Development of a Static Prosthesis-Alignment Device Using a Force Plate and a Laser Light

힘측정판과 레이저 광을 이용한 정적 의족정렬장치의 개발

  • 이기원 (연세대학교 보건과학대학 의공학과, 의공학연구소, 의용계측 재활공학 연구센터) ;
  • 김기완 (연세대학교 보건과학대학 의공학과, 의공학연구소, 의용계측 재활공학 연구센터) ;
  • 김영호 (연세대학교 보건과학대학 의공학과, 의공학연구소, 의용계측 및 재활공학 연구센터)
  • Published : 2000.08.01

Abstract

The alignment of the prosthetics is very important in an amputee's gait. In the present study. a static prosthesis-alignment device was developed. It consisted of a force plate with four load cells, a laser beam controlled by a step motor, and a control part programmed by PCBASIC. Using the static prosthesis-alignment device, we measured the distance between the load line and various joints of 24 normal volunteers in three standing postures. such as neutral, forward leaning, and backward leaning. Only neutral postures were evaluated on four trans-tibial amputees. The load line for the normal person's neutral position located anterior to the ankle, the knee, and the greater trochanter, but posterior to the shoulder joint. Forward and backward leaning of the normal person resulted in a significant anterior and posterior movements of the load line, respectively. The load line for the amputated side of the trans-tibial amputee also located anterior to the ankle, the extremity prostheses, providing a good relative locations of the load line with respect to various joints.

의족착용자의 보행에 있어서 의족의 정렬은 매우 중요하나, 정량적이고 다양한 의족에 공통적으로 적용할 수 있는 정렬방법이 아직 소개되지 않고 있다. 본 연구를 통해서 load cell, 레이저, 이송 가이드로 구성되는 정적 의족정렬시스템을 개발되었다. 개발된 시스템을 24명의 남자성인과 4명의 하퇴의족착용자에게 적용하여 직립자세와 전방, 후방ㅇ로 기운 자세에서 족관절, 슬관절, 대전자, 어깨관절등과 하중선과의 상대적 위치를 측정하였다. 정상인의 중립자세에서 하중선의 위치는 외과, 슬관절, 견관절에서는 앞쪽에 그러나 대전자에서는 뒤쪽에 있었다. 정상인이 앞쪽으로 최대한 기운 자세에서 외과와 슬관절, 대전자는 하중선의 뒤쪽에 위치하였으나 견관절은 앞쪽에 위치하였다. 그러나 뒤쪽으로 기운 자세의 경우, 하중선은 견관절을 제외한 모든 곳의 뒤쪽에 위치하였다. 의족착용자의 환측의 하중선은 족관절, 슬관절, 대전자, 견관절 모두의 전방에 위치하였으며, 의족착용자의 건측에서의 하중선의 위치는 정상인의 경우와 통계적으로 유사하였다. 본 연구를 통해서 개발된 정적 의족정렬시스템은 의족 착용자는 물론, 정상인들의 하중선과 주요 관절과의 상대적 위치를 파악하는데 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords

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