Background: The classification of foot type can be commonly determined by the height of the media longitudinal arch. The normalized arch height (NAH) is defined as the ratio of navicular or instep heights to the foot length or instep length. Objects: This study investigated the relationships among f...
Background: The classification of foot type can be commonly determined by the height of the media longitudinal arch. The normalized arch height (NAH) is defined as the ratio of navicular or instep heights to the foot length or instep length. Objects: This study investigated the relationships among foot characteristics, such as foot length (FL), instep length (IL), navicular height (NH), and instep height (IH), in Korean young adults. Also, the distribution of foot type based on calculated NAH was assessed. Methods: Three-dimensional foot scanning data of young adults aged 20 to 39 years (total: 1,978; 974 male, 1,004 female) were obtained from the Korea Technology Standards Institute, and used for analyses. NAH was calculated as the following: NH/FL, IH/FL, IH/IL, NH/IL. Spearman's rank order correlation was used to identify correlations among variables. The Mann-Whitney U-test and chi-square test were used to compare the sex differences in foot characteristics and distribution of foot type. Results: FL and IL showed a very high correlation (r = 0.94). The correlations between FL or IL and IH (r = 0.50-0.57) were greater than those between FL or IL and NH (r = 0.23-0.72). Males had significantly larger values than females (p < 0.001), and the frequency of pes planus was significantly higher in females than in males (χ2 = 50.09, p < 0.001). Based on the IH/IL index, the neutral foot, pes planus and pes cavus distributed by 16%, 78%, and 6% respectively. Conclusion: Our results on foot arch distribution could be used as basic data in clinical or footwear fields, and our data on differences in arch structure according to sex may facilitate understanding of why injury to the lower limbs differs between males and females.
Background: The classification of foot type can be commonly determined by the height of the media longitudinal arch. The normalized arch height (NAH) is defined as the ratio of navicular or instep heights to the foot length or instep length. Objects: This study investigated the relationships among foot characteristics, such as foot length (FL), instep length (IL), navicular height (NH), and instep height (IH), in Korean young adults. Also, the distribution of foot type based on calculated NAH was assessed. Methods: Three-dimensional foot scanning data of young adults aged 20 to 39 years (total: 1,978; 974 male, 1,004 female) were obtained from the Korea Technology Standards Institute, and used for analyses. NAH was calculated as the following: NH/FL, IH/FL, IH/IL, NH/IL. Spearman's rank order correlation was used to identify correlations among variables. The Mann-Whitney U-test and chi-square test were used to compare the sex differences in foot characteristics and distribution of foot type. Results: FL and IL showed a very high correlation (r = 0.94). The correlations between FL or IL and IH (r = 0.50-0.57) were greater than those between FL or IL and NH (r = 0.23-0.72). Males had significantly larger values than females (p < 0.001), and the frequency of pes planus was significantly higher in females than in males (χ2 = 50.09, p < 0.001). Based on the IH/IL index, the neutral foot, pes planus and pes cavus distributed by 16%, 78%, and 6% respectively. Conclusion: Our results on foot arch distribution could be used as basic data in clinical or footwear fields, and our data on differences in arch structure according to sex may facilitate understanding of why injury to the lower limbs differs between males and females.
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문제 정의
하지만 이전 연구에서는 두 변수 간의 관계식을 알아보기 위한 대상자 수가 각각 50명과 62명으로 적었다는 제한점이 있었다. 따라서 본 연구에서는 많은 발계측자료를 활용하여 발 길이와 높이 사이의 유의한 선형 관계가 있는지를 알아봄으로써 신발 및 인솔 제작 모델을 만드는데 유용한 자료로 활용하고자 한다.
특히, 성별에 따른 아치 구조 차이는 성별에 따른 하지의 손상을 이해하는 데 도움이 될 것이다. 따라서 본 연구에서는 한국 젊은 성인의 성별에 따른 아치 유형의 빈도를 비교하고자 하였다.
