[논문]내외측 wedge insole 높이가 보행안정성에 미치는 영향

배태수; 장윤희; 김신기; 문무성

문제 정의

따라서 본 연구에서는 장애인과 고령자에게 적용하기 전에 정상인을 대상으로한 보행분석을 통해 내외측 쐐기형 깔창 높이변화가 보행의 안정성에 미치는 영향을 시상면과 관상면에서의 전후 및 내외측면 경사각 변화를 통하여 비교 분석하고자 하였다.
본 연구를 통하여 내외측 쐐기형 깔창 높이변화가 보행의 안정성에 미치는 영향을 시상면과 관상면에서의 전후및 내외측면 경사각 변화를 통하여 알아보고자 하였다. aCoM-CoP 의 경우 내외측 깔창의 높이가 증가함에 따라 전방으로의 경사각도는 직접적으로 영향을 받음으로 보행 안정성이 떨어지는 것으로 나타났지만, 후방 경사각도에서는 내측깔창보다는 외측깔창높이가 증가하면서 보행안전성이 떨어지는 것으로 나타났다.

제안 방법

87Kg) 로 선정하였다. 각 피검자들은 평상시 본인들이 착용하고 있는 신발을 사용해서 시험에 임하도록 하였으며, 의료진으로부터 발목관절에 대한 내외반족(valgus-varun)검사를 수행함으로 이상여부 등을 사전에 확인한 후 실험에 임하였다.
각각 구해진 CoM 과 CoP 를 이용하여 CoM-CoP 경사각도를 구하였다. 먼저 시상면(sagittal plane)에서 전후방 경사(anterior-posterior inclination angle, aCoM-CoP)를, 관상면(coronal plane)에서는 내외측면 경사(medial-lateral inclination angle, mCoM-CoP)를 식(2)를 통하여 각각 계산하였다.
)과 각 골격의 중심과 원점과의 거리를 곱해서 더한 값을 전체 체중으로 나눔으로 구하였다. 또한 무게중심(CoP)의 경우 보행분석시 4개의 힘측정판을 통해 보행주기(gait cycle)내의 오른발과 왼발 각각에 대하여 무게중심을 구하였다.
피험자는 평상 시 본인이 착용하던 신발, 그리고 보행에 지장을 주지 않는 짧은 하의를 착용하고 실험에 임하였다. 보행분석을 실시 하기 전 카메라에서 발생할 수 있는 오차를 최소화하기 위해 보정(calibration)을 실시하였으며, 적외선 카메라가 인식할 수 있는 지름 10mm 의 반사 마커를 기존 논문에서 주로 사용하고 있는 Helen Hayes Marker Set 을 이용하여 인체의 해부학적 위치에 부착한 후 보행분석을 실시하였다.
보행분석을 위한 측정도구는 4 개의 힘 측정판(Piezoelectric force plate, 600mm×900mm, Kistler Ltd., Swiss), 적외선 카메라 8 대, 10mm 반사 마커, CCD 카메라, VCR, 데이터 처리장치, PC 등으로 구성된 3 차원 동작 분석기(Eagle 4, Motion Analysis Ltd., USA)를 사용하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 정형외과적으로 외상이 없고, 근골격계질환이 없는 정상 남성 6 명을 피검자 25.67±2.50 세, 176.00±5.81cm, 79.98±6.87Kg) 로 선정하였다.

성능/효과

No-wedge 의 경우에 비해 내측 및 외측에 깔창을 넣지 않은 발의 경우 각각 내외측 3mm 에서 외측경사정도가 줄어들었다가 내외측 6mm 에서 다시 증가하는 경향을 보였으며, 내측 6mm 에서 가장 많이 외측으로 경사지는 것으로 나타났다. 깔창을 넣은 발의 경우에서는 no-wedge에 비해 내외측 깔창 높이가 증가함에 따라 외측경사 각도가 각각 증가하는 것으로 나타났다.
본 연구를 통하여 내외측 쐐기형 깔창 높이변화가 보행의 안정성에 미치는 영향을 시상면과 관상면에서의 전후및 내외측면 경사각 변화를 통하여 알아보고자 하였다. aCoM-CoP 의 경우 내외측 깔창의 높이가 증가함에 따라 전방으로의 경사각도는 직접적으로 영향을 받음으로 보행 안정성이 떨어지는 것으로 나타났지만, 후방 경사각도에서는 내측깔창보다는 외측깔창높이가 증가하면서 보행안전성이 떨어지는 것으로 나타났다. mCoM-CoP 의 경우에서는 내외측깔창높이가 증가함에 따라 깔창을 넣은 발에서는 점차 적으로 증가하는 경향이, 깔창을 넣지 않은 발에서는 증가했다가 감소하는 경향을 보였다.
No-wedge 의 경우에 비해 내측 및 외측에 깔창을 넣지 않은 발의 경우 각각 내외측 3mm 에서 외측경사정도가 줄어들었다가 내외측 6mm 에서 다시 증가하는 경향을 보였으며, 내측 6mm 에서 가장 많이 외측으로 경사지는 것으로 나타났다. 깔창을 넣은 발의 경우에서는 no-wedge에 비해 내외측 깔창 높이가 증가함에 따라 외측경사 각도가 각각 증가하는 것으로 나타났다. 외측경사에 비해 내측경사의 경우 그 변화정도가 3 도 미만으로 미약하게나타났으며, 편차도 큰 것으로 나타났다.
깔창을 넣지않은 상태(no-wedge)를 기준으로 내외측의 깔창높이가 증가함에 따라 깔창을 넣은 발과 그렇지 않은발 모두에서 aCoM-CoP 가 증가하는 것으로 나타났으며, 크기면에서는 후방보다 전방에서 더 큰 변화를 보였으며, 내측깔창보다는 외측깔창의 높이가 경사각도에 더 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 특히 후방경사각도에서는 외측깔창(lat-6mm)에서 내측깔창(med-6mm)으로 갈수록 후방경사각도가 점점 줄어드는 경향을 보였다.
특히 후방경사각도에서는 외측깔창(lat-6mm)에서 내측깔창(med-6mm)으로 갈수록 후방경사각도가 점점 줄어드는 경향을 보였다. 또한 전방각도의 변화 측면에서는 깔창없는 발이, 후방경사각도에 대해서는 깔창한 발이 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

후속연구

정형외과적으로 보행의 이상이 없는 자를 대상으로한 본 실험에서 깔창 내외측 높이 변화가 보행의 안정성에 미치는 영향을 분석함에 있어서 시상면과 관상면에서의 CoM-CoP 경사각도분석이 매우 유용한 도구인 것을 확인할 수 있었으며, 이를 이용하여 하지절단장애인 혹은 무릎 관절염 환자들에게 보행의 안전성을 고려하여 최적의 외측쐐기깔창의 높이를 설정하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

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