산출하였다.
- 계산된 위상각에 대하여 언랩(unwrap)을 수행하여 위상의 비연결성을 개선하였다. 최종적으로 근위부 관절(엉덩관절 및 무릎관절)의 위상각에서 원위부 관절(무릎관절 및 발목관절)의 위상각을 빼서 두 관절 사이의 CRP를 계산하였다. 본 연구에서는 전체 보행주기를 입각기와 유각기로 나누어 각 시기에 따른 CRP의 평균제곱근(RMS, root mean square) 및 표준편차를 계산하였다.
- 하지 내 엉덩관절과 무릎관절(HK), 무릎관절과 발목관절(KA)간의 협응력을 평가하기 위하여 두 관절사이의 CRP를 다음의 과정을 통하여 계산하였다[9,10]. 우선 각 관절의 각도와 이에 따른 각속도를 계산하였으며, 보행 전체 주기를 0~100%까지로 정규화 하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 정상 성인남성 7명이 참여하였으며, 연구대상자의 평균 연령은 32.3±2.7세, 신장 175.2±3.8cm, 체중 76.2±8.7kg 이다.
- 7kg 이다. 연구대상자는 과거 무릎손상의 병력이 없고, 현재 보행에 지장을 줄 수 있는 근골격계 및 신경계 질환이 없는 자 중에서 선정하였다. 또한 모든 연구 진행은 근로복지공단 재활공학연구소 기관생명윤리위원회의 심의를 받아 진행하였으며, 실험 전 연구대상자에게 실험 내용을 설명하고 동의를 구하였다.
- 연구에 사용된 무릎보조기는 상용화된 제품 중 카본 프레임 형태로 제작된 무릎 신전 제한형 보조기 (CTI, Össur Ltd., USA)를 사용하였으며, 연구대상자 모두 우측에 착용하였다.
데이터처리
- 보행 시 무릎보조기 착용 여부에 대한 결과를 비교하기 위하여 Wilcoxon 검정을 실시하였으며, 통계적 유의수준은 a=0.05로 하였다. 이때 SPSS 20.
- 최종적으로 근위부 관절(엉덩관절 및 무릎관절)의 위상각에서 원위부 관절(무릎관절 및 발목관절)의 위상각을 빼서 두 관절 사이의 CRP를 계산하였다. 본 연구에서는 전체 보행주기를 입각기와 유각기로 나누어 각 시기에 따른 CRP의 평균제곱근(RMS, root mean square) 및 표준편차를 계산하였다.
이론/모형
- 보행 시 시공간적, 운동형상학적 데이터 측정을 위해 적외선 카메라(Eagle 4) 8대, 디지털 비디오 카 메라(Sony Ltd., Japan) 1대, 측정용 소프트웨어(Cortex, Motion Analysis Ltd., USA)로 구성된 3차원 동작분석시스템(Motion Analysis Ltd., 2006, USA)을 사용하였다.
성능/효과
- 본 연구는 정상성인 남성을 대상으로 보행 시 기능성 무릎 신전 제한형 보조기 착용 여부에 따른 하지 내 엉덩관절, 무릎관절, 발목관절 간 협응에 대한 차이를 정량적으로 평가하고자 하였다. 그 결과 무릎 보조기 착용 시 무릎과 발목의 각도 변화가 발생하였으며, 이로 인하여 엉덩관절과 무릎관절 사이의 협응 및 무릎관절과 발목관절 사이의 협응 또한 변화되는 것을 확인 할 수 있었다. 하지만, 보행의 시공간적 요인 결과에서는 무릎 보조기 착용 여부에 따라 큰 차이가 없었음을 확인 할 수 있었다.
- 또한 유각기 CRP_SD는 무릎보조기 비 착용시 25.1도에서 무릎보조기 착용시 32.4도로 29% 유의하게 증가하였다(p<0.05).
- 또한 유각기동안 CRP_SD도 무릎보조기 비착용 시 34.5도에서 무릎보조기 착용 시 37.6도로 9% 증가하였으며, 이는 통계적으로도 유의한 차이를 보였다(p<0.05).
- 와 같다. 먼저 엉덩관절과 무릎관절 간 CRP는 입각기동안 무릎보조기 비착용 평균 155.5도에서 무릎보조기 착용 후 124.5도로 보조기 비착용시보다 20% 감소하였으나, 통계적으로 유의하지는 않았다.
- 무릎관절과 발목관절의 CRP_SD는 입각기동안 무릎보조기 비착용 시 46.0도에서 보조기 착용 시 80.1도로 74% 증가하였으며, 이는 통계적으로도 유의하였다(p<0.05).
