• 제목/요약/키워드: 슬관절 각도

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보행보조 로봇의 운동학적 특성 (Kinematic Characteristics of Walking-Assistance Robot)

  • 배하석;김진오;전한용;박광훈;이경환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권5호
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    • pp.503-515
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    • 2011
  • 보행 재활 훈련용 보행보조 로봇을 개발하고, 시제품의 운동학적 특성을 평가하였다. 이 보행보조 로봇은 고관절(hip), 슬관절(knee), 족관절(ankle) 등으로 구성되며, 각 관절은 감속기가 포함된 모터에 의해 구동된다. 인체 보행 운동을 이론적으로 해석하여, 보행 운동 중 각 관절의 각도 변위를 계산하는 식을 구하였고, 계산된 각도 변위를 로봇 구동기에 입력하였다. 트레드밀(treadmill) 위에서의 실험을 통해 다양한 보행 속도(walking speed) 및 보폭(stride)에서 각 관절의 출력 각도 변위를 측정하고 입력 값과 비교하였다. 입력 각도 변위와 출력 각도 변위의 차이가 고관절에서는 5.22%, 슬관절에서는 2.97% 이내로 일치함을 확인하여, 설계대로 보행보조 로봇이 작동함을 입증하였다.

심한 내반 변형의 진행성 관절염 환자의 인공 슬관절 전치환술 시 경골 근위부의 내반을 동반한 외회전 변형 (External Tibial Torsion with Proximal Tibia Vara in Total Knee Arthroplasty of Advanced Osteoarthritis with Severe Varus Deformed Knees)

  • 선두훈;송인수;김준범;김철우;정덕희;정의탁
    • 대한정형외과학회지
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    • 제55권1호
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    • pp.62-70
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    • 2020
  • 목적: 경골-대퇴 각이 20° 이상인 심한 내반 변형의 진행성 관절염 환자에서 경골 근위부의 내반과 외회전 변형이 보고된 바 있다. 저자들은 인공 슬관절 전치환술 시 경골 근위부의 외회전 변형 및 골간단 상부의 내반 변형에 대하여 방사선적 계측으로 대조군과 비교하였고 수술 전후의 방사선 및 임상 결과를 알아보았다. 대상 및 방법: 2007년 1월부터 2016년 3월까지 인공 슬관절 전치환술 중 수술 전 기립 방사선상 경골-대퇴 각이 20° 이상의 내반 변형을 보이고 2년 이상 추시가 가능했던 37명, 43 슬관절을 대상으로 하였다. 평균 추시 기간은 45.7개월이었다. 비수술적 치료를 받은 Kellgren-Lawrence 제3단계이며 경골-대퇴 각이 3° 이하인 43 슬관절을 대조군으로 설정하여 경골 근위부의 외회전 변형과 내반 변형을 비교하였다. 경골 근위부의 외회전 변형은 단순 방사선상의 근위 경비골 중첩 길이와 컴퓨터 단층촬영 상의 경골 염전각을, 근위 경골의 내반 변형은 근위 경골 경사각을 대상군과 대조군에서 각각 측정하여 비교하였다. 대상군의 수술 전후에 근위 경비골 중첩 길이, 경골 염전각, 근위 경골 경사각, hospital for special surgery (HSS) 점수를 측정하여 비교하였다. 결과: 대상군의 수술 전 및 추시상 근위 경비골 중첩길이는 각각 평균 18.6 mm, 평균 11.2 mm (p=0.031)로, 대조군의 평균 8.7 mm와 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p=0.024). 경골 염전각은 수술 전 평균 13.8°에서 최종 추시 상 평균 14.0°로 통계적 유의성이 없었으며(p=0.489), 대조군의 평균 21.9°와 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p=0.012). 근위 경골 경사각은 수술 전 평균 12.2°, 최종 추시상 평균 0°였으며(p<0.01), 대조군의 평균 1.2°와 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 대상군의 임상적 결과는 HSS 점수가 수술 전 평균 34점에서 최종 추시 시 평균 87점으로 증가하였으며 통계적으로 유의성이 있었다(p=0.028). 결론: 20° 이상의 심한 내반 변형의 진행성 관절염 환자는 대조군에 비해 근위 경골의 외회전 변형과 골간단 상부의 내반 변형이 통계적으로 의미 있게 증가되었다. 대상군의 수술 전후의 경골 염전각은 통계적으로 의미 있는 변화가 없었으나 합병증 없이 좋은 임상 결과를 보였다.

