[논문]기능적 인솔이 노인의 보행에 미치는 영향

서동권

doi:10.5762/kais.2019.20.12.280

기능적 인솔이 노인의 보행에 미치는 영향
Effects of Functional Insole on Walking in the Elderly 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.12, 2019년, pp.280 - 286

서동권 (건양대학교 물리치료학과)

초록
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본 연구는 발의 피로와 통증을 줄이고 발의 정상적인 기능을 유지해주는 기능적 인솔 적용 유무가 노인 보행 시 하지의 생체 역학적 변인 및 패턴에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 본 연구의 대상자는 10명(연령, 73.2 세: 신장, 152.1 cm: 체중, 59.4 kg)이며, 기능적 인솔 착용과 비 착용 시의 보행을 분석하였다. 보행분석은 퀄리시스 시스템 (Qualisys system)으로 촬영 후 비쥬얼 3D (Visual-3D)로 분석하였다. 그 결과, 기능적 인솔을 착용했을 경우, 보장과 유각기 속도가 유의미하게 증가하였다 (p<.05). 또한 하지의 신전 모멘트가 입각기에서 유의미하게 증가하였다 (p<.05). 본 연구 결과 기능적 인솔은 노인의 보행 안정성을 향상시는 효과가 있었다. 그러나 이 연구의 결과를 일반화하기 위해서는 더 많은 대상자들을 통해 보다 많은 정량적 자료를 축적할 필요가 있으며, 대상자들에게 오랜 시간동안 인솔을 사용하게 한 후 보행변인 및 패턴의 변화를 검토하는 연구가 추후 이뤄져야 할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study verified the difference in biomechanical variation and the pattern of the lower limb between using or not using functional insoles on the gait of elderly people. Ten females subjects were selected (age: 73.2 years, height: 152.1 cm, body mass: 59.4 kg) for testing their gait with using functional insoles and without using functional insoles. The gait motions were captured with the Qualisys system and the gait parameters were calculated with Visual-3D. As a result, the subjects' stride length and swing time were significantly increased (p<.05). Also, the lower limb's extension moment was significantly increased (p<.05) when using the insole. These differences suggest the functional insole used in the experiment increases the subjects' gait stability. However, to generalize the results of this study, it is necessary to accumulate more quantitative data with more subjects. Further studies to examine gait variables and changes of walking patterns need to be conducted by gathering and utilizing the results of those subjects who have used insoles for a long period of time.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. The type of insole and shoe(a) and insole(b)
표 Table 1. Variabilitiesof gait parameters (N=10)
표 Table 2. Variation oflower joint angle (unit: deg.).
그림 Fig. 2. Patterns of lower joint angle (a: ankle angle, b: knee angle, c: hip angle)
표 Table 3. Variation of lower joint moment (unit: Nm/kg, W/kg).
그림 Fig. 3. Pattern of lower joint moment (a: ankle moment, b: knee moment, c: hip moment)

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 인솔과 관련된 지금까지의 대부분의 연구는 발의 움직임을 통제하는 인솔의 기능에 초점을 맞추어 운동학적 변인들을 중심으로 한 연구들이 주를 이루었으며, 대상자들이 20-30대의 건강한 대상자들을 대상으로 연구를 실시하여 실제 사용된 인솔의 기능성 차이에 따른 효과를 밝히기에는 다소 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구는 개인적 해부학적 특성 및 보행 특성에 의해 개인에게 정형화된 노인들의 보행동작이 기능성 인솔 착용 유⦁무에 따라 보행변인에 차이가 있는지 분석하여 기능성 인솔의 실질적인 기능성 평가를 하고자 한다.
이 연구는 개인적인 해부학적 특성 및 보행 특성에 의해 개인에게 정형화된 노인들의 보행동작이 기능성 인솔 착용 유⦁무에 따라 보행변인에 차이가 있는지 분석하여 기능성 인솔의 실질적인 기능성 평가를 하고자 하였고 그 결과를 요약하면 다음과 같다.

제안 방법

모든 대상자들은 본 실험에 앞서 상하의 타이즈를 입고 실험에 참여하였으며, 측정에 앞서 대상자들의 해부학적 정렬 상태를 측정하기 위해 스탠딩 캘리브레이션(standing calibration)을 실시하였다.
모든 대상자들의 자연스러운 보행동작을 유도하기 위하여 보행속도를 제한하지 않았고, Fig 1과 같이 동일한 A사의 운동화를 착용한 상태에서 인솔 미사용 시와 인솔 사용 시의 두 가지 상황에서 실험을 실시하였다.

대상 데이터

본 실험에서 3차원 영상자료 수집을 위해 Qualisys사의 적외선 카메라(Oqus 3series, Sweden) 6대를 사용하였고 이때의 샘플링율은 100Hz로 설정하였다. 보행 시 대상자들의 지면반력을 측정하기 위하여 1대의 지면반력기(Kislter, Type 9286AA, switzerland)가 사용되었으며 이때의 샘플링율은 100Hz로 설정하였다.
본 연구 목적을 수행하기 위하여 실험 참여대상자들에게 실험의 목적, 필요성 및 절차를 충분히 설명하고 모든 대상자들에게 실험 참여 동의서를 획득 한 후 실험을 진행하였으며, 본 연구의 대상자는 최근 6개월간 하지의 정형외과적 상해나 문제가 없는 70세 이상의 여성 노인 10명을 대상으로 하였다(나이: 73.2±1.32yrs, 키: 152.1±4.33cm, 몸무게: 59.4±9.77kg).

