본 연구는 생체역학 모델에 기반한 상지훈련을 통해서 강직성 사지마비(spastic quadriplegia) 아동의 균형능력과 상지기능의 변화를 알아보고자 하였다. 매 회기마다 앉은 자세 및 선 자세에서 기능적 팔 뻗기 검사를 실시하였고, 초기와 마지막 회기에 아동 균형척도(Pediatric Berg Balance Scale)와 3차원 동작분석 시스템(CMS-70P, Zebris Medizintechnik Gmbh, Germany)을 사용하여 움직임을 측정하였다. 1주간 기초선 측정 후, 4주간 매 40분씩 12회기 동안 생체역학적 모델에 기반한 상지훈련을 실시한 결과, 기능적 팔 뻗기 검사에서 모든 측정값이 기초선 평균의 +2SD(standard deviation)를 벗어났다. 동작 분석 시스템 상에서 수행 시간, 최고 속도, 최고 속도 도달 시간, 움직임 단위 수가 향상되었고, 아동 균형 척도 검사결과가 향상되었다. 따라서, 생체역학 모델에 기반한 상지훈련은 상지기능 향상뿐만 아니라 균형 향상에도 긍정적 도움이 될 것으로 사료되며, 연구 결과의 일반화를 위해서 대상자와 과제를 다양화한 추후 연구가 필요할 것이다.
본 논문은 장비의 동작분석기법을 이용하여 운전자가 핸들을 돌릴 때 팔의 관절 운동에 대한 생체역학적 해석을 수행하였다. 모형 운전석에서 운전자가 핸들을 돌릴 때 모션 캡쳐(motion capture) 시스템을 이용하여 팔의 3차원 운동궤적을 구하고, 이 결과를 이용하여 팔의 근-골격계 모델에 대한 역기구학 해석과 역동역학 해석을 수행함으로써 팔 관절의 변위와 관절 토크의 크기를 계산하였다. 각 관절의 회전 운동은 동시에 복합적으로 발생하며, 관절 운동의 크기의 관점에서 팔꿈치 관절의 회내-회외, 어깨 관절의 내전-외전, 굴곡-신전, 손목 관절의 굴곡-신전 등이 주요한 운동임을 확인할 수 있었다. 모형 운전석의 운전 자세, 핸들의 각도 및 좌석에 대한 상대적 위치와 관련된 설계변수에 대한 관절운동의 민감도 해석을 통하여 운전 자세와 핸들의 위치가 조향 동작에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다.
본 연구에서는 인력물자취급시 역사적 관점에서 생리학적 연구방법, 생체역학적 연구방법, 인체심리학적 연구방법들을 검토하여 보병용 무기체계의 휴대성 및 이동성을 분석하였다. 본 연구에서는 휴대성과 이동성 간의 관계를 도식하였다. 단거리의 짧은 기동거리에서는 생체역학적 기준치를, 1-2시간의 중간인 이동에서는 인체심리학적 기준치를, 4시간 혹은 그 이상의 장거리에서는 생리학적 기준치를 적용하여 각각의 가이드라인들을 상호 절충하는 것이 필요한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 보병의 물자취급시 4가지 연구방법을 제안하였다.
숄더백과 백팩을 멜 때의 척추자세의 변화양상이 각각 다름에도 불구하고 백팩에 비해 숄더백을 멜 때의 인체자세 변화에 대한 생체역학적 연구는 부족하다. 본 연구의 목적은 숄더백을 멜 때 무게증가에 따라 몸통자세의 변화양상을 분석하는 것이다. 몸통자세의 변화를 측정하기 위하여 3차원 동작분석시스템을 사용하였고, 가방무게는 3가지 조건(5, 10, 15 kg)과 통제조건(0 kg)으로 정하였다. 실험 결과 몸통전방기울기와 몸통측방기울기는 무게가 증가함에 따라 유의하게 증가하였다. 요추의 수평면상 축회전이 무게가 증가함에 따라 반시계 방향으로 유의하게 증가하였다. 흉추에서는 무게 증가에 따른 움직임의 변화가 유의하게 나타나지 않았다. 이러한 결과는 숄더백을 멜 때 척추자세 변화가 요추와 흉추에서 다르게 나타남을 의미한다. 본 연구에서 제시된 생체정보 분석기술은 일상생활에서의 인체정보 컨텐츠를 축적하는데 매우 유용할 것으로 기대 된다.
동맥전단부를 연구할수있는 새로운 실험방법과 기계역학적 분석방법을 제시하였다. 지금까지동맥역학적 연구는 대부분이 동맥의 길이방향과 원주방향에 대한것이 이였다. 두께방향의 변형은 포아손비라든지 비압축성가정으로 이론적으로 결정되었다. 또한 두께에 걸친 변형의 변화도 무시되었다. 그러나 병리학적인 의미에서 동맥의 두께에 걸친 변형도와 변형의 분포는 중요한 의미를 가진다. 그러므로 본연구에서 제안된 실험방법과 장치는 두께전반에 걸친 변형을 측정할수 있게 했다. 또한 전단부의 부위별 변형도의 관찰이 가능하고 병리적인 동맥경화증에 대한 현상과 역학적현상을 상관시킬 수 있음에 중요한 의미를 들 수 있다.
