[논문]고령자의 보행기 보행시 손목관절의 파지 각도별 근피로도 분석

강성재; 류제청; 권칠용; 문무성

문제 정의

본 연구에서는 정상인과 노인군에 대하여 손목관절의 근전도와 힘을 측정하고 보행속도, 분속수, 보행안정성을 평가하였다. 기존 보행기의 기능적 한계점을 극복하고 에너지 소모가 적은 이동기능 보조 장치의 핸들부를 제안하고 파지 각도별 운동역학 자료를 제시하고자 한다.
본 연구는 고령자를 위한 워커 시스템에 관한 설계에 보행안정성을 확보하는 측면에서, 근 피로도와 하중을 최소화할 수 있는 각도 기초자료로서의 활용가치를 지닌다. 사후검증을 통해 독립변수의 수준 사이에서의 평균의 차이를 확인하였으며, 이를 통해 근육부하량이 가장 작은 변량은 수평 0° 수직0°에서의 9.
본 연구에서는 정상인과 노인군에 대하여 손목관절의 근전도와 힘을 측정하고 보행속도, 분속수, 보행안정성을 평가하였다. 기존 보행기의 기능적 한계점을 극복하고 에너지 소모가 적은 이동기능 보조 장치의 핸들부를 제안하고 파지 각도별 운동역학 자료를 제시하고자 한다.

제안 방법

근 전위 신호를 검출하기 위해 두 개의 근 전위 단자(electrode)를 각각 신전근(Extensor carpi radialis)과 굴곡근(Flexor carpi ulnaris)에 하나씩 부착하였으며, 참조점(Reference)은 손목 복사뼈 지점으로 하였다. 각각의 객체에 대하여 휴식 상태에서의 근 전위 신호를 측정하여 근전위 값의 영점 값을 정하였으며, 최대 신전 근 전위 신호와 최대 굴곡 근 전위 신호를 측정하여 이들의 합을 통해 최대 근전위 , 값을 도출하였다 각도별 근전위 값을 최대 근전위 값으로 나누어 근육부하량를 도출하였다. 하중은 손잡이에 FSR을 부착하여 측정하였다.
FSR은 부과되는 힘에 따라 저항 값의 차이를 보이는 힘 감지 가변저항 센서이다. 객체 간 일관성을 유지하기 위해 체중이 가장 높은 피험자를 기준으로 체중에 따른 하중 값을 필터링하였다. 이들의 값을 비교하여 근육부하량과 하중이 가장 낮은 각도를 도출하였다.
근육부하량은 근 전위 신호를 이용하여 측정하였다. 근 전위 신호를 검출하기 위해 두 개의 근 전위 단자(electrode)를 각각 신전근(Extensor carpi radialis)과 굴곡근(Flexor carpi ulnaris)에 하나씩 부착하였으며, 참조점(Reference)은 손목 복사뼈 지점으로 하였다. 각각의 객체에 대하여 휴식 상태에서의 근 전위 신호를 측정하여 근전위 값의 영점 값을 정하였으며, 최대 신전 근 전위 신호와 최대 굴곡 근 전위 신호를 측정하여 이들의 합을 통해 최대 근전위 , 값을 도출하였다 각도별 근전위 값을 최대 근전위 값으로 나누어 근육부하량를 도출하였다.
객체 간 일관성을 유지하기 위해 체중이 가장 높은 피험자를 기준으로 체중에 따른 하중 값을 필터링하였다. 이들의 값을 비교하여 근육부하량과 하중이 가장 낮은 각도를 도출하였다. 그림 1은 근 전위 신호와 하중을 검출하기 위한 실험 장치의 구성을 보여준다.
이렇게 정의된 각각의 각도에서의 '근육부하량과 하중' 을 측정하였으며, 이를 비교 평가하여 근육부하량과 하중이 가장 낮은 각도를 도출하였다.
측정값의 신뢰도를 높이기 위해 측정 전 2~3분 가량 일정거리를 왕복하게 한 후 측정을 실시하였다.

대상 데이터

본 연구는 인천광역시 부평구 B경로원, S경로원의 65세 이상 노인 중 실험에 동의한 10명을 대상자로 선정하였다. 대상자들의 일반적 특성은 표 1과 같다.

데이터처리

18%이었다. 또한 Duncan의 사후검증을 이용하여 다중비교를 실시하였다. 기술통계량의 통계적 유의성을 검정하기 위해 등분산성을 확인하고, 분산분석을 실시한 결과 P<0.
54kg의 최소 하중을 보였다. 사후 검증에서 부집단별 유의한 차이를 검증하였다. 상관분석을 통해 근 피로도와 하중 사이의 양의 상관관계를 도출할 수 있었으며, 이는 파지 각도 실험의 결과 값의 신뢰도를 뒷받침해 준다.
67%임을 알 수 있다. 이들의 통계적 유의성을 검정하기 위해 등분산성을 확인하고, 분산분석을 실시하였다.

성능/효과

기술통계량의 통계적 유의성을 검정하기 위해 등분산성을 확인하고, 분산분석을 실시한 결과 P<0.05을 만족하여 통계적으로 유의한 차이가 존재함을 알 수 있었다.
본 연구는 고령자를 위한 워커 시스템에 관한 설계에 보행안정성을 확보하는 측면에서, 근 피로도와 하중을 최소화할 수 있는 각도 기초자료로서의 활용가치를 지닌다. 사후검증을 통해 독립변수의 수준 사이에서의 평균의 차이를 확인하였으며, 이를 통해 근육부하량이 가장 작은 변량은 수평 0° 수직0°에서의 9.67 ± 3.42%임을 알 수 있었다.

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