• 한국운동역학회지
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• 제16권3호
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• pp.19-31
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• 2006

이 연구의 목적은 각 분절의 마커세트와 무릎관절 중심 정의가 3차원 무릎 관절각을 산출하는데 얼마나 민감하게 영향을 미치는지를 연구하였다. 자료수집은 1명을 실험대상자로 하여 두 가지 형태의 각기 다른 분절의 정의와 무릎관절의 중심을 나타내는 반사마커들을 동시에 오른쪽 하지에 부착시켜 실험을 실시하였다. 실험대상자의 달리기동작 중 좌측으로 45도 방향전환동작의 지지기를 분석하였다. 이를 위해서 8대의 고속카메라들을 이용하였고 달리기속도는 4m/$sec{\pm}(10%)$로 통제하였다. 하지분절의 발분절에는 하나의 마커세트를, 정강이와 대퇴분절에는 두 가지의 다른 마커세트들을 부착시켰다. 발분절에는 3개의 마커를 신발의 뒷부분에 부착하였고 정강이분절을 정의하기 위하여 첫 번째 마커세트는 경골을 중심으로 3개의 마커들을 두 번째 마커세트는 비골을 중심으로 3개의 마커를 부착하였다. 대퇴분절의 마커세트를 정의하기 위하여 첫 번째 마커세트에는 대퇴골을 중심으로 3개의 마커를 두 번째 마커세트에는 대퇴근육을 중심으로 3개의 마커들을 부착하였다. 무릎관절중심을 정의하는데 두 가지 다른 정의가 적용되었다. 첫 번째 무릎중심을 무릎의 내측과 외측의 마커들을 통해 두 마커의 중심을 무릎관절의 중심으로 정의하였다. 두 번째 무릎중심정의는 무릎의 외측부분과 슬개골의 중심에 부착된 마커들로부터의 교차점을 무릎관절중심으로 산출하였다. 무릎관절의 각도를 산출하기 위해서 JCS(Joint Coordinate System)의 정의가 적용되었고 연구의 결과는 다음과 같았다. 두 가지의 다른 분절마커세트 사이에서 무릎의 신전(extension)과 굴곡(flexion)은 유사한 형태를 나타냈으며 최대 무릎굴곡(peak knee flexion)각에서 $4.746^{\circ}$의 차이를 나타냈다. 다른 분절마커세트 사이의 회전(rotation)각과 내전(adduction)/외전(abduction)에서는 서로 다른 형태를 나타내었고, 두 마커세트간 최대무릎외측회전(peak knee external rotation)각도에서는 $15.628^{\circ}$의 차이를 나타냈다. 또한, 각 분절마커세트 내에서 두 가지의 다른 무릎관절 중심의 정의가 얼마나 무릎도 산출에 영향을 미치는지를 비교했을 때 무릎의 최대외측회전(peak external rotation)각에서 차이를 나타내었다. 첫 번째 분절마커세트의 무릎관절중심정의의 형태변화에 따라 최대외측회전각은 $0.549^{\circ}$의 차이를 나타냈고, 두 번째 분절마커 세트에서 무릎관절중심정의의 형태변화에 따라 최대외측회전각은 $0.309^{\circ}$의 차이를 나타냈다. 이와 같이 분절을 나타내는 마커세트와 무릎관절중심정의의 형태변화에 따라 무릎간을 계산하는데 있어서 결과가 다르게 산출되었다. 즉, 관절각의 계산이 분절에 부착되는 마커의 정의 혹은 위치에 매우 민감하게 영향을 받았다. 따라서 연구자가 여러 실험대상자들을 대상으로 실험시 마커세트 혹은 마커들을 동일한 위치에 가깝게 부착하는 것이 마커부착으로부터 발생하는 실험오차를 줄일 수 있을 것이다.

