• 재활복지공학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.147-153
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• 2016

본 논문의 목적은 보행 시 대퇴절단인의 엉덩관절과 무릎관절의 협응을 평가하고, 건측과 의지측의 대칭성에 대하여 평가하는 것이다. 본 연구에는 7명의 대퇴절단인($46.4{\pm}10.7$세, $174.8{\pm}3.5cm$, $78.3{\pm}9.7kg$)와 7명의 비절단인($24.0{\pm}4.5$세, $174.5{\pm}5.9cm$, $66.9{\pm}9.4kg$)가 참여하였다. 이들은 편한 속도로 10m 평지보행을 하였으며, 이때 보행 분석시스템을 이용하여 엉덩관절과 무릎관절의 각도와 각속도를 측정하였으며, 이를 기반으로 입각기와 유각기의 연속상대위상(CRP), CRP의 표준편차(CRP_SD) 및 이들의 대칭지수(SI)를 계산하였다. 그 결과 비절단인의 경우 CRP 및 CRP_SD는 좌우가 차이가 없었지만 (모두 p>0.05), 대퇴절단인의 경우는 입각기의 CRP를 제외하고는 모두 유의한 차이를 보였다 (모두 p<0.05). 또한 비절단인과 대퇴절단인간의 SI는 모두 유의한 차이를 보였다 (all p<0.05). 결론적으로 대퇴절단인의 경우 하지의 협응이 변화되며, 건측과 의지측의 좌우 비대칭이 발생하는 것을 확인하였다.

• 감성과학
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• 제20권3호
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• pp.141-150
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• 2017

본 연구에서는 E-textile 기반 신축성 센서의 모양과 부착 위치가 동작 센싱 성능에 미치는 영향을 분석하고, 이를 통해 인체 동작 센싱에 가장 적합한 의복 구조 요건을 규명하고자 하였다. 실험 대상 아동에게 센서의 모양과 부착 위치에 따라 조작된 실험복을 착의시킨 후 60 deg/sec의 속도로, $60^{\circ}$, $90^{\circ}$, $120^{\circ}$의 동작 각도별로 팔과 다리의 굽힘, 폄 동작 의한 직물 센서의 신장과 수축에 따른 전압의 변화량을 측정하였으며, 가속도 센서를 함께 부착하여 동작의 일치도를 검증하였다. 또한 아동의 모형 팔과 다리를 제작하여 이를 대상으로 동일한 실험을 수행함으로써 인체의 팔, 다리의 동작 실험 결과와 비교하였다. 분석 결과 센서의 모양에서는 모형 대상 실험과 아동 대상 실험 모두에서 보트형의 센서 보다 장방형의 센서가 더 균일하고 안정적인 경향을 보여 재현성과 신뢰성이 높은 것으로 나타났다. 센서의 부착 위치는 모형 대상 실험에서는 팔꿈치와 무릎의 관절부로부터 4 cm 아래 지점에 부착된 경우, 아동 대상 실험에서는 팔꿈치와 무릎의 관절부에 위치했을 때 재현성과 신뢰성이 더 높았다. 본 연구에서는 아동의 사지 동작 측정에 적합한 센서를 개발하고 동작 센싱에 적합한 센서의 모양과 부착 위치의 조건을 분석하였으며, 의복에 통합된 유연한 직물 센서를 활용하여 인체 부위별 동작 센싱이 가능하다는 것을 규명하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.181-189
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• 2015

동력의족은 하지 절단 환자나 다리근력이 부족한 사람들의 보행 보조를 위해 사용된다. 동력의족의 자연스러운 구동을 위해 선 보행단계가 잘 분류되어야 한다. 물리센서를 이용하여 보행단계를 분류하는 기존 연구는 동력의족이 사전에 훈련된 보행속도로만 재현되는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 물리센서를 사용하지 않고, 근전도 신호만을 이용하여 오르막, 내리막 계단보행을 각각 4단계로 분류하는 방법을 제안한다. 근전도 신호를 RMS, VAR, MAV, SSC, ZC, WAMP 특징으로 산출하여 LDA(Linear Discriminant Analysis) 분류기를 통해 보행단계를 인식한다. 훈련 단계에서는 AHRS센서를 이용하여 무릎각도 변화에 따른 보행단계 범위를 생성한다. 실험 결과, 선행 연구의 경우 오르막 보행에서 평균 58.5%, 내리막 보행에서 35.3%의 정확도를 보인다. 반면, 제안하는 방법은 오르막 보행에서 평균 85.6%, 내리막 보행에서 69.5%의 인식률을 보인다. 또한, 본 연구를 통해 개별 근육 별 보행단계 평균 인식률을 분석하였다.