무릎 굴곡 및 후방 관절낭 절제술이 슬와 동맥의 위치에 주는 영향 (The Effect of Knee Flexion and Posterior Septal Release on the Location of Popliteal Artery)

  • 서승석;서진혁;김창완;권용욱
    • 대한정형외과스포츠의학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.69-74
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    • 2012
  • 목적: 슬관절의 신전 또는 굴곡 시 슬와 동맥의 위치 변화를 확인하고 슬관절의 후방 관절낭 유리술을 시행 후의 슬와 동맥의 위치 변화를 측정하여 슬관절 수술 시 슬와 동맥의 손상을 최소화 할 수 있는 자세 및 후방 관절낭 유리술의 유용성에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 중년의 남성 및 여성, 총 2구의 신선 동결 전신 사체로서, 모두 4례의 슬관절을 대상으로 하였다. 슬관절을 0도, 30도, 60도, 90도 각도로 굴곡하여, 각각의 각도에서 관절면 및 관절면으로부터 원위 1 cm 및 2 cm에서 경골 후방 피질골로 부터 슬와 동맥과의 거리를 측정하였다. 관절경을 이용하여 후방 관절낭 유리술을 시행하였고, 같은 방법으로 경골 후방 피질골로부터 슬와 동맥과의 거리를 측정하였다. 결과: 슬와 동맥에서 후방 경골 피질까지의 거리는 관절면, 관절면 원위 1 cm, 관절면 원위 2 cm에서 0도 굴곡 시 평균 6.3 mm (4.5~7), 4.6 mm (3.6~6), 4.9 mm (3.9~5.8), 30도 굴곡 시 평균 7.4 mm (5.2~9), 4.9 mm (3.6~7.2), 5.3 mm (3.8~6.6), 60도 굴곡 시 평균 8.7 mm (5.4~11), 5.2 mm (4.9~7.3), 6.2 mm (5.4~9.6), 90도 굴곡 시 9.8 mm (5.8~12.1), 5.5 mm (5.1~7.4), 6.5 mm (5.4~10.7) 이었다. 후방 관절낭 유리술 시행 후에는 관절면, 관절면 원위 1 cm, 관절면 원위 2 cm에서 0도 굴곡 시 6.5 mm (5.5~7.5), 5.8 mm (3.9~7.2), 5.2 mm (3.8~7.0), 30도 굴곡 시 7.7 mm (5.5~9,1), 7.1 mm (4.6~7.6), 5.5 mm (4.1~6.9), 60도 굴곡 시 8.9 mm (5.7~11.2), 8.5 mm (5.5~9.2), 6.4 mm (5.3~10.1), 90도 굴곡 시 10.2 mm (6.3~13.6), 9.5 mm (6.5~11), 6.6 mm (5.9~9.8)로 측정되었다. 결론: 슬관절을 굴곡시킬수록 슬관절 관절면에서 관절면 원위 2 cm 사이에서는 경골 후방 피질골과 슬와 동맥 사이의 거리를 증가되어 슬관절 수술시 슬와 동맥 손상을 줄일 수 있다. 또한 후방 관절낭 유리술을 시행하게 되면 경골 후방 피질골과 슬와 동맥 사이의 거리를 더 증가시켜 슬와 동맥 손상을 보다 더 줄일 수 있을 것이다.

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절대위치 엔코더의 위치제어 알고리즘을 이용한 의지 장치의 보행 상태 추론 (Estimate of walking state of the knee disarticulation prosthesis using position control algorithm of absolute encoder)

  • 송해중;박재열;심재홍
    • 재활복지공학회논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.1-5
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    • 2013
  • 본 논문에서는 슬관절 의지 장치의 무릎 각도 제어를 통해 보행 상태를 추론하는 방법을 제안한다. 슬관절 의지의 제어에서 절대위치 엔코더를 이용해 무릎의 각도를 측정하고, 스트레인 게이지를 통해 발바닥의 부하를 측정하여 현재 보행 상태를 추론할 수 있다. 본 논문에서는 2개의 센서를 사용하여 현재 보행 상태를 4가지 상태로 추론하는 방법을 제안하였으며, 실험을 통하여 제안된 방법의 유효성을 보였다.