• 한국융합학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.43-52
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• 2016

본 연구의 목적은 넙다리네갈래근 중 안쪽빗넓은근과 가쪽넓은근의 강화를 위해 효과적인 스쿼트 운동자세를 제시하는 데 있다. 연구대상자는 무릎넙다리통증증후군이 있는 20명의 환자로 본 연구에 자발적으로 참여하였다. 대상자들은 무릎관절 굽힘 각도 $45^{\circ}$, $60^{\circ}$, $90^{\circ}$ 자세에서 정적인 스쿼트 융합운동을 30초 동안 총 5회 실시하였다. 측정변수는 넙다리네갈래근의 최대 수의적 등척성 수축력(MVIC), 넙다리네갈래근 각(Q 각)과 넙다리 둘레이며, 무릎관절 자세에 따라 스쿼트 운동 전후로 측정되었으며 그 변화률을 통계분석에 사용하였다. 연구결과 넙다리네갈래근의 무릎관절 각도별 MVIC 변화율은 $90^{\circ}$ 무릎관절 굽힘에서 유의하게 증가하였으나(p<.05), Q 각과 넙다리 둘레의 변화율엔 유의한 차이가 없었다(p>.05). 따라서 무릎통증증후군 환자의 넙다리네갈래근의 강화를 위해서 무릎관절 $90^{\circ}$ 굽힘된 스쿼트 자세가 효과적임을 제시한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.63-68
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• 2019

무릎 과다 폄을 가진 대상자에게 비대칭적 선 자세와 같은 외부적 요소가 추가되게 되면 무릎 관절에 가해지는 체중 지지가 더 증가하게 되며, 무릎 뒤쪽 구조들의 과신장이 유발된다. 이는 무릎 과다 폄 변형을 증가시킬 뿐만 아니라, 앞 십자인대와 같은 무릎 주변 연부조직의 변형 및 손상을 유발하는 요인이 될 수 있다. 따라서, 비대칭적 선 자세가 무릎 관절의 위치와 하지 근육의 활성도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보는 것이 이 연구의 목적이다. 33명의 자발적 참여대상자들이 연구에 참여하였으며 총 60개의 다리에 대하여 무릎 과다 폄군, 정상군으로 나누어 하지근육의 근 활성도 및 무릎 폄 각도를 측정하였다. 비대칭적 선 자세 시, 무릎 관절 폄 각도와 장딴지근의 근 활성도 값은 정상군과 무릎 과다 폄 군 사이의 통계학적 유의한 차이가 나타났다. 결과를 토대로 비대칭적인 선 자세가 무릎의 과다 폄을 증가시키는 요인이 됨을 확인하였다. 따라서, 무릎 정렬에 이상을 가진 대상자들에게는 정상적인 정렬 회복과 함께 대칭적인 선 자세를 유지할 수 있도록 하는 치료적 중재 수립에 도움을 줄 것이며, 추후 엉덩관절과 발목관절의 영향을 포함한 조사연구가 필요하겠다.

• 한국운동역학회지
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• 제18권2호
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• pp.75-83
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• 2008

본 연구의 목적은 보행 속도의 차이에 따른 최대 관절 모멘트와 최대 모멘트 발생 시점의 관절 각도 상관관계를 규명하는데 있다. 8명의 $20{\sim}30$대 남성을 대상으로 보행 속도의 3가지 단계(1.5m/s, 1.8m/s, 2.1m/s)를 나누어 속도에 따른 보행을 실시하여 얻어진 결론은 다음과 같다. 1. 보행 속도가 증가함에 따라 무릎 최대 신전 모멘트는 증가하였고, 굴곡, 외전 모멘트는 큰 영향을 받지 않았다. 2. 최대 신전 모멘트가 발생하는 시점의 무릎 관절 각도는 굴곡의 움직임이 커졌으나, 다른 무릎 관절 각도에는 변화가 없었다. 3. 힙 최대 신전, 굴곡, 외전 모멘트는 증가하였다. 4. 최대 굴곡과 신전 모멘트가 발생하는 시점의 힙 관절 각도의 신전과 굴곡의 증가 현상을 보였으나, 최대 외전 모멘트가 발생하는 시점의 무릎 관절 각도에는 변화가 없었다. 5. 무릎 최대 신전, 굴곡, 외전 모멘트와 무릎 관절 각도를 least square method를 이용하여 적합도 검사를 실시한 결과 R2값이 높게 나타나 상관관계의 설명력이 높았다. 이렇게 근사된 곡선의 근사식은 보행 속도에 따른 무릎 관절의 평가 자료로 이용될 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4395-4403
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• 2014