본 연구는 축구화 겉창의 스터드개발시 운동역학적 연구가 스터드개발에 어떻게 영향을 끼치었는가를 국외 선행연구문헌을 고찰함으로서 그 과정을 발견하는데 그 목적을 두었다. 지난 70년간 축구화 스터드가 연구개발되는 과정에서 압력분포측정 실험 및 기타 상해유발요인을 분석함으로서 스터드의 형태을 변화시키는 과정에 있어서 축구장 바닥과 축구화 겉창과의 마찰력이 중요한 변수로 작용하였다. 징이 선수들의 미끄럼을 방지하고 순발력을 향상시켜 경기력 향상에 결정적인 도움을 준 것이다. 이후 징박힌 축구화가 보편화하면서 선수들은 공격수냐 수비수냐 또는 잔디 상태에 따라 징의 개수와 길이가 다른 축구화를 신게 되었는데, 그라운드 컨디션에 따라 신발이 개발되었다. 축구화는 징의 종류에 따라 길고 푹신한 잔디($5{\sim}7$월 잔디)에 신는 50(soft ground)형, 짧고 단단한 잔디(가을철 잔디)에 적합한 FG(firm ground)형, 인조잔디나 아주 짧은 잔디에 좋은 터프(Turf)형, 맨땅에 쓰는 HG(hard ground)형으로 대별되는데, SG형은 15mm가 넘는 마그네슘 징을 6개 박는데 순발력과 파워를 극대화하기 때문에 수비수에 어울리는 스타일이다. 짧은 플리우레탄 징 12개를 다는 FG형은 넓은 그라운드 접촉면을 이루면서도 잔디에 깊게 박히지 않아 유연성을 필요로 하는 공격수와 미드필더들에게 애용된다. 그라운드 상황이 좋지 않은 곳에서 뛰는 국내 고교, 대학 선수들은 12개의 징이 달린 축구화를 선호한다. 스터드가 많을 수록 그라운드에 닿는 면적이 넓어 안정감도 있고 발목이 꺾이는 현상을 줄여주기 때문이다. 지금까지의 연구현황은 압력분포 및 지면반력실험을 이용한 결과치를 이용하여 새로운 타입의 축구화 스터드의 개발결과를 기존결과와 비교 분석하여 상해유발발생요인이 적은 스타일의 스터드를 선호하였다. 이에 향후 연구개발시 운동역학적 연구의 디자인 시 상해유발요인분석과 운동역학적 연구결과의 조합을 결과를 비교분석해서 국내에서도 축구화 겉창 스터드 연구개발시 경기력을 향상시키고, 상해유발요인을 감소시킬 수 있는 연구디자인이 지속되는 것이 중요하다고 사료된다.
모바일 컴퓨터는 현대기술의 보조적 역할보다는 중추적인 역할을 제공하고 새로운기술을 생리학적 개념의 정확성을 재고하고, 창조적으로 재건할 수 있다. 병적징후들이 질병으로 발전되기 휠씬 이전에 재활전, 후 변화를 유도하는 과정에 개입할 수 있는 가능성을 제공해 준다. 그러나 많은 파라미터가 분석대상, 수학적 처리 및 얻어진 데이터의 평준화 시스템의 거대함, 모든 데이터의 동시수집이 어려움 등을 들 수 있다. 이러한 주점은 시스템을 구성하는 요소들간의 구조적인 연관성에 두고 있다. 따라서 본 연구에서는 시스템적 조절의 시간적 요소가 지니는 역학연구가 분석핵심이 되는 접근법의 모색이 타당하고 재활용 생체전기 신호를 바탕으로 하는 신경역학적 코드화 방법을 채택했다. 연구결과, 생체신호 디지털 분석장치의 바탕모델이 개발할 수가 있었고 학문적인 모색을 목적으로 재활치료용HSS(Hardware-software system)를 적용시킬 수가 있었다. 나아가 모바일기반의 생체전기 신호형성의 비전형화된 특성이 연구되었고 그 결과, 생체계측 신호의 기본적인 과정을 아날로그-디지털 송수신장치의 구조회로 형태로 모델링 할 수 있었다.
본 연구의 목적은 컴퓨터 그래픽 모델을 사용하여 보행 시 족부 관절의 기구학적 특성을 알아보는 것이었다. 모델에서 모든 관전은 단일중심(monocentric), 1 자유도 힌지 관절로 구성되었다. 보행 시 족부의 모션데이터는 4대의 카메라를 사용한 모션측정기로 얻었으며, 이 모션데이터를 피험자의 밭의 크기에 맞게 스케일링된 모델에 입력하여 시뮬레이션을 수행하였다. 첫 번째 발목발허리관절(tarsometatarsal joint)의 운동 범위(range of motion)는 $-8^{\circ}\;\~\;-13^{\circ}$ 이었으며, 발허리발가락관절(metatarsophanlangeal joint)에서의 운동범위는 $-13^{\circ}\;\~\;-48^{\circ}$ 이었다. 발목발허리관절과 발허리발가락관절에서의 기구학적인 데이터는 이전 연구와 비교했을 때 비슷한 경향을 나타내었다. 따라서 본 연구에서 제시하는 컴퓨터 그래픽을 기반으로 한 족부 모델링은 족부 관절의 생체역학적 해석을 위한 유용한 방법이라 할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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