제안 방법
, Ltd, Osaka,Japan)을 사용하였다. 각 대상자의 특정 해부학적 표시점에 13개의 마커를 붙이고 대상자의 오른쪽 발을 편안한 자세로 레이저 스캐너 내부의 유리 발판 위에 올려놓고 왼쪽 발은 동일한 높이의 스캐너 옆 계단 옆에 놓았다. 소프트웨어를 통해 통합된 데이터로 발이 스캔되었고 발계측할 수 있도록 오른쪽 발의 3차원 이미지를 형성하였다.
본 연구에서는 20–30대 젊은 성인의 3차원 발 스캔 자료를 통해 발계측 변수 간의 상관관계와 정규화된 발 아치 지수를 계산하여 남녀 간의 발 유형 분포도를 알아보았다.
1) 발 길이(foot length, FL): 발 축을 따라 측정된 발뒤꿈지점(pternion)과 가장 긴 발가락 사이의 거리,발 축은 발 뒤꿈치의 후부 중간 점에서 두 번째 발가락까지 발의 시상이 분절로 정의함, 2) 발등 길이(instep length, IL): 발 뒤꿈치의 뒤쪽면에서 첫 번째 발허리발가락 관절의 관절선 까지의 수직 거리, 3) 발등 높이(instep height, IH): 발 전체 길이의 50% 지점에서 발등 부위에서 가장 높은 지점과 지지면 사이의 거리, 4) 발배뼈 높이(navicularheight, NH): 발배뼈 거친 면과 지지면 사이의 거리. 본 연구에서는 4개의 발 측정 변수로부터 아래와 같이 계산하여 정규화된 아치 높이 지수 4가지를 구하였다(Figure 1). 1) 발배뼈 높이/발 길이(NH/FL), 2)발배뼈 높이/발등 길이(NH/IL), 3) 발등 높이/발 길이(IH/FL), 4) 발등높이/발등 길이(IH/IL).
본 연구에서는 정규화된 아치 높이를 알아보기 위해 발배뼈 높이와발등 높이를 사용하였다. 정규화된 아치 높이는 발배뼈 혹은 발등 높이에 대한 발 길이 혹은 발등 길이의 기울기로서 발배뼈 혹은 발등 높이와 발 길이 사이에 선형 관계가 있는 경우에 아치 높이를 정규화할 수있다.
각 대상자의 특정 해부학적 표시점에 13개의 마커를 붙이고 대상자의 오른쪽 발을 편안한 자세로 레이저 스캐너 내부의 유리 발판 위에 올려놓고 왼쪽 발은 동일한 높이의 스캐너 옆 계단 옆에 놓았다. 소프트웨어를 통해 통합된 데이터로 발이 스캔되었고 발계측할 수 있도록 오른쪽 발의 3차원 이미지를 형성하였다. 처리된 이미지에서 마커의 위치를 확인하고 자동으로 계산된 치수를 캡처하였다[30].
대상 데이터
본 연구에서는 스캔으로 생성된 발 계측 자료 40개 항목 중, 발 전체 길이(foot length), 발등 길이(instep length), 발등 높이(instep length), 그리고 발배뼈 높이(navicular height)만을 사용하였다. 4개의 계측자료는 다음으로 정의된다.
데이터처리
발 측정 변수들 간의 상관관계를 알아보기 위해 스피어맨 순위 순서 상관 분석(Spearman’s Rank Order Correlation)을 사용하였다.
05) (Table 2). 발 측정 변수들에 관한 기술 통계량은Table 3에 제시하였으며, 발 계측 변수 간의 상관계수는 Table 4에 제시하였다. 발 길이와 발등 길이는 매우 높은 상관관계를 보였으며(r =0.
성별에 따른 발 측정 변수들의 평균 차이를 알아보기 위해 Mann–Whitney U검정을 사용하였으며, 성별에 따른 아치 유형의 분포를 비교하고자 카이제곱-검정(χ2-test)을 하였다.
