[논문]스마트폰을 이용한 동적균형능력 측정의 타당도 연구

한슬기; 이상용; 이대희; 박정서

doi:10.13066/kspm.2016.11.2.77

스마트폰을 이용한 동적균형능력 측정의 타당도 연구
Validity Study of Dynamic Balance Abilities Measure using a Smartphone 원문보기

대한물리의학회지 = Journal of the korean society of physical medicine, v.11 no.2, 2016년, pp.77 - 82

한슬기 (영동대학교 물리치료학과) , 이상용 (영동대학교 물리치료학과) , 이대희 (영동대학교 물리치료학과) , 박정서 (대전과학기술대학교 물리치료학과)

Abstract ▼ AI-Helper

PURPOSE: The purpose of this study was to investigate the validity of dynamic balance measurements using a smartphone. METHODS: Thirty subjects were selected out of Y-university students without fractures, operation history, and inflammatory arthritis who had not started regular exercise during the past three months. Their dynamic balance ability was measured by the Biodex Balance System (Biodex Medical Systems, Inc., USA) using smartphones. The smartphone utilized in this study was the Galaxy Note4 LTE (SM-N910K, Samsung, Korea), and the application was the Sensor Kinetics pro (Ver.2.1.2, INNOVENTIONS Inc, US). The dynamic balance ability was measured in triplicate. RESULTS: With eyes closed, a low level of correlation (r>0.30, p0.60) were determined between the roll value of the smartphone gyroscope versus the medial/lateral score of the Biodex Balance System. With eyes closed, a low level of correlation (r>0.30, p0.60) were determined between the total value of the smartphone gyroscope versus the total score of the Biodex Balance System. CONCLUSION: This study indicated that using a smartphone can generate highly limited data regarding balance ability. They are unlikely to replace the existing more expensive devices entirely. However, smartphones may be highly useful in environments in which an expensive device is not available or when dynamic balance ability should be measured immediately or within a few hours.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구는 Biodex Balance system과 스마트폰을 이용한 동적균형능력 측정을 비교하여 스마트폰을 이용한 동적균형능력 측정의 타당도를 알아보고자 실시하였다.
본 연구는 스마트폰과 Biodex Balance System을 이용한 동적균형능력 측정을 비교하여 스마트폰을 이용한 동적균형능력 측정의 타당도를 알아보고자 건강한 성인 30명을 대상으로 실시하였다.
이를 위해서는 스마트폰에서 제공받을 수 있는 측정값과 기존의 동적균형능력 장비를 통해 확인된 측정값이 얼마나 연관성이 있고 일치하는지 확인할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 Biodex Balance system과 스마트폰을 이용한 동적균형능력 측정을 비교하여 스마트폰을 이용한 동적균형능력 측정의 타당도를 알아보고자 실시하였다.

대상 데이터

본 연구는 충북지역의 Y대학에 재학 중인 20^～30세의 건강한 학생 30명을 대상으로 하였고 구체적 선정기준은 다음과 같다.
본 연구에서 사용한 스마트폰은 Galaxy Note4 LTE (SM-N910K, Samsung, Korea)이었으며 운영체제는 android 5.1.1v이었다. 어플리케이션은 Sensor Kinetics pro (Ver.

데이터처리

Biodex Balance System과 스마트폰 사이에 상관관계를 알아보기 위해서 Spearman의 상관분석을 실시하였고 일치도를 알아보기 위해 급내상관계수(ICC)를 확인하였다.
스마트폰의 가속도 Total값을 산출할 때 사용된 Y축값은 90를 빼고 사용하였고 자이로스코프 값은 모든 값에 1,000을 곱하여 사용하였다. 그리고 본 연구의 통계분석에 사용된 값은 Biodex Balance System과 스마트폰의 가속도 및 자이로스코프에서 각각 추출된 값은 단위가 일치하지 않으므로 각각 측정된 값의 순위의 평균값을 사용하였다.

이론/모형

연구대상자의 동적균형능력은 스마트폰과 Biodex Balance System을 이용해서 동시에 측정하였다. 균형측정 시 스마트폰은 Lee (2003)의 연구를 참고하여 그림 1과 같이 스판으로 제작한 벨크로와 방수팩을 이용하여 스마트폰을 허리뼈 3번과 4번 사이 피부 위에 고정하였다(Lee, 2003).