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슬관절 주위 글격의 기초과학 및 스포츠 손상 (KNEE: Basic Science and Injury of Bone)

  • 김희천
    • 대한정형외과스포츠의학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.77-81
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    • 2003
  • 목적: 슬관절 주위 골격의 기초과학을 생체역학을 중심으로 설명하고 빈도가 높은 스포츠 손상들에 대해 기술하고자 한다. 해부 밀 운동학: 슬관절은 순수한 경첩 관절이 아니며 적합하지 않으므로 여섯 방향의 운동이 가능하다. 경골대퇴간 운동역학: 슬관절의 굴곡-신전 축은 시상면에 수직이 아닐 뿐 아니라, 관상면상 관절선과 평행하지 않으므로, 경골대퇴관절은 굴곡 시 내반과 내회전이 동반되고 신전 시에는 외반과 외회전이 동반된다. 슬개대퇴 관절: 슬개대퇴 관절 압박력은 슬관절의 굴곡 각도와 사두고근력에 비례한다 슬개골은 신전기전의 moment arm을 증가시켜 신전기전의 효율을 증대시키고 지렛대 역할을 한다. 슬개골 골절: 비전위성 골절이면서 하지 직거상 운동이 보존된 경우에 비수술적 치료의 적응증이 되며 수술적 치료 시 고정 방법의 선택은 골절 양상에 따라 결정되겠으나 어느 술식을 선택하여도 신전지대의 봉합은 필수적이며 중요하다 슬개골 불안정성: 선행 해부학적 이상을 조사해야 하며 급성 탈구에서도 골연골 골절편이 있거나 재발의 위험이 높은 운동선수에서 인대 봉합을 고려할 수 있다. 비수술적 치료 및 재활에도 불수하고 계속되는 재발성 아탈구나 탈구는 수술이 필요하다 학령기 스포츠 손상: Idiopathic Adolescent Anterior Knee Pain, Osgood-Schlatter Disease, Sinding-Larsen-Johansson Disease 등이 흔하다

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고정형 슬관절 단일 구획 치환술의 중기 추시 결과: 최소 5년 추시 (Mid-Term Results of Fixed Bearing Unicompartmental Knee Arthroplasty: Minimum 5-Year Follow-Up)

  • 오정한;주일한;공동의;최충혁
    • 대한정형외과학회지
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    • 제53권6호
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    • pp.498-504
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    • 2018
  • 목적: 고정형 슬관절 단일 구획 치환술의 5년 추시 결과로 임상적 및 방사선적 결과, 합병증 발생 빈도를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2003년 5월부터 2011년 8월까지 고정형 슬관절 단일 구획 치환술을 시행한 25명, 26예를 대상으로 하였다. 평균 연령은 63.5세였으며 남자가 3명(3예), 여자가 22명(23예)이었으며 술 전 진단은 골관절염 23예, 골괴사 3예였다. 평균 추시기간은 평균 67개월(60-149개월)이었다. 임상적으로 술 전과 술 후의 미국슬관절학회 슬관절 점수 및 기능점수, 관절 운동 범위를 조사하였고, 방사선적으로 슬관절 기립 전후방 사진과 측면 사진, 투시기 촬영을 통하여 술 후의 정렬상태와 골용해 여부를 조사하였다. 결과: 임상적 결과로 슬관절 점수는 평균 42.0점에서 87.9점으로, 기능점수는 57.5점에서 85.0점으로 향상되었다(p<0.001). 술 전 관절 운동 범위는 평균 $132.9^{\circ}$에서 술 후 $132.5^{\circ}$로 큰 차이를 보이지 않았다. 방사선적 결과로 대퇴경골각은 술 전 평균 내반 $0.5^{\circ}$에서 술 후 외반 $2.2^{\circ}$로 측정되었다. 방사선 투과성 선(radiolucent line)이 관찰되는 경우가 2예 발견되었으며 그 중 1예는 삽입물이 안정적이었으나 다른 1예는 단일 구획 치환술 시 대퇴슬개관절의 관절염을 확인하였고, 추시상 슬관절 내측 관절선의 동통 및 슬관절의 미만성 통증이 있어 슬관절 전치환술을 권유하였다. 그 외 골용해, 감염, 술 후 강직, 탈구 등의 합병증은 없었다. 결론: 고정형 슬관절 단일 구획 치환술의 중기 추시 결과는 임상적 및 방사선적으로 만족스러운 결과를 보였다.