이론/모형
한국인 인체치수조사사업에서는 다음과 같은 방법으로 발 계측치 들을 측정하였다. 3차원 발 측정에 대한 동의서를 작성한 후 3차원 인체측정 프로토콜에 의해 진행하였으며 발 스캔을 하기 위해 INFOOT 3DDigitalizer 모델 IF-21Series (I-Ware Laboratory Co., Ltd, Osaka,Japan)을 사용하였다. 각 대상자의 특정 해부학적 표시점에 13개의 마커를 붙이고 대상자의 오른쪽 발을 편안한 자세로 레이저 스캐너 내부의 유리 발판 위에 올려놓고 왼쪽 발은 동일한 높이의 스캐너 옆 계단 옆에 놓았다.
05보다 작게 나타나 비정규분포임이 확인되었다. 따라서 아래와 같이 모든 자료 분석은 비모수 통계 방법으로 사용하였다. 발 측정 변수들 간의 상관관계를 알아보기 위해 스피어맨 순위 순서 상관 분석(Spearman’s Rank Order Correlation)을 사용하였다.
성능/효과
발등 높이/발등길이 지수를 기준으로 평발 78%, 정상 발 16% 그리고 높은 아치형 발6%로 평발이 정상 발보다 많았다. 또한, 모든 발 계측 변수에서 남성이여성보다 유의하게 컸으며, 여성이 남성에 비해 평발이 더 많이 분포되었다. 본 연구에서는 정규화된 발 아치 지수를 바탕으로 한국인의 아치유형 분포도 결과를 제시함으로써 임상 혹은 발 보조기 분야에서 기초자료로써 활용하고 성별에 따른 아치 구조 차이는 성별에 따른 하지 손상을 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
또한, 발 길이 혹은 발등 길이에 대한 발배뼈 높이(r = 0.23–0.27)보다 발등 높이(r = 0.50–0.57)의 상관관계가 더 높았다.
또한, 성인 발 유형 분류 시 발등 높이를 활용한 아치 높이 지수(arch height index)는 앉은 자세와선 자세 모두 신뢰도가 매우 높았다(r = 0.86–0.99) [1,3].
모든 발 계측 변수에서 남성이 여성보다 유의하게 컸으며(p <0.001) (Figure 3), 발배뼈 높이/발등 길이와 발배뼈 높이/발등 길이지수에 대한 성별에 따른 발 유형 분포가 유의한 차이를 보였다(χ2=50.09, p < 0.001).
모든 발 측정 변수들에 대한 비모수/모수 통계를 결정하기 위하여 정규성 검정 방법으로 Kolmogorov-Smirnov 검정을 실시한 결과, 유의수준인 0.05보다 작게 나타나 비정규분포임이 확인되었다. 따라서 아래와 같이 모든 자료 분석은 비모수 통계 방법으로 사용하였다.
발 길이와 발등 길이는 매우 높은 상관관계를 보였으며(r =0.94), 발 길이와의 상관관계에서 발배뼈 높이(r = 0.23–0.72)보다 발등 높이(r = 0.50–0.57)가 더 상관관계가 높았다.
즉, 남녀 간에 발 유형 분포가 달랐다(Table 5). 발등 높이/발등 길이 지수를 기준으로 평발 78%, 정상 발 16% 그리고 높은 아치형 발은 6%로 분포하였으며, 발배뼈 높이/발등 길이 지수를 기준으로 평발 44%, 정상 발 55%, 그리고 높은 아치형 발은 1%였다.
따라서 4가지 정규화된아치 높이 중 발등 높이/발등 길이 지수를 추천한다. 발등 높이/발등길이 지수를 기준으로 평발 78%, 정상 발 16% 그리고 높은 아치형 발6%로 평발이 정상 발보다 많았다. 또한, 모든 발 계측 변수에서 남성이여성보다 유의하게 컸으며, 여성이 남성에 비해 평발이 더 많이 분포되었다.
