• Physical Therapy Rehabilitation Science
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• 제11권1호
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• pp.105-112
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• 2022

Objective: Nonspecific low back pain (NS-LBP) causes pain and disability, affecting the neuromuscular system and altering gait patterns. The purpose of this study is to investigate the effect of improvement of low back pain symptoms through physical therapy on foot pressure and spatiotemporal gait parameters. Design: A pilot study. Methods: Participants received manual therapy and supervised therapeutic exercise, which consisted of 12 sessions for 6 weeks. Participants were assessed for pain intensity (a numeric pain rating scale), disability index (oswestry disability index), and spatiotemporal gait parameters before and after intervention. Wilcoxon signed rank test was used to analyze the before-and-after differences in a single group. Results: All seven NS-LBP patients completed the study without dropout. After six weeks of physical therapy, the numeric pain rating scale and oswestry disability index showed significant improvement (Z= -2.388, P=0.017). There was no significant improvement in both static and dynamic conditions in foot pressure (P>0.05). However, in the spatiotemporal gait parameters, there were significant differences in all variables except the right stance phase and left mid stance (P<0.05). Conclusions: In our pilot study, 12 sessions of physical therapy in NS-LBP patients improved gait quilty in spatiotemporal gait parameters. Similarly, it has resulted in clinically positive improvements in pain and disability.

• 대한중풍순환신경학회지
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• 제14권1호
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• pp.8-14
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• 2013

■ Objectives The goal of this study is to find the correlation between the motor function and gait pattern of stroke patients. ■ Methods We measured Manual muscle test(MMT), Motricity index(MI) and Spatiotemporal gait parameters of admitted hemiplegic patients with stroke. The gait parameters were measured using a Treadmill gait system. ■ Results There is a significant correlation between motor function and spatiotemporal parameters such as step length, stride length, step time, stride time, total double support or cadence, in stroke patients. ■ Conclusion The better motor function of stroke was, the more gait improved.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.261-267
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• 2000

A mathematical model was developed to calculate the muscle force of lower extremity during the gait. We constructed a model of human locomotion, which includes a muscle-skeletal system with 7 segments and 16 lower limb muscles. Using a optimization technique, muscle forces variation of the lower extremity during the gait were generated and its result was verified by comparing a experimental results of EMG analysis. Moreover. the walking movement of the model could be compared quantitatively with those of experimental studies in human by inverse dynamics.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1998년도 추계학술대회
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• pp.84-85
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• 1998

This study was conducted to characterize the gait of a person climbing or descending the stairs. Using our motion analysis system (Vicon 370), gait patterns of ten healthy females (18.8 - 19.6 yrs. old) were measured 1) when a subject tip-toed the stairs, 2) when a subject climbs the stairs with the whole foot, and 3) when a subject went down the stair, respectively. The results of each cases were compared with the data for the level walking collected from 21 healthy females in the previous studies. The stairway gait data can be used as a useful reference in the design of artificial limbs for the lower-limb amputee.

• 전자공학회논문지SC
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• 제41권4호
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• pp.55-62
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• 2004

본 연구에서는 보행 가속도 신호를 측정할 수 있는 휴대용 무선 가속도 측정 시스템을 설계하고 편마비 환자로부터 획득된 데이터를 이용하여 보행 인자 계산과 보행의 규칙성 및 대칭성을 평가할 수 있는 보행 자동분석 알고리즘을 개발하였다. 휴대용 무선 가속도 측정 시스템은 2축 가속도계와 증폭기 및 16㎐ 저역 통과 필터로 구성된 아날로그 신호처리부(가속도 센서부)와 원칩 마이크로프로세서, EEPROM RF 송신부 및 수신부로 구성되어 있다. 보행 분석 알고리즘은 FFT 분석부, 필터 처리부 및 정점 검출부로 구성된다. 알고리즘 개발 및 평가를 위하여 8명의 편마비 환자가 실험군으로 또 다른 8명의 편마비 환자가 대조군으로 참여하였으며, 요추 3∼4번 위치에서 10m 동안의 보행 가속도 신호를 60㎐의 샘플링 주파수로 측정하였다. 보행자동분석 알고리즘에 의해 먼저 보행 구분점을 검출하고 좌우 발을 구분하였으며, 이 정보를 이용하여 보행 인자들을 계산하였다. 비디오 데이터와 보행 가속도 신호를 직접 관찰하여 얻은 정보와 비교하여 알고리즘의 성능을 평가한 결과 보행 구분점이 모두 정확히 검출되었으며 좌우 발 또한 모두 구분되었다. 향후 알고리즘의 신뢰성과 더 많은 보행 인자들을 계산할 수 있도록 성능을 향상시킴으로써 임상에서 편마비 환자의 재활치료 성과를 평가하는데 사용될 수 있을 것이다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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• pp.959-960
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• 2010

• 한국정밀공학회지
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• 제33권9호
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• pp.761-768
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• 2016

Weight bearing is effective during rehabilitation of gait, in the elderly and disabled people. Various training devices using weight bearing function were developed along with treadmill walking; however, no device has been developed in conjunction to walking on the ground. Here, we designed a rail type frame of a gait rehabilitation system for body-weight support (BWS) function, and analyzed its mechanical safety in the static weight bearing condition of a vertical axis. Computational simulations were performed to analyze structure of the driving parts, which are connected with a rail and driving rollers and the lower plate of the BWS. Structural analyses showed the drivers and BWS were safe, when simulated at 135kg weight under static conditions. Thus, this rail type rehabilitation system can be used for gait training of the elderly and disabled.

