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Kinematic Analysis of Lower Extremities during Stairs and Ramp Climbing with Older Adults

노인의 계단과 경사로 오르기 동안 하지의 운동학적 분석

  • Published : 2009.09.30

Abstract

The purpose of this study was to investigate the kinemaitc gait parameter of lower extremities with different gait conditions(level walking, stairs, ramp) in old adults. Fourteen healthy older adults participated in this study and kinematic data were measured using 3D motion analysis system(Vicon, Oxford Metrics, England). Statistical analysis was used one-way ANOVA to know the difference of lower extremities angle at each gait phase with a different gait conditions. In sagittal plane, pelvic anterior tilt increased in stairs and ramp climbing and hip and knee flexion increased in stairs climbing but ankle dorsiflexion increased in ramp climbing. In frontal plane, pelvic was up in stairs and hip abduction and adduction more changed in stairs climbing than level walking. Knee varus and ankle inversion increased in stair climbing. In horizontal plane, pelvic internal rotation increased in stairs and ramp climbing and knee internal rotation increased in stairs climbing but ankle external rotation increased in stairs climbing. This results was shown that the stairs and ramp climbing changed the kinematic gait parameters of lower extremities in healthy old adults.

본 연구는 노인의 계단과 경사로 오르기와 평지보행 동안 하지의 운동학적 변화를 분석하는 것이었다. 건강한 노인 14명(남:10, 녀:4)이 실험에 참여하였으며 측정도구는 삼차원동작분석기인 Vicon system(Vicon, Oxford Metrics, England)을 사용하였다. 보행주기 각 시점에서 하지 관절의 각도 변화를 보행 조건(평지, 계단, 경사로)에 따라 알아보기 위해 일요인 반복측정 분산분석(one-way repeated measure of ANOVA)을 사용하였다. 전후면상에서 골반은 평지 보행에서 보행 주기 동안 전방굴곡이 나타났으며 계단과 경사로 오르기에서 전방굴곡이 증가하였다. 고관절과 슬관절는 모두 평지보행과 비교해 계단 오르기에서 굴곡이 더 증가하였다. 족관절은 평지보행과 비교해 경사로 오르기에서 굴곡이 더 증가하였다. 좌우면상에서 보행 주기 동안 평지보행과 비교해 계단 오르기에서 골반이 크게 올라갔으며 고관절도 계단 오르기에서 내전과 외전의 변화가 크게 나타났다. 또한 슬관절도 계단 오르기에서 내반이 증가하였고 족관절 역시 계단 오르기에서 내번이 증가하였다. 수평면상에서 보행 주기 동안 골반은 평지 보행과 비교해 계단과 경사로 오르기에서는 내회전이 대체로 증가하였고 고관절은 계단과 경사로 오르기에서 내회전이 증가하였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 슬관절은 계단 오르기에서 대체적으로 내회전이 증가하였고 족관절은 계단 오르기에서 대체적으로 외회전이 증가하였다. 이러한 결과는 노인의 계단과 경사로 오르기는 평지 보행과 비교해 하지의 운동학적 보행 변수들을 크게 변화시키는 것을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 김유신, 김은정, 서충진(2006). 계단 오르기와 내리기 동작 시 하지 분절의 보행조건 및 EMG 비교 분석. 한국체육학회지, 45(4), 535-545.
  2. 문성곤, 최지영, 김로빈(2008). 경사면에 따른 골프 스윙 시 하지의 지면반력 분석. 한국운동역학회지, 18(1), 191-201.
  3. 윤남식, 이경옥, 김지연(1998). 경사로에 따른 보행의 운동학적 비교. 한국여성체육학회지, 13(1), 89-101.
  4. 은선덕, 유연주, 이종훈(2007). 노인의 Stair-descent 동작 시 계단 높이에 따른 보행 패턴의 변화. 한국사회체육학회지, 29, 443-451.
  5. 은선덕, 이기광(2004). 노인의 계단 오르기 활동 시 보행패턴에 미치는 계단 높이의 효과. 한국체육학회지, 43(6), 575-584.
  6. 통계청(2005). 장래인구특별추계, 서울 : 통계청.
  7. 한진태, 이종대, 배성수(2005). 정상인의 오름 경사로 보행 시 경사각에 따른 하지 관절의 삼차원적 동작 분석. 대한물리치료학회지, 17(4), 633-650.
  8. Aizen, E., Shugeav L., & Lenger, R.(2007). Risk factors and characteristics of falls during inpatient rehabilitation of elderly patients. Archives of Gerontology and Geriatrics. 44(1), 1-12. https://doi.org/10.1016/j.archger.2006.01.005
  9. Beneditti, M. G., Catani, F., Leadini, A., Pignotti, E., Giannini, S.(1998). Data management in gait analysis for clinical applications. Clinical Biomechanics. 13(3), 204-215. https://doi.org/10.1016/S0268-0033(97)00041-7
  10. Christina, K. A., & Cavanagh, P. R.(2002). Ground reaction forces and frictional demands during stair descent: effects of age and illumination. Gait & Posture. 15, 153-158. https://doi.org/10.1016/S0966-6362(01)00164-3