본 연구의 목적은 무릎관절 전치환술을 시행한 여성 환자에게 슬링 운동을 적용하여 무릎관절의 근력과 관절가동범위에 미치는 영향을 비교하기 위해 실시하였다. 참여자는 2그룹 나누어 슬링 운동군 15명, 대조군 15명으로 무작위로 배정하였다. 대상자들은 근력 검사를 위해 Biodex system를, 관절가동범위 검사를 위해 각도기를 사용하여 평가하였다. 데이터의 분석은 통계적 유의 수준을 결정하기 위해서 대응표본 t-검정과 독립 t-검정을 이용하였다. 본 연구의 결과 슬링 운동군은 중재 전후 굽힘 각, 넙다리네갈래근, 뒤넙다리근 근력이 통계학적으로 유의한 증가를 보였고, 대조군은 중재 전후 굽힘 각, 폄 각, 넙다리네갈래근, 뒤넙다리근 근력이 통계학적으로 유의한 증가를 보였다. 무릎관절 근력과 굴곡 관절 가동범위는 슬링 운동군이 대조군에 비해 통계학적으로 유의하게 증가하였다. 슬링 운동법이 무릎관절 전치환술 환자의 근력과 관절 가동범위에서 긍정적인 영향이 있음을 알 수 있었다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.207-214
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• 2016

본 연구의 목적은 무릎 신전 제한형 보조기 착용 후 보행시 하지 내 협응에 미치는 영향을 평가하는 하는 것이다. 본 연구에는 7명의 건강한 성인 남성($32.3{\pm}2.7$ 세, $175.2{\pm}3.8cm$, $76.2{\pm}8.7kg$)이 참여하였다. 이들은 무릎보조기를 착용하거나 착용하지 않고 10m의 평지를 보행하였다. 이때 시공간적 파라미터, 하지의 각도, 하지 내 연속상대 위상(CRP)를 측정 및 계산하였다. 그 결과 시공간적 요인은 차이가 없었다 (all p > 0.05). 무릎보조기 착용 시 엉덩관절의 가동범위 및 각도 변화는 없었으나, 무릎관절의 가동범위는 감소하였으며 ($65.5{\pm}3.75^{\circ}$ vs. $60.5{\pm}3.5^{\circ}$, p < 0.05), 최대 굴곡 역시 감소하였다 (입각기: $31.9{\pm}4.6$ vs. $25.6{\pm}5.5$, 유각기: $76.7{\pm}3.1$ vs. $68.9{\pm}3.4$, all p < 0.05). 발목관절의 가동범위는 변화가 없었으나, 최대 배측굴곡 ($22.4{\pm}2.6$ vs. $19.2{\pm}2.1$, p< 0.05)은 감소하였으며, 최대 족저굴곡이 증가하였다 ($9.5{\pm}3.0$ vs. $15.7{\pm}2.2$, p<0.05). 대부분의 CRP는 차이가 없었으며, 유각기 엉덩관절과 무릎관절 사이의 CRP만 감소하였다 ($93.0{\pm}7.8$ vs, $84.7{\pm}4.9$, p < 0.05). CRP의 표준편차는 대부분 증가하였다 (유각기 엉덩관절과 무릎관절사이: $25.1{\pm}6.7$ vs. $32.4{\pm}1.9$, 입각기 무릎관절과 발목관절사이: $46.0{\pm}12.9$ vs. $80.1{\pm}31.1$, 유각기 무릎관절과 발목관절 사이: $34.5{\pm}4.1$ vs. $37.6{\pm}3.1$, all p < 0.05). 이와 같은 결과로부터 무릎 신전 제한형 보조기 착용은 관절의 각도, 하지 내 협응에는 영향을 미치지만, 보행특성에는 큰 영향을 미치는 않는다는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.422-428
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• 2018