• 전기학회논문지
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• 제62권7호
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• pp.1009-1013
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• 2013

In this study, we developed a fiber-optic goniometer for the continuous measurement of knee joint angle which provides important medical information on Alzheimer's disease. The fiber-optic goniometer is composed of a light-emitting diode (LED), a plastic optical fiber (POF), and a voltage output photodiode (PD). As a sensing part of the fiber-optic goniometer, a unclad fiber with regular intervals of 1 mm was fabricated to improve efficiency of bending loss according to the angle variation of knee joint. The emitting light with a center wavelength of 470 nm from a LED is guided by a POF to the PD, the transmitted light is then attenuated by the bending loss inside the bent POF. The intensity variation of the light transmitted from the POF gives rise to a change in output voltage in the fiber-optic goniometer. Therefore, we measured the real-time output voltage of the proposed fiber-optic goniometer using the unclad fiber according to the knee joint angle. Through the repeated experiments, the fiber-optic goniometer shows that it has a reversibility and a wide measurable angle range.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.1-8
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• 2017

Background: Individuals with spinal cord injury (SCI) rely on their upper limbs for body-lifting activity (BLA). While studies have examined the electromyography (EMG) and kinematics of the shoulder joints during BLA, no studies have considered foot position during BLA. Objects: This study compared the effects of different foot positions during BLA on the shoulder muscle activities, peak plantar pressure, knee flexion angle, and rating perceived exertion in individuals with SCI. Methods: The study enrolled 13 mens with motor-complete paraplegic SCI, ASIA (American Spinal Injury Association) A or B. All subjects performed BLA with the feet positioned on the wheelchair footrest and on the floor independently. Surface EMG was used to collect data from the latissimus dorsi, pectoralis major, serratus anterior, and triceps brachii. The peak plantar pressure was measured using pedar-X and the knee flexion angle with Image J. Borg's rating perceived exertion scale was used to measure the physical activity intensity level. The paired t-test was used to compare the shoulder muscle activities, peak plantar pressure, knee flexion angle, and rating perceived exertion between the two feet positions during BLA. Results: The activity of the latissimus dorsi, pectoralis major, serratus anterior, and triceps brachii and rating perceived exertion decreased significantly and the peak plantar pressure and knee flexion angle increased significantly when performing BLA with the feet positioned on the wheelchair footrest compared with on the floor (p<.05). Conclusion: These findings suggest that individuals with SCI may perform BLA with the feet positioned on the wheelchair footrest for weight-relief lifting to decrease the shoulder muscle activities and the rating perceived exertion and to increase the peak plantar pressure and the knee flexion angle.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.109-116
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• 2023

이 연구의 목적은 계단 내리기 시 성별과 중량차이가 하지역학에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 건강한 남성 10 명과 여성 10 명이 참여하였다. 계단 내리기 동작은 중량 변화(체중의 0%, 10%, 20%, 30%)에 따라 영상분석법과 지면반력 시스템을 이용해 분석하였다. 골반의 최대 합성속도에서 성별(남성>여성)과 중량변화(30%, 20%, 10%> 0%)에 따라 서로 차이가 있는 것으로 나타났으며, 성별과 중량 간 상호작용이 나타났다(중량>성별). 계단 내리기 동안 성별의 주효과는 초기 접촉 단계에서 남성보다 여성이 더 감소된 다리길이를 보였다. 또한, 남성보다 여성에게서 더 굴곡된 엉덩, 무릎관절 각도와 발목관절 각도의 저측 굴곡형태가 나타났다. 운동역학 변인에서, 계단 내리기 시 성별의 주효과는 남성보다 여성이 더 증가된 좌우 지면반력과 다리강성을 보였다. 결론적으로 여성들이 계단 내리기 동안 엉덩 관절의 운동 범위와 함께 합성이동속도를 감소시켜 중량을 성공적으로 수용한다는 것을 발견하였다. 반면 남성들은 중량수용과 운동량을 제어하기 위해 좌우 및 수직지면반력, 그리고 다리강성을 더 증가시킨다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권12호
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• pp.364-375
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• 2009

