Biomechanical Analysis of Elderly Fall Related Risk Factors using Downhill Walking on Treadmill

트레드밀 내리막 보행을 이용한 노인 낙상관련 위험요인의 운동역학적 분석

The purpose of this study was to investigate biomechanical differences between young and old adults during downhill walking on a treadmill in order to understand the mechanisms of elderly falls. Eighteen healthy young females(YG: yrs: 21.17±1.5) and eighteen healthy old females(OG: yrs: 66.67±1.33) participated in this study. They were asked to walk at their preferred speed on a treadmill at level, 7.5° and 15° decline. OG walked more wobbly in the medial and lateral directions than YG(p<.05). As slope got steeper, OG had smaller ROM(range of motion) of ankle and knee joints compared with YG. However, there was no difference in ROM of the hip between OG and YG, but maximum extension angle of OG was smaller compared with YG(p<.05). Smaller extensor moment was generated on OG during downhill walking(p<.05). It was hypothesized that more risk factors would be found on older people compared to young people during downhill. However, older people actually walks with a safer strategy compared to young people during downhill. Finally, current findings about biomechanical characteristics of elderly walking would provide useful fundamental information for a follow-up study regarding the prevention of elderly fall during their daily life.

본 연구는 내리막 경사의 변화에 따른 노인집단과 젊은 성인집단의 운동역학적 보행분석을 통해, 두 집단 간 보행패턴의 차이를 비교 분석하여 노인들의 운동역학적 측면에서 낙상 요소를 파악하는데 목적이 있다. 20대 건강한 젊은 성인여성집단(yrs: 21.17±1.5)과 65세 이상의 건강한 노인여성집단(yrs: 66.67±1.33)을 대상으로 각각 18명씩 실험 참여자로 선정하였으며 트레드밀 위에서 선호속도로 평지, -7.5°, -15°의 세 가지의 경사조건에서 보행을 실시하였다. 노인집단은 성인집단에 비해 내리막 보행 시 신체중심의 좌우변위가 더 큰 것으로 나타났고(p<.05), 경사에 따라 무릎과 발목 관절의 발목 가동변위는 노인집단이 더 작은 것으로 나타났다(p<.05). 엉덩관절의 가동범위에서는 집단 간 차이가 나지 않았지만 노인집단의 최대 신전 각은 성인집단보다 작은 것으로 나타났다(p<.05). 또한, 내리막 보행 시, 성인집단보다 더 적은 무릎 신전모멘트가 작용한 것으로 나타났다(p<.05). 본 연구 결과 노인들은 내리막 보행 시 낙상 위험에 더욱 노출되고 불안정한 보행을 할 것이라는 예상과 달리 젊은 성인집단보다 더욱 안정적인 보행 전략을 세워서 걷는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 노인들의 보행특성 및 낙상과 관련된 운동역학적 변인을 수집하고, 노인의 낙상을 예방하기 위한 후속연구의 기초자료로서 도움을 줄 것이라 예상된다.