  11. Corlett, E. N., Hutcheson, C., DeLugan, M. A., & Rogozenski, J.(1972). Ramp or stairs: the choice using physiological and biomechanic criteria. Applied Ergonomics. 3(4), 195-201. https://doi.org/10.1016/0003-6870(72)90100-7
  12. Cromwell, R. L., Newton, R. A., & Forrest, G.(2002). Influence of vision on head stabilization strategies in older adults during walking. Journal of Gerontology, 57(2), 442-448.
  13. Cromwell, R. L., Newton, R. A.(2004). Relationship between balance and a gait stability in healthy older adults. Journal of Aging and Physical Activity, 12(1), 90-100.
  14. Huang, H. C., Gau, M. L., Lin, W. C., & Kernohan, G.(2003). Assessing risk of falling in older adults. Public Health Nursing, 20(5), 399-411. https://doi.org/10.1046/j.1525-1446.2003.20508.x
  15. Kennedy, M. J., Lamontagne, M., Beaule, P. E.(2009). Femoroacetabular impingement alters hip and pelvic biomechanics during gait walking biomechincs of FAI. Gait & Posture, 30, 41-44. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2009.02.008
  16. Kerrigan, D. C., Todd, M. K., Croce, U. D., Lipsitz, L. A., & Collins, J. J.(1998). Biomechanical gait alterations independent of speed in the healthy elderly: Evidence for specific limiting impairments. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 79, 317-322. https://doi.org/10.1016/S0003-9993(98)90013-2
  17. Lawlor, D. A., Patel, R., & Ebrahim, S.(2003). Association between falls in elderly women and chronic diseases and drugs use: cross sectional study. British Medical Journal, 327(7417), 712-717. https://doi.org/10.1136/bmj.327.7417.712
  18. McIntosh, A. S., Beatty, K. T., Dwan, L. N., & Vickers, D. R.(2006). Gait dynamics on an inclined walkway. Journal of Biomechanics, 39(13), 2491-2502. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2005.07.025
  19. MacCulloch P. A., Gardner, T., & Bonner, A.(2007). Comprehensive fall prevention programs across settings: a review of the literature. Geriatric Nursing, 28(5), 306-311. https://doi.org/10.1016/j.gerinurse.2007.03.001
  20. Riener, R., Rabuffetti, M., & Frigo, C.(2002). Stair ascent and descent at different inclinations. Gait & Posture, 15, 32-44. https://doi.org/10.1016/S0966-6362(01)00162-X
  21. Vickers, D. R., Palk, C., McIntosh, A. S., Beatty, K. T.(2008). Elderly unilateral transtibial amputee gait on an inclined walkway: A biomechanical analysis. Gait & Posture, 27, 518-529. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2007.06.008
  22. Wright, M., Roys, M.(2008). Accident on english dwelling stairs are directly related to going size. Contemporary Ergonomics: Proceedings of the Ergonomics Society's Annual Conference. 632-637.

Cited by

  1. Comparison of Both Legs EMG Symmetry during Over-Ground Walking and Stair Walking in Stroke Patients vol.27, pp.4, 2015, https://doi.org/10.18857/jkpt.2015.27.4.228
  2. The Effects of Age and Walkway Type on Lower Extremities Kinematics in Elderly Women vol.25, pp.3, 2015, https://doi.org/10.5103/KJSB.2015.25.3.249
  3. Comparative Analysis on Gait Patterns of the Elderly and the Young Regarding to Foot Pressure vol.21, pp.1, 2011, https://doi.org/10.5103/KJSB.2011.21.1.067
  4. The Effects of Gait Ability in the Stroke Patients after Stair Gait Exercise and Lamp Gait Exercise vol.8, pp.3, 2013, https://doi.org/10.13066/kspm.2013.8.3.397
  5. The Analysis of GRF and joint angles of young and older adult by Vibration Stimulation on the Ankle-Joint in stair-descent activity vol.32, pp.1, 2011, https://doi.org/10.9718/JBER.2011.32.1.061