성능/효과

1. 스마트폰 가속도는 모든 항목에서 Biodex Balance System과 유의한 상관관계를 확인할 수 없었고(p>0.05), 0.60 이상의 일치도를 확인할 수 없었다.
2. 스마트폰 자이로스코프의 눈을 뜬 상태의 모든 항목에서 Biodex Balance System과 유의한 상관관계를 확인할 수 없었고(p>0.05), 0.60 이상의 일치도를 확인할 수 없었다.
3. 스마트폰 자이로스코프의 눈을 감은 상태에서 Pitch는 Biodex Balance System의 앞뒤균형점수와 유의한 상관관계를 확인할 수 없었고(p>0.05), 0.60 이상의 일치도를 확인할 수 없었다.
4. 스마트폰 자이로스코프의 눈을 감은 상태에서 Roll값은 Biodex Balance System의 안팎균형점수와 약한 양의 상관관계를 보였고(r>0.30, p<0.05), 0.60 이상의 일치도를 확인할 수 있었다.
5. 스마트폰 자이로스코프의 눈을 감은 상태에서 Total값은 Biodex Balance System의 전체균형점수와 약한 양의 상관관계를 보였고(r>0.30, p<0.05), 0.60 이상의 일치도를 확인할 수 있었다.
이와 같은 결과로 보아 스마트폰이 기존의 균형능력 측정장비를 완벽하게 대체할 수는 없을 것으로 생각된다. 그러나 고가의 균형능력 측정장비가 보급되지 않은 현장이나 즉시, 균형능력을 간이검사하고자 한다면, 스마트폰을 이용한 균형능력 검사방법이 사용될 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.
스마트폰 가속도와 Biodex Balance System 모든 항목에서 유의한 상관관계를 확인할 수 없었고(p>0.05), 0.60이상의 일치도를 확인할 수 없었다(Table 2).
연구대상자는 맨발로 Biodex Balance System의 균형판에 양발을 붙이고 서서 양손은 각각 반대편 어깨를 잡도록 하여 서도록 하였다. 스마트폰의 균형능력측정이 시작되고 3초 후 Biodex Balance System을 통해 동적균형능력 측정이 이루어졌으며, 30초 후 Biodex Balance System은 측정이 완료되었고 다시 3초 후 스마트폰의 균형능력 측정이 완료되었다.
이와 같은 결과로 보아 스마트폰이 기존의 균형능력 측정장비를 완벽하게 대체할 수는 없을 것으로 생각된다. 그러나 고가의 균형능력 측정장비가 보급되지 않은 현장이나 즉시, 균형능력을 간이검사하고자 한다면, 스마트폰을 이용한 균형능력 검사방법이 사용될 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

후속연구

그러나 이러한 작업이 매우 전문적인 기술이나 어려운 산술과정이 요구되는 것은 아니었다. 그러므로 향후에 균형능력 측정에 좀 더 전문화된 어플리케이션이 개발된다면, 더 타당하고 실용 가능할 것이라고 생각한다. 이러한 어플리케이션 개발에 본 연구의 과정과 결과가 기여할 것이라고 확신한다.
이것은 Patterson 등(2014)과 본 연구에서 사용한 기존의 검증된 균형능력 장비가 각각 Good Balance System과 Biodex Balance System으로 차이가 있었고 특히, 본 연구에서는 양 발로 서서 측정하였지만 Patterson 등(2014)은 한발서기로 측정하여 과제의 난이도에 차이가 있었다. 본 연구에서도 눈을 뜬 상태보다는 눈을 감은 상태에서 더 일치도가 높았고 본 연구보다 난이도가 높은 한발서기로 스마트폰의 균형능력 측정을 실시한 Patterson 등(2014)은 기존의 장비들과 일치한다고 한 것으로 보아 스마트폰을 사용한 균형능력 측정은 좀 더 어려운 균형과제에서 좀 더 신뢰할 수 있는 측정방법일 것이라고 생각된다.
이러한 어플리케이션 개발에 본 연구의 과정과 결과가 기여할 것이라고 확신한다. 뿐만 아니라 좀 더 다양한 스마트폰과 동적균형과제 그리고 다양한 질환과 연령을 대상으로 한 연구가 계속되어야 할 것이다.
한편, 동적균형능력 측정 장비로서 스마트폰의 타당도에 관한 연구는 부족한 실정이다. 스마트폰으로 기존에 많이 사용되고 있는 고가의 장비들을 대체할 수 있다면, 많은 비용과 노력이 절감될 것이고 좀 더 자주 객관적인 정보를 치료사와 환자에게 제공할 수 있게 될 것이다. 이를 위해서는 스마트폰에서 제공받을 수 있는 측정값과 기존의 동적균형능력 장비를 통해 확인된 측정값이 얼마나 연관성이 있고 일치하는지 확인할 필요가 있다.
스마트폰으로 기존에 많이 사용되고 있는 고가의 장비들을 대체할 수 있다면, 많은 비용과 노력이 절감될 것이고 좀 더 자주 객관적인 정보를 치료사와 환자에게 제공할 수 있게 될 것이다. 이를 위해서는 스마트폰에서 제공받을 수 있는 측정값과 기존의 동적균형능력 장비를 통해 확인된 측정값이 얼마나 연관성이 있고 일치하는지 확인할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 Biodex Balance system과 스마트폰을 이용한 동적균형능력 측정을 비교하여 스마트폰을 이용한 동적균형능력 측정의 타당도를 알아보고자 실시하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	균형능력의 상실은 어떠한 문제를 초래하는가?	균형은 최소한의 흔들림으로 바닥면 내에서 신체중력중심을 유지하는 능력이다. 균형능력의 상실은 치료적 중재나 재활에 문제를 일으키고 일상생활의 원활한 수행에 장애를 초래하며 나아가 낙상이나 골절 등 다른 상해의 원인이 되기 때문에(Kim 등, 1998; Geurts 등, 1996) 균형능력을 평가하는 것은 중요하다. 균형능력을 평가하는 장비로는 EquiTest (Neuro International Inc, USA) (Yang과 Lee, 2002)와 Balance Master system(Natus Medical Incorporated, USA) (Lee과 Yoon, 2002), Biodex Balance System (Biodex Medical Systems, USA) (Jung과 Choi, 2014; Jung 등, 2013), Tetrax (Sunlight Medical Ltd.
	균형이란?	균형은 최소한의 흔들림으로 바닥면 내에서 신체중력중심을 유지하는 능력이다. 균형능력의 상실은 치료적 중재나 재활에 문제를 일으키고 일상생활의 원활한 수행에 장애를 초래하며 나아가 낙상이나 골절 등 다른 상해의 원인이 되기 때문에(Kim 등, 1998; Geurts 등, 1996) 균형능력을 평가하는 것은 중요하다.
	Sensor Kinetics pro을 통해 측정한 기록은 어떻게 보관되는가?	Sensor Kinetics pro는 스마트폰의 움직임에 대해 가속도와 자이로스코프 값을 동시에 기록할 수 있다. 그리고 기록된 측정값은 확장자명 .csv로 변환되며 모든 측정값은 메일이나 클라우드 드라이브 등으로 전송하여 컴퓨터에서 엑셀(excel)로 편집이 가능하다. 표본추출률(sampling rate)은 50 HZ로 하였다.