슬관절의 측면 방사선 촬영에서 보조기구를 이용한 검사방법의 정확성과 편의성에 대한 연구 (A Study on the Accuracy and Convenience of Imaging Method Using Support Device in Knee Joint Lateral Radiography)

  • 엄소영;조용근;강성진
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.253-262
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    • 2017
  • 슬관절의 측면 촬영 검사방법에서 기존에 권고되고 있는 정 측면 자세에서 중심 X선의 입사 각도를 머리 쪽 $5{\sim}7^{\circ}$로 조정하는 방법을 검사방법 A, 중심 X선이 슬관절 강을 향해 검사대의 수평면과 수직으로 입사하는 방법을 검사방법 B, 경골 원위부(distal tibia)의 바깥 면(lateral side)을 방사선 투과성 물질(radiolucent materials)로 보상한(compensated) 상태에서 중심 X선을 관절 강에 수직 입사하는 방법을 검사방법 C로 분류하였다. 연구 대상자들을 분류하여 3가지 검사방법을 각각 시행한 후, 검사영상에서 관절 강 거리(joint space distance)와 양측과의 거리(both condyle distance)를 정량적 지표로 설정하여 이를 측정하고 비교하였다. 또한 각 검사방법의 편의성을 검사자(Practician)들을 대상으로 설문조사를 통해 확인하였다. 정량적 지표의 측정 결과 검사방법 A와 C는 통계적 분석 결과 특징적인 차이가 없었지만(p>0.05), 검사 방법 B는 A와 C 모두에서 차이를 보였다(p<0.05). 검사방법의 편의성을 평가한 결과, 검사방법 A가 모든 항목에서 검사방법 B, C 보다 상대적으로 점수가 낮게 평가되었고, 검사방법 B와 C는 근소한 차이로 B가 높은 평가를 받았다. 본 연구를 통해 제안한 간단한 보조기구(support device)를 이용한 슬관절 측면 촬영 검사방법은 다소 복잡한 준비과정 없이도 기존의 권고 방법과 큰 차이가 없는 관절 강의 묘사가 가능하고, 검사의 진행과정에서 검사자의 편의성을 증가시킬 수 있었다.

자가 및 동종 골-슬개건-골을 이용한 전방 십자 인대 재건술 -중기 추시 결과의 비교- (Autograft Versus Allograft Bone-Patellar Tendon-Bone in Anterior Cruciate Ligament Reconstruction - A Comparison Of Mid-Term Follow-Up Results -)