본 연구는 퇴행성 관절염으로 인해 무릎관절 전치환술을 실시한 환자를 대상으로 체간 안정화 운동이 무릎기능, 균형, 보행능력 향상에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 한다. 본 연구 대상자는 퇴행성 관절염으로 진단 받아 무릎관절 전치환술을 실시한 환자 24명을 선정하여, 무작위 배분으로 일반 물리치료를 실시한 대조군 12명, 체간 안정화 운동을 실시한 실험군 12명으로 구성하였다. 체간 안정화 운동은 선행 연구를 참고하여 구성한 3가지 운동을 총 4주간 실시하였다. 측정도구로는 무릎기능 측정은 무릎관절 주관적 기능 점수 척도를, 균형능력은 일어나 걷기 검사, 한발 서기 검사를 보행능력은 10미터 걷기 검사를 이용하였다. 통계학적 분석은 각 그룹 내 비교는 대응표본 t-검정, 각 그룹 간 비교는 독립표본 t-검정으로 분석하였다. 본 연구 결과 중재 후 실험군이 대조군에 비해 모든 측정 결과가 유의하게 향상되어 나타났다(p<.05). 이와 같은 결과를 바탕으로 무릎관절 전치환술 환자를 대상으로 무릎관절 치료와 함께 체간 안정화 운동을 실시한다면, 환자의 무릎기능, 균형, 보행에 좀 더 효과적이라고 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제14권3호
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• pp.484-489
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• 2004

인공관절은 21세기 정형외과 발전의 주요변화들 중의 하나이다. 1997년이래 전 세계적으로 무릎인공관절(Total Knee Arthroplasty: TKA)을 사용하는 사람들이 해마다 약 600,000명씩 증가하고 있는 추세이고 미국에서만 인공관절을 사용하고 있는 사람들이 210,000명에 달하고 있으며 그 시장은 대략 $5 billion을 넘고 있다(7). 무릎인공관절은 일상생활에서 의자에 앉았다 일어날 때 계단을 올라 갈 때 등, 무릎의 근 모멘트가 적당한 활동을 해서 무릎관절 근육에 지레와 같은 작용을 하게 하고, 완전한 무릎으로 정상인의 무릎과 같은 기능을 오랫동안 유지하게 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 무릎인공관절 디자인 시 정상적인 무릎 회전축(normal knee's axes of rotation)들의 정확한 위치를 파악하는 것은 중요하다. 인공관절 수술 후 무릎관절의 신전과 굴곡 운동을 하는 동안 하나의 회전축(single-axes)을 가진 하나의 회전 반경(single-radius)을 알아보는 것은 여러 축(multi-axes)으로 움직이게 된다는 다축 회전반경(multi-radius)을 분석하기에 앞서 중요한 연구이다. 따라서 본 연구에 서는 무릎이 신전운동과 굴곡 운동 시 신전과 굴곡 모멘트를 만들어내는 대퇴 사두근(quadriceps muscle)과 무릎 오금근 (hamstring)의 역할을 알아보았고, 또한 모멘트와 대퇴 사두근의 iEMG 형태를 파악하였다. 본 연구를 수행하기 위해 무릎인공관절 수술을 받고 1년과 3년이 지난 정상적인 생활을 하는 피검자(1년2명, 3년2명)를 대상으로 Isometric 테스트를 위한 KIN-COM III을 사용하여 60$^\circ$, 30$^\circ$의 무릎굴곡 측정을 하였고, Isokinetic concentric 테스트를 위해서 무릎굴곡각도의 $10^\circ$-80$^\circ$까지 움직임을 측정하였다 또한 15$^\circ$-75$^\circ$까지의 신전운동(sit-to-stand movement)과 굴곡운동(stand-to-sit movement)을 실시하여 시간의 차이, 내전과 외전의 차이 그리고 iEMG의 차이를 알아보았다. 본 연구의 데이터는 여러 번의 실험을 통하여 가장 일반적인 수치를 사용하였다. 이 때 16-channel BTS TELEMG를 사용하여 대퇴사두근과 무릎오금근의 근육활동모양을 알아보았다. 본 연구결과는 시술 후 3년이 지나면서 TKR (Total Knee Replacement)의 대퇴 사두근 토큐가 약해지는 것으로 나타났고, iEMG 실험에서는 N-TKR (Non-Total Knee Replacement)의 대퇴 사두근이 TKR의 대퇴 사두근 보다 근 수축력이 더 크게 발휘되는 것으로 밝혀졌다. 단축회전반경의 굴곡과 신전의 $10^\circ$-80$^\circ$까지의 각 속도는 굴곡동작이 1.19s, 신전 동작이 1.68s로 나타났다. 굴곡과 신전동작에서 다리의 외전(abduction)의 각도변화는 굴곡 시 5.5$^\circ$, 신전 시 5.2$^\circ$로 나타났고, 내전(adduction)의 각도변화는 굴곡 시 7.2$^\circ$, 신전 시 6.1$^\circ$로 나타났다. 대퇴 사두근의 iEMG변화에서는 15$^\circ$-60$^\circ$까지 vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL), rectus femoris (RF) 모두 굴곡동작에서 큰 값으로 나타났고, 61$^\circ$-75$^\circ$사이에서는 신전동작에서 iEMG가 큰 값으로 나타났다. 이와 같은 결과들은 인공관절 수술자들의 다축회전 반경을 분석하기에 앞서 중요한 선행연구가 될 것으로 생각된다.