또한, Williams와 McClay [6]는 갈퀴발가락과 엄지발가락가쪽휨증과 같은 발가락 기형이 있는 경우에는 발 길이에 영향을줄 수 있으므로 발 길이를 사용한 정규화된 아치 높이는 왜곡될 수 있다고 지적하였다. 본 연구 결과, 발등 높이/발 길이 지수와 발등 높이/발등 길이 지수는 수치적으로 다르므로 상호 교환하여 사용할 수 없으며, 발 기형을 고려한다면 정규화된 아치 높이 지수를 알아보기 위해서는 발 길이보다는 발등 길이를 활용하여 계산하는 것이 타당하다고 사료된다.
본 연구에서는 발 길이와 발등 길이 사이에 매우 높은 상관관계를 보였기 때문에(r = 0.94), 정규화된 아치 높이를 계산하기 위해 발 길이와발등 길이 모두 사용이 가능하다. 본 연구와 마찬가지로 이전 연구에서도 발 길이와 발등 길이와의 상관관계(r = 0.
또한, 그들은 흑인이 백인, 아시안, 그리고 히스패닉에 비해 발등 높이/발등 지수가 낮았으나, 아시아인이 흑인에 비해 보행 중 과도한 엎침(over-pronation)이 일어난다고 보고하였다.본 연구에서는 평발 78% (남성: 72.0%, 여성 83.7%), 정상 발 16% (남성: 19.5%, 여성: 12.1%) 그리고 높은 아치형 발은 6% (남성: 8.5%, 여성: 4.2%)로 이전 연구와 유사하게 여성이 남성보다 평발이 더 많이 분포하였다. 이전 몇몇 연구에서 발배뼈 떨어짐과 하지 정렬과의 관계를조사하였다.
본 연구에서는 20–30대 젊은 성인의 3차원 발 스캔 자료를 통해 발계측 변수 간의 상관관계와 정규화된 발 아치 지수를 계산하여 남녀 간의 발 유형 분포도를 알아보았다. 연구 결과, 발 길이와 발등 길이 사이에 매우 높은 상관관계가 있으며 발 길이 혹은 발등 길이에 대한 발등높이의 상관관계가 발배뼈 높이보다 높았다. 따라서 4가지 정규화된아치 높이 중 발등 높이/발등 길이 지수를 추천한다.
방사선 연구에서 발배뼈 높이는 뒤꿈치 경사각의 최댓값으로 나타내는 발바닥 쪽의 안쪽 세로 아치 높이로 가장 근접한다고 하였고[22,25], 발 전체 길이의 50% 길이에서의 발등 높이(instepheight) 즉, 내측 쐐기뼈의 높이는 첫 번째 발허리뼈의 경사각을 나타내는 안쪽 세로 아치의 높이를 가장 근접한다고 하였다[6,7,26]. 즉, 발배뼈와 발등 높이의 두 가지 측정방법은 내측 종 아치의 측면 방사선사진과 비교하여 타당성을 입증하였다. 또한, 성인 발 유형 분류 시 발등 높이를 활용한 아치 높이 지수(arch height index)는 앉은 자세와선 자세 모두 신뢰도가 매우 높았다(r = 0.
3차원 레이저 스캔은 캘리퍼 기반의 측정보다 더 빠르게 데이터를캡처할 수 있다는 장점이 있으며, 임상 연구뿐만 아니라 인간공학 및신발 연구 분야에서 많이 사용되고 있는 추세이다. 특히 본 연구에서사용된 스캐너는 측정자 간과 측장자 내 신뢰도가 매우 높았으며 캘리퍼 및 방사선 측정과 비교하여 타당성이 입증되었다[31,32]. Hill 등[23]은 3차원 레이저 스캔을 활용하여 발 길이와 아치 높이는 유의한상관관계가 존재하지 않지만 발 길이와 정규화된 아치 높이는 유의한역의 상관관계를 지녔다고 보고하였다(r = –0.