본 연구는 하지 저항운동 시 고령자 보행의 하지분절과 관절의 운동학적 차이를 분석하여 낙상예방을 위한 기초자료를 제공하는데 있다. 이를 위해 70대 이상 80세 이하의 여성 고령자 7명을 선정하여 3차원 영상분석을 실시하였다. 하지 분절과 관절의 3차원 위치좌표를 얻기 위해 ProReflex MCU(Qualisys, Sweden) 카메라를 사용하여, 100Hz/s로 촬영하였다. 촬영된 영상은 QTM(Qualisys, Sweden) 프로그램을 이용하여 위치좌표에 대한 원자료(raw data)를 얻었으며, Matlab 6.5 프로그램을 이용하여 3차원 각도를 산출한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 대퇴와 하퇴분절의 굴곡과 신전은 E5에서 운동 후 굴곡의 움직임이 크게 나타났으며, 발 분절은 E4에서 외번을 보이면서 통계적 차이를 나타냈다. 무릎관절은 운동 후 E4에서 굴곡을 보였고, 발목관절은 E3에서 내번, E4에서 외번의 움직임을 나타내면서 통계적인 차이(p<.05)를 보였다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제23권1호
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• pp.11-19
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• 2016

Background: Investigation in gender differences of kinetics and kinematics for individuals with patellar femoral pain syndrome (PFPS) was not sufficiently performed. Objects: The purpose of this study is that whether there is a difference depending on gender from muscle activity and strength and knee valgus angle during controlled single-leg squat which is widely used as clinical movement test for the patient with PFPS. Methods: 20 young adults (10 men, $20.0\pm}2.1$years; 10 women, $20.4{\pm}2.1$years) with PFPS were voluntarily recruited in this study. Muscle activity and strength and knee valgus angle were collected during single-leg squat. Independent t-test and Mann-Whitney test were used to compare the differences between groups of male and female. Results: Rectus femoris (t=-2.204, p=.041) and vastus medialis oblique (t=-2.151, p=.045) muscle activity of women were significantly higher than male group. Normalized muscle strength of hip and knee muscles showed a significant difference between men and women (p<.05). Valgus angle of the knee in women (t=-2.450, p=.025) were increased significantly than men. Conclusion: The therapist would consider the characteristics of these gender differences during performing movement test, exercise, and education for the individuals with PFPS.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.558-567
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• 2017

본 연구에서는 다수의 키넥트 센서를 이용하여 효율적인 실시간 운동 자세 추정 시스템을 설계하고 개발하였다. 이 시스템은 정면과 측면에 키넥트 센서를 사용하여, 한 개로 추적이 어려웠던 사용자의 특정 자세 (예를 들어, 무릎컬 또는 런지)를 보다 정확하게 측정하고 인식하는 것을 목적으로 한다. 그리고 추후 다양한 자세를 지원할 수 있도록 확장 가능하고 모듈화 된 방법으로 설계되었다. 이 시스템은 여러 클라이언트와 유니티 3D 서버로 구성된다. 클라이언트는 키넥트 골격 데이터를 처리하여 서버로 전송한다. 서버는 다중 키넥트를 보정하고, 각도와 거리를 기반으로 한 특징 값 추출하며 여러 대의 키넥트로부터 계산된 특징 값의 가중 평균을 사용하여 자세 인식 모델을 기반으로 자세 추정 알고리즘을 적용한다. 본 논문은 다중 키넥트 센서를 이용한 인간 운동 자세 추정 시스템의 설계 및 구현 방법을 제시하고, 체험형 유니티 3D 운동 게임에 적용한 예시를 설명한다.

• 한국운동역학회지
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• 제21권1호
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• pp.107-114
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• 2011

Closed kinematic chain exercises such as squatting have been widely indicated for knee rehabilitation in patients with patellofemoral disorders such as osteoarthritis and patellofemoral pain. Patellofemoral disorders are thought to be associated with abnormal patellar kinematics. In addition, the Q-angle may be undervalued in patients with patellofemoral pain and a laterally displaced patella. The purpose of this study was to assess patellar kinematics and the Q-angle during double-leg semi-squat and wall-slide semi-squat exercises. In this study, 28 asymptomatic subjects(16 male, 12 female) were assessed. Patellar tilt, patellar spin, and Q-angle were recorded using a motion analysis system during double-leg semi-squat and wall-slide semi-squat exercises. The Q-angle and patellar tilt were significantly increased, whereas patellar spin was significantly decreased, at $45^{\circ}$ of knee flexion compared with $0^{\circ}$. No differences were observed for the Q-angle, patellar tilt, and patellar spin during double-leg semi-squat and wall-slide semi-squat exercises. However, a significant interaction was observed between squat type and knee angle for patellar spin. We found that the patella is laterally tilted during semi-squat exercises and that there was no difference in patellar tracking between knee flexion during double-leg semi-squat and wall-slide semi-squat exercises.