참고문헌 (18)

Chang WD, Chang WY, Lee CL, et al. Validity and reliability of wii fit balance board for the assessment of balance of healthy young adults and the elderly. J Phys Ther Sci. 2013;25(10):1251-3.

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GEURTS, Alexander CH, Knoop JA, et al. Identification of static and dynamic postural instability following traumatic brain injury. Archives of physical medicine and rehabilitation. 1996;77(7):639-44.

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Jung HY, Choi JD. The effects of vestibular sensory stimulation training on balance and gait in the patients with stroke. KAPTS. 2014;26(5):365-71.
Jung PH, Lee SW, Song CG, et al. Counting walk-steps and detection of phone's orientation/position using inertial sensors of smartphones. KTCP. 2013;19(1):46-50.
Kim EJ, Kim TS, Bae SS. Fall-related injury and balance of the elderly. J Korean Soc Phys Med. 1998;10(2): 161-71.
Lee GC, Yoon JG. The effects of visuo-perceptual biofeedback training on dynamic postural balance in stroke patients. KAPTS. 2002;9(2):17-26.
Lee JB. Gait analysis of the normal and the hemiplegic walking using the acceleration of the CoM. Master's Degree. Yonsei University. 2003.
Lee NH, Lee J, Lee GN. The effects of treatment With a TETRAX on balance and mobility in acute stroke patients. PTK. 2010;17(3):11-9.
Lee YJ. Study on emergency-monitoring system of the elderly using electrocardiogram, accelerometer, and gyroscope. Master's Degree. Hankyung University. 2011.
Lim JY, Kim TH, Lee JS. Reliability of measuring the passive range of shoulder horizontal adduction using a smartphone in the supine versus the side-lying position. J Phys Ther Sci. 2015;27(10):3119-22.

상세보기
Matsumura K, Yamakoshi T. iPhysioMeter: a new approach for measuring heart rate and normalized pulse volume using only a smartphone. Behav Res Methods. 2013;45(4):1272-8.

상세보기
Park Ds, Lee DY, Choi SJ, et al. Reliability and validity of the balancia using Wii balance board for assessment of balance with stroke patients. JKAIS. 2013;14(6): 2767-72.
Patterson JA, Amick RZ, Thummar T, et al. Validation of measures from the smartphone sway balance application: a pilot study. Int J Sports Phys Ther. 2014; 9(2):135-9.
Son HH. The Effects of Stabilization Exercise with Abdominal Breath on Balance and Oswestry Disability Index for Low Back Pain Patients. J Korean Soc Phys Med. 2015;10(1): 107-13.
TYSON, Sarah, DESOUZA, Lorraine. The measurement of balance post-stroke part 3 instrumented measurement tools. Physical therapy reviews. 2002;7(4): 231-41.

상세보기
Yang HG, Yong HS. Physical activity recognition using accelerometer of smart phone. JOK. 2012;39(2):7-9.
Yang HG, Yong SH. Real-time physical activity recognition using tri-axis accelerometer of smartphone. Journal of Korea Multimedia Society. 2014;17(4):506-13.

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Yang, HS, Lee, KW. Comparison of the balance relations between healthy subjects and patients with chronic low back pain. Physical Therapy Korea. 2002;9(2): 1-17.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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