• 한국운동역학회지
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• 제18권2호
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• pp.95-104
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• 2008

본 연구는 남자 중학교 초보피험자들을 대상으로 태권도 돌려차기 동작의 숙련정도에 따른 운동학적 협응과 제어과정을 살펴보는 데 목적을 두었다. 이용된 변인은 최대합성직선속도와 각도 대 각도 도면이었다. 분석결과, 연습후기로 갈수록 인접한 분절간의 운동량 전이가 잘 이루어져 각 분절의 최대합성직선속도가 증가하였으며 무릎관절 최대굴곡 시까지는 엉덩관절과 무릎관절이 동형동조 협응형태로 변해갔으며, 최대굴곡 후 타격 시까지는 모든 숙련 단계에 있어서 이형동조 협응패턴을 나타내었다. 발목관절은 무릎관절 최대굴곡 시까지 배측굴곡 상태에서 저측굴곡으로 변했으며, 최대굴곡 후 타격시점까지는 발목관절은 고정시키고, 무릎관절은 신전시키는 자유도 고정 제어기전을 나타내었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권4호
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• pp.289-293
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• 2004

본 연구에서는 경사각도가 다른 내, 외측 후족 왯지를 착용하고 보행하는 동안 삼차원 동작분석시스템과 무선가속도측정시스템을 이용하여 무릎관절의 내번토크와 내외측 방향 가속도를 측정하였다. 내번토크와 외측 가속도는 하중수용기와 전유각기에서 각각 양의 절정값을 나타내었다. 하중수용기에 내측 왯지의 경우 내번토크와 외측 가속도가 맨발에 비하여 증가되었으며, 외측 왯지의 경우 내번토크와 외측 가속도값이 감소하였다. (p<0.05). 이러한 변화는 왯지의 경사각이 커질수록 더욱 뚜렷한 상관성을 보였다(p<0.05). 그러나 전유각기에서는 왯지의 방향과 경사에 따른 무릎의 내번토크와 내외측 가속도의 상관성을 확인할 수 없었다. 본 연구의 견과를 통하여 외측 왯지 사용 시 무릎관절의 내번토크가 감소되어 퇴행성 무릎관절염의 치료에 도움을 줄 수 있다. 또한, 보행 중 무릎관절의 내번토크 대신에 외측방향 가속도를 측정함으로써 간단히 왯지의 효과를 결정할 수 있을 것이다.