후속연구
향후 연구에서는 아동과 노인을 포함하여 다양한 연령대에서의 발 계측 변수 간 상관관계와 정규화된 발 아치 지수에 따른발 아치 유형 분포를 알아볼 필요가 있다. 또한, 비만, 신발 그리고 인종과 같은 다양한 요인들이 정규화된 아치 높이 지수에 미치는 영향을알아볼 필요가 있을 것이다.
본 연구 결과는정규화된 발 아치 지수를 바탕으로 한국인의 아치 유형 분포도를 제시함으로써 임상 혹은 발 보조기 분야에서 기초 자료로써 활용하고 성별에 따른 하지 손상 기전을 이해하는데 도움이 될 것으로 기대한다. 또한, 향후 연구에서 기존 연구에서 제시한 정규화된 발 아치 높이를 기준으로 한 발 유형을 성별 혹은 인종 별로 세분화할 필요가 있을 것이다.
향후 연구에서는 성별에 따른 정규화된발 아치 높이와 하지 정렬의 상관성을 비교하고 발 유형에 따른 하지과사용 증후군의 빈도를 알아볼 필요가 있을 것이다. 본 연구 결과는정규화된 발 아치 지수를 바탕으로 한국인의 아치 유형 분포도를 제시함으로써 임상 혹은 발 보조기 분야에서 기초 자료로써 활용하고 성별에 따른 하지 손상 기전을 이해하는데 도움이 될 것으로 기대한다. 또한, 향후 연구에서 기존 연구에서 제시한 정규화된 발 아치 높이를 기준으로 한 발 유형을 성별 혹은 인종 별로 세분화할 필요가 있을 것이다.
또한, 모든 발 계측 변수에서 남성이여성보다 유의하게 컸으며, 여성이 남성에 비해 평발이 더 많이 분포되었다. 본 연구에서는 정규화된 발 아치 지수를 바탕으로 한국인의 아치유형 분포도 결과를 제시함으로써 임상 혹은 발 보조기 분야에서 기초자료로써 활용하고 성별에 따른 아치 구조 차이는 성별에 따른 하지 손상을 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
본 연구의 제한점으로 20–30대 젊은 성인을 대상으로 하였기 때문에 본 연구의 결과를 일반화할 수 없다.
또한, 성별, 나이, 비만 지수와 같은 다양한 요인들이 아치 구조와 연관이 있다[2,27-29]. 특히, 성별에 따른 아치 구조 차이는 성별에 따른 하지의 손상을 이해하는 데 도움이 될 것이다. 따라서 본 연구에서는 한국 젊은 성인의 성별에 따른 아치 유형의 빈도를 비교하고자 하였다.
이전 연구들에서는 정규화된 아치 높이가 아닌 발배뼈 떨어짐으로 비교하였다. 향후 연구에서는 성별에 따른 정규화된발 아치 높이와 하지 정렬의 상관성을 비교하고 발 유형에 따른 하지과사용 증후군의 빈도를 알아볼 필요가 있을 것이다. 본 연구 결과는정규화된 발 아치 지수를 바탕으로 한국인의 아치 유형 분포도를 제시함으로써 임상 혹은 발 보조기 분야에서 기초 자료로써 활용하고 성별에 따른 하지 손상 기전을 이해하는데 도움이 될 것으로 기대한다.
아동은 발의 아치가 성장하는과정이고 노인들은 발의 퇴행성 변화에 의해 아치와 발의 문제점이 많아 다른 연령대에 비해 건강한 발을 선택하다 보니 젊은 성인을 대상자로 선택하였다. 향후 연구에서는 아동과 노인을 포함하여 다양한 연령대에서의 발 계측 변수 간 상관관계와 정규화된 발 아치 지수에 따른발 아치 유형 분포를 알아볼 필요가 있다. 또한, 비만, 신발 그리고 인종과 같은 다양한 요인들이 정규화된 아치 높이 지수에 미치는 영향을알아볼 필요가 있을 것이다.
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