초록 ▼

본 연구의 목적은 보행분석을 통하여 편마비환자의 보행형태를 분석하고 보조기 재질에 대한 시험을 통하여 구조적 물성을 측정하고 이를 유한요소해석에 적용함으로써 보조기의 구조적인 특성을 파악하는데 있다. 또한 획득된 보조기의 구조적 특성을 고려하여 보조기를 제작하고 이를 착용한 편마비환자의 보행분석을 통하여 보조기 착용의 효과를 연구하는데 있다. 본 연구에서는 15명의 피험자에 대해 마커가 부착된 단하지 보조기를 착용시키고 3차원 동작 분석시스템에에서 1.5m를 보행하게 하였다. 적외선 카메라로 마크의 위치변화를 측정하고 바닥에 설치된

본 연구의 목적은 보행분석을 통하여 편마비환자의 보행형태를 분석하고 보조기 재질에 대한 시험을 통하여 구조적 물성을 측정하고 이를 유한요소해석에 적용함으로써 보조기의 구조적인 특성을 파악하는데 있다. 또한 획득된 보조기의 구조적 특성을 고려하여 보조기를 제작하고 이를 착용한 편마비환자의 보행분석을 통하여 보조기 착용의 효과를 연구하는데 있다. 본 연구에서는 15명의 피험자에 대해 마커가 부착된 단하지 보조기를 착용시키고 3차원 동작 분석시스템에에서 1.5m를 보행하게 하였다. 적외선 카메라로 마크의 위치변화를 측정하고 바닥에 설치된 힘판을 이용하여 반력을 측정하였다 보행분석을 통해 단하지 보조기를 착용한 피험자는 정상인의 경우에 대해서는 단하지 보조기가 발목의 움직임을 구속하여 정상적인 보행을 방해한다 그러나 편마비 환자의 경우에는 족하수를 방지해 줄 수 있으며 수직 반력이 작아짐으로써 환측 하지의 체중 지지를 덜어주어 안전성을 증가시킬 수가 있다. 보행분석을 통해 획득된 데이터에서 보행 모델에 상관관계가 높은 변수를 도출하여 환자별 보행 특성을 이용한 하지 관절의 운동학 계산에 적용하였다. 또한 보행분석에서 측정된 데이터를 동력학 해석프로그램인 DADS를 통해 분석함으로써 보조기 착용에 대한 효과를 검증하였다.
단하지 보조기가 피로를 받은 후 구조적 특성변화를 관찰하기 위해 172,000cy1e의 피로시험을 하였으며 시험결과로부터 구조적 성질변화가 작음을 확인하였다 국내 단하지 보조기의 구조적 문제점을 도출하기 위해 단하지 보조기를 제작하고 제작된 보조기의 치수를 측정하였다. 또한 단하지 보조기의 구조적 물성을 획득하기 위해 크리프 실험을 수행하였다. 측정된 단하지 보조기 치수와 시험을 통해 획득된 구조적 물성을 적용한 유한요소해석을 통해 발목너비의 증가에 따라 응력수준 및 응력집중이 높아짐을 밝혀내었다 단하지 보조기의 강성시험을 통해 단하지 보조기의 배굴각 및 저굴각이 증가함에 따라 강성은 선형적으로 증가함을 확인하였다. 구조해석을 통한 보조기를 제작한 후 이를 피험자에게 착용시키고 보행형태를 분석하였다. 이 연구를 통해 개선된 단하지 보조기가 족관절, 슬관절, 고관절 등 다른 관절에 영향을 미침을 확인하였다. 단하지 보조기의 평가용 족압 특정 프로토콜을 구축하기 위해 단하지 보조기가 필요한 환자를 대상으로 신발안에 Sensor를 삽입 후 일정시간 동한 보행을 실시하였다. 보행분석결과 단하지 보조기는 내반에 의해 후족부와 발의 외측에 과도하게 가해지는 압력을 전족부와 발의 외측으로 분산시켜 족관절의 안전성을 회복시키며 보조기의 여러 가지 변형에 대한 족관절의 안정성에 기여하는 정도로 평가되었다.

Abstract ▼

The purpose of this study is evaluation of hemiplegic gait pattern by instrumented gait analysis system, understanding of structural characteristics of ankle foot orthosis(AFO) by evaluation of orthortics' material and FEM, and evaluation of effect of AFO developed from this study on hemiplegic gait

The purpose of this study is evaluation of hemiplegic gait pattern by instrumented gait analysis system, understanding of structural characteristics of ankle foot orthosis(AFO) by evaluation of orthortics' material and FEM, and evaluation of effect of AFO developed from this study on hemiplegic gait pattern.
The effect of AFO on gait pattern of fifteen patients were evaluated by 3-D gait analysis system. For normal subjects AFO disturbs normal walking pattern by inhibition of ankle motion. For hemiplegics AFO prevents the foot drop and increases stability by decrease of weight bearing on affected limb. Gait analysis data were applied to kinematic analysis model of lower limb joints(DADS)
The change of structural characteristics of AFO were evaluated by fatigue test of 172,000cyc1e and it showed a little change of AFO structure. Measurement of thickness and creep test of plastic AFO of domestic production were done to get the structual problem. From these data increased stress level and stress concentration as increase of ankle width of AFO were observed. Linear increase of stiffness of AFO as increase of dorsiflexion and planarfleion angle. were confirmed. Redistribution of pressure from rearfoot and lateral side of foot to forefoot and medial side of foot and recovery of stability of ankle joint were observed by plantar pressure measurement between AFO and sole.

목차 Contents

• I. 연구개발결과 요약문...4
• II. 총괄연구개발과제 연구결과...6
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...6
• 1.1 최종 연구개발 목표...6
• 1.2 1차년도 연구개발 목표...6
• 1.3 2차년도 연구개발 목표...6
• 1.4 연구개발의 내용 및 방법...7
• 1.5 연차별 연구개발 추진계획...12
• 1.6 연구배경...13
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과...14
• 2.1 기본 보행 형태에 대한 데이터 베이스 구축...14
• 2.2 동역학적 보행 모델 구축...18
• 2.3 국내 보조기의 수명평가용 실험장비 개발 및 수명 평가실시...19
• 2.4 국내 단하지 보조기 구조적 문제점 도출...20
• 2.5 단하지 보조기 재질의 특성 및 크리프 시험...22
• 2.6 환자별 보행 특성을 이용한 하지 관절의 운동학 계산...33
• 2.7 구조해석을 통한 보조기 제작...36
• 2.8 보조기별 보행 보정 효과 분석...37
• 2.9 단히지 보조기 평가용 족압 특정 프로토콜 구축...47
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...56
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...58
• 5. 총괄연구개발과제의 활용계획...60
• 6. 첨부서류...60