데이터처리

QTM(Qualisys Track Manager)에 의해 획득된 원자료를 Visual3D software(C-motion Inc, USA)를 이용하여 인체를 모델링한 후 분석변인을 산출하였으며, 대상자별 3회의 보행자료의 평균치를 사용하였다. 실험 시 생성될 수 있는 노이즈 제거를 위해 산출된 모든 변인들은 Butterworth 4차 저역필터를 사용하여 필터링하였으며, 이때의 차단주파수는 6Hz로 하였다.
본 연구의 목적을 달성하기 위해 모든 대상자의 보행 데이터는 SPSS 16.0 프로그램을 이용하여 대응 t-검정(paired t-test)을 실시하였으며, 이때의 통계적 유의 수준은 α=.05로 설정하였다.

이론/모형

보행 시 대상자들의 지면반력을 측정하기 위하여 1대의 지면반력기(Kislter, Type 9286AA, switzerland)가 사용되었으며 이때의 샘플링율은 100Hz로 설정하였다. 대상자들의 보행 구간은 NLT (Nonlinear Transformation)방법을 이용하여 calibration 되었으며, 영상장비 및 지면반력기는 메인 컴퓨터로 상호 동조하여 자료를 획득하였다.

성능/효과

3. 발목관절과 엉덩관절의 모멘트 변화는 큰 차이를 보이지 않았으나 무릎관절의 신전모멘트가 증가하는 것으로 나타났다.
인솔 사용 유⦁무에 따른 보행 변인의 변화는 Table 1과 같다. 인솔 미사용 시에 비하여 인솔 사용 시의 보행 속도가 증가한 것으로 나타났으나 이러한 차이는 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 활보장(stride length)의 변화는 인솔 사용하지 않았을 때에 비하여 사용 시가 활보장이 증가하는 것으로 나타났으며, 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.
인솔을 사용함에 따라 대상자들의 보행속도가 증가하였으며 활보장이 증가하였으며, 활보장시간의 변화는 거의 없었지만 하지의 스윙기가 증가하였다. 보행 시 신체의 안정성이 감소할수록 보행속도와 스윙시간을 줄이고 활보폭을 넓히는 안정화 전략을 사용하는 것이 일반적인 보행 전략이다[14].
인솔 미사용 시에 비하여 인솔 사용 시의 보행 속도가 증가한 것으로 나타났으나 이러한 차이는 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 활보장(stride length)의 변화는 인솔 사용하지 않았을 때에 비하여 사용 시가 활보장이 증가하는 것으로 나타났으며, 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 활보폭(stride width)은 미사용 시에 비하여 감소하는 것으로 나타났으나 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다.

후속연구

그러나 이 연구의 결과를 일반화하기 위해서는 더 많은 대상자들을 통해 보다 많은 정량적 자료를 축적할 필요가 있으며, 대상자들에게 보다 오랜 시간동안 인솔을 사용하게 한 후 대상자들의 보행변인 및 보행패턴의 변화를 검토하는 연구가 이뤄져야 할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기능적 인솔이란?	본 연구는 발의 피로와 통증을 줄이고 발의 정상적인 기능을 유지해주는 기능적 인솔 적용 유무가 노인 보행 시 하지의 생체 역학적 변인 및 패턴에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 본 연구의 대상자는 10명(연령, 73.
	발의 구조는?	신체 표면의 5%에 불과한 발은 52개의 뼈와 60개의 관절로 구성된 매우 복잡한 구조를 이루고 있으며, 신체의 체중을 지지하고 달리거나 걷기 등의 신체 이동시 매우 중요한 역할을 담당하는 신체 분절이다[1]. 걷거나 달리기와 같이 신체를 이동하는 동안 발에는 반복적인 충격력이 발생하기 때문에 개인별 발의 형태 및 신발의 구조에 따라 골격근과 신경의 반응은 다양한 형태로 나타나게 된다[2].
	인솔이 발의 피로와 통증에 미치는 영향은?	인솔은 발의 피로와 통증을 줄이고 발의 정상적인 기능을 유지할 수 있도록 도움을 주어 하지, 골반 및 척추 등의 신체 손상을 방지한다. 인솔의 사용은 지면에서 발뒤꿈치가 떨어질 때(heel off) 영향을 주기 때문에 발목의 최대굴곡 각도와 연관성이 높은 아킬레스 건 염좌의 발생을 감소시키며[5], 충격력(impact force)의 크기와 충격량(impact loading)의 비율 및 바닥을 미는 힘(push-off force)의 크기를 감소시킨다고 보고되고 있다[6, 7].

참고문헌 (19)

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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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