- 무릎관절과 발목관절의 CRP는 입각기동안 무릎보조기 비착용시 평균 53.5도에서 무릎보조기 착용시 61.6도로 15% 증가하였으나, 통계적으로 유의하지는 않았다. 또한 유각기동안 CRP는 무릎보조기 비착용시보다 착용시에 그 값이 조금 감소하였지만 통계적으로 유의하지 않았다.
- 무릎의 최대 굴곡은 입각기와 유각기에서의 무릎 보조기 착용시 유의하게 감소하는 것을 확인 할 수 있었다 (p < 0.05).
- 반면 유각기에서는 다리의 위치를 옮기는 과정이며, 이때 다리를 제어하는 필요한 에너지를 최소로 하는 것이 에너지 소모 측면에서 유리하기 때문에 변동성이 낮은 것이 효율적이다[14]. 본 연구에서는 입각기에서 무릎 보조기 착용 시 무릎관절과 발목관절 사이의 CRP_SD가 증가하였으며, 이로 인하여 무릎 보조기 착용이 입각기 자세 유지에 유리할 것으로 여겨진다[12,13]. 이에 반하여 유각기에서 무릎 보조기 착용 시 엉덩관절과 무릎관절 사이의 CRP_SD와 무릎관절과 발목관절 사이의 CRP_SD는 증가하였다.
- 와 같다. 엉덩관절과 무릎관절의 CRP_SD는 입각기동안 무릎보조기 비착용 시 평균 68.8도에서 무릎보조기 착용 시 61.4도로 11% 감소하였지만, 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다. 또한 유각기 CRP_SD는 무릎보조기 비 착용시 25.
- CRP는 관절간 상(phase)특성을 의미하며, 0에 가까울 수록 in-phase 특성을 보이지만, 180에 가까울 수록 out-of-phase 특성을 보인다[7]. 엉덩관절과 무릎관절의 CRP는 무릎보조기 착용 여부와 상관없이 입각기가 유각기보다 out-of-phase 경향을 보였으며, 이와 같은 특성은 입각기동안 엉덩관절은 주로 굴곡에서 신전되며, 무릎관절은 주로 굴곡되어 엉덩관절과 무릎관절이 반대방향으로 움직이는 것에서 기인한 것으로 보인다. 반면 유각기동안 엉덩관절과 무릎관절은 주로 동시에 굴곡되는 특성을 나타낸다.
- 연구 결과, 보행속도, 분속수, 입각기, 유각기, 보장비율은 무릎보조기 착용여부에 따라 유의한 차이는 없었다 (p>0.05).
- 하지만, 보행의 시공간적 요인 결과에서는 무릎 보조기 착용 여부에 따라 큰 차이가 없었음을 확인 할 수 있었다. 이로부터 무릎 신전 제한형 보조기 착용은 보행시 각 관절을 거동에는 영향을 주지만, 관절간 협응의 보상작용으로 인하여 보행 특성에는 큰 영향을 주지 않는 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구 결과는 향후 스포츠 손상 예방 관련 기능성 무릎 보조기의 효과 검증 등에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.
- 이는 보행 보조기 착용이 보행에는 직접적으로 영향을 거의 미치지 않음을 나타낸다. 이로부터 본 연구에서 사용한 무릎 보조기는 무릎 관절의 보호하는 역할을 위해서 비정상적인 보행을 유발하지 않는 것을 확인 할 수 있다.
- 특히 무릎의 가동범위가 감소하였으며, 발목 가동범위는 변화가 없었지만, 각도 변화의 형태가 전이되었다. 이와 같은 결과로부터 무릎 보조기 착용은 무릎의 굴곡을 억제시키며, 발목에서는 배측굴곡의 억제 및 족저굴곡을 증가시키는 것을 확인 할 수 있었다. 이로부터 무릎 보조기는 주로 무릎과 발목에 영향을 주는 것으로 확인할 수 있었다.
- 이와 같이 무릎 보조기는 관절의 거동 및 관절 사이의 협응에는 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 시공간적 요인은 보행 보조기 착용시에도 큰 변화가 없었다.
후속연구
- 하지만, 본 연구에서 사용한 무릎 보조기의 경우 프레임으로 인하여 시상면을 제외하고 다른 면(plane)은 제한하게 된다. 또한 실제 보행은 관상면 및 횡단면에서 관절의 거동이 발생하므로 향후 3차원적인 관절의 거동 및 관절간 협응에 대한 연구가 필요하다.
- 이로부터 무릎 신전 제한형 보조기 착용은 보행시 각 관절을 거동에는 영향을 주지만, 관절간 협응의 보상작용으로 인하여 보행 특성에는 큰 영향을 주지 않는 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구 결과는 향후 스포츠 손상 예방 관련 기능성 무릎 보조기의 효과 검증 등에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.