• 재활복지공학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.137-144
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• 2015

본 논문은 하지의 움직임을 측정하고 분석할 수 있는 관성센서 기반 보행분석 시스템에 관한 것이다. 본 시스템 구현을 위해 자이로스코프, 가속도계 및 지자계 신호를 이용한 자세 방위 측정장치 모듈을 일체형으로 개발하였으며, 다수의 모듈을 환자의 분절에 부착하여 공간상에서 각 분절의 방위각을 제공할 수 있도록 하였다. 또한 재활과 관련된 많은 응용에 있어 중요한 생체역학 측정값인 신체 분절간의 관절각을 추출하는 알고리즘을 제안하였다. 개발한 자세 방위 측정장치 모듈의 성능을 평가하기 위하여 3차원 공간상의 변위 및 방위를 밀리미터 해상도로 제공할 수 있는 Vicon을 참조 측정 시스템으로 이용하였으며, yaw와 pitch에서 1.08, 1.72도의 평균 제곱근 오차를 얻을 수 있었다. 보행 분석 시스템의 성능 검증을 위하여 7개의 AHRS 모듈을 하지에 부착하고 고관절, 무릎, 발목에 대한 관절각을 계산하여, Vicon과의 비교 실험을 수행하였다. 실험 결과 본 연구에서 개발한 시스템은 뇌졸중 후 회복단계 동안 사지 및 보행 동작을 실시간으로 분석, 제공함으로서 재활의 효과, 난이도 조절 및 피드백 요소를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.365-372
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• 2022

관성 측정 센서는 사람 행동 인식 시스템에 주로 사용되는 센서들에 비해 크기가 작고 가벼우며 낮은 비용으로 시스템의 경량화를 달성할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 관성 측정 센서를 이용한 이진 신경망 기반 걸음걸이 패턴 분석 시스템을 제안하고, 연산 가속을 위한 FPGA 기반 가속기 설계 및 구현 결과를 제시한다. 관성 측정 센서를 통해 걸음걸이에 대한 6가지 신호를 측정하고, 단시간 푸리에 변환을 이용하여 스펙트로그램을 추출한다. 높은 정확도를 가지는 경량화 시스템을 갖추기 위해 걸음걸이 패턴 분류에 BNN (binarized neural network) 기반 구조를 사용하였고, 검증 결과 97.5%의 높은 정확도와 메모리 사용량이 합성곱 신경망에 비해 96.7% 감소한 것을 확인하였다. 이진 신경망의 연산 가속을 위해 FPGA를 이용한 하드웨어 가속기 구조로 설계하였다. 제안된 걸음걸이 패턴 분석 시스템은 24,158개의 logic, 14,669개의 register, 13.687 KB의 block memory를 사용하여 구현되어 62.35 MHz의 최대 동작 주파수에서 1.5ms 내에 연산이 완료되어 실시간 동작이 가능함을 확인하였다.

• 대한골관절종양학회지
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• 제3권1호
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• pp.18-25
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• 1997

Prosthetic replacement is one of the most common methods of reconstruction after resection of malignant tumor around the knee. Gait analysis provides a relative objective data about the gait function of patients with prosthesis. The purpose of this study was to compare the gait pattern of the patients who underwent limb salvage surgery with prosthesis for distal femur and that of patients with prosthesis for proximal tibia. This study included ten patients (4 males, 6 females, mean age 22.7 years, range 14-36) who underwent a wide resection and Kotz hinged modular reconstruction prosthesis replacement and six normal adult(Control). The site of bone tumor was the distal femur (Group 1) in six patients and proximal tibia (Group 2) in 4 patients. The follow-up period ranged from 15 to 82 months (mean : 33 months). The evaluation consisted of clinical assessment, radiographic assessment, gait analysis using VICON 370 Motion Analysis System. The gait analysis included the linear parameters such as, walking velocity, cadence, step length, stride length, stance time, swing time, single support and double support time and the three-dimensional kinematics (joint rotation angle, velocity of joint rotation) of ankle, knee, hip and pelvis in sagittal, coronal and transverse plane. For the kinetic evaluation, the moment of force (unit: Nm/kg) and power (unit: Watt/kg) of ankle, knee and hip joint in sagittal, coronal and transverse plane. In the linear parameters, cadence, velocity, step time and single support were decreased in both group 1 and group 2 compared with control. Double support decreased in group 2 compared with control significantly(p<.05). In contrast to our hypothesis, there was no significant difference between group 1 and group 2. In Kinematics, we observed significant difference (p<.05) of decreased knee flexion in loading response (G2