  • 조성도;조수현;우종근;유창현;박문수;류석우
    • 대한관절경학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.14-18
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    • 2004
  • 목적: 자가 및 신선 동결 동종 골-슬개건-골을 이용하여 관절경적 전방 십자 인대 재건술을 시행한 후 추시 결과를 비교하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 3년 이상 추시 관찰하였던 자가 골-슬개건-골 시행군 59례와 신선 동결 동종 골-슬개건-골 시행군 42례를 후향적으로 비교 분석하였고 결과의 평가는 주관적으로 Lysholm 점수, 2000 IKDC 슬관절 점수 및 Shelbourne의 100점 슬개골 동통 점수를 이용하고 객관적으로 Lachman검사, pivot shift검사, KT-1000을 이용한 최대 전방 전위차 및 2000 IKDC 슬관절 검사를 이용하였다. 결과: 최종 추시점에서 자가 골-슬개건-골과 신선 동결 동종 골-슬개건-골 시행군의 비교로 Lysholm점수는 양호 이상이 각각 54례 (91%), 36례 (85.7%) (P<0.05), 2000 IKDC주관적 슬관절 점수가 70점 이상이 각각 52례(88.1%), 36례 (85.7%)(P<0.05), 슬개 대퇴 관절의 동통이 Shelbourne의 100점 동통 점수 기준으로 80점 미만이 각각 5례 (8.5%) 2례 (4.8%)이었으나 통계적인 유의성은 없었다(P < 0.05). Lachman검사는 1+이하의 전방 전위를 보인 경우가 각각 56례 (94.9%), 39례 (92.9%), pivot shift 검사는 음성의 경우가 각각 54례(91.5%), 36례 (85.7%), KT-1000검사상 최대 전방 전위차가 5 mm이하의 경우가 각각 55례 (93.2%). 39례(92.9%)로 모두 통계적인 차이는 없었다(P<0.05). 2000 IKDC 슬관절 검사상 유사 정상 이상은 각각 54례 (91.5%), 38례 (90.4%)이었다(P<0.05).결론· 전방 십자 인대 재건술의 중기 추시 결과 자가 골-슬개건-골과 함께 동종 골-슬개건-골도 이식물의 선택에서 적절한 것으로 생각되었다. 측 부분층 파열의 한 원인으로 생각할 수 있겠다.가 필요하리라 생각된다.\pm}$1.5 mm였고, 5.5${\pm}$1.7 mm, 1.9${\pm}$0.9 mm, 5.1${\pm}$1 9 mm, 5.7${\pm}$1.6 mm였으며, 검사자1의 전방 전위 좌우 차는 근육 이완 상태에서 0.9${\pm}$1.0 mm였다. 전방 십자 인대 손상으로 수술을 받은 환자의 전방 전위는 평균 11${\pm}$2.93 mm쳐고, 건측과의 차이는 평균 6.5${\pm}$2.31 mm였다 좌우 슬관절의 비교에서 검사자 1과 2는 30${\pm}$굴곡, 근육 이완시 통계학적으로 좌우차는 있었으나 각각 25례(83%), 21례(70%)에서 좌우 차이가 2mm미만이었고 3 mm이상은 모두 1예에 불과하였으며 근육 이완시 정상인과 전방 십자 인대 파열 환자의 전방 전위 좌우차는 통계학적으로 의미 있는 차이를 보였다. (<0.05) 결론: KT-2000 Knee Ligament Arthrometed의 결과에 영향을 주는 인자는 슬관절 주변 근육의 이완, 슬관절의 굴곡 각도, 경골의 회전. 전위력의 강도, 적용시점, 그리고 키, 체중등의 신체적 요인 등이 있으나 능숙한 기계사용과 정확한 슬관절 위치에서 검사할 때 전방 십자 인대 파열에 대한 진단에 유용한 기구이다.태라고 하였다. 본 연구에서는 이러한 근거를 바탕으로 개방형 문제의 유형을 다양한 답이 존재하는 문제, 다양한 해결 전략이 가능한 문제, 답이 없는 문제, 문제 만들기, 일반화가 가능한 문제 등으로 보고, 수학적 창의성 중 특히 확산적 사고에 초점을 맞추어 개방형 문제가 확산적 사고의 요소인 유창성, 독창성, 유연성 등에 각각 어떤 영향을 미치는지 20주의 프로그램을

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운동강도에 따라 유발된 근피로가 슬관절 위치감각 인지에 미치는 영향 (Effects of Graded Exercise-Induced Fatigue on the Knee Joint Position Perception)

  • 최종덕;이충휘
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.61-68
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    • 2003
  • 본 연구의 목적은 운동강도(최대근수축의 10, 30, 50, 70%)에 따라 유발되는 국소적인 근피로가 슬관절의 위치감각 인지에 미치는 영향을 연구함으로써 근력강화의 운동치료적 효과와 운동학습과 관련된 효과를 동시에 만족시키는 최적의 운동강도를 제시하는 것이었다. 대상자는 건강한 성인여자 40명이었다. 청각을 통한 위치감각 정보를 제공하는 장치와 원판 각도계가 부착된 등속성 Cybex를 사용하였다. 근피로의 상태를 확인하기 위해서 근전도를 이용하여 주파수 스펙트럼 분석을 실시하였다. 청각되먹임이 주어진 각도와 대상자에 의해 재생되어진 각도의 오차값들과 근피로의 변화를 비교하기 위해 일요인 분산분석을 이용하였다. 오차값들의 평균은 50%의 군에서 가장 작았으며 근피로 또한 70%의 군에서만 크게 생성되었다. 따라서 최대 근 수축력의 50%가 운동치료 시 가장 효과적인 운동강도임을 알 수 있었다.

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