• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권2호
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• pp.153-165
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• 2013

기존의 보행분석 연구들은 하지를 하나의 스프링으로 간주하였다. 만약 슬관절 신전을 보조할 수 있는 슬관절 액추에이팅 메커니즘을 개발할 수 있다면 보행에 필요한 탄성-변형률에너지를 혁신적으로 저장-방출할 수 있고, 그 결과 보행 중 하지강성은 더욱 증가할 것이다. 게다가 족관절 액추에이팅 메커니즘까지 추가되어 있다면 슬관절 액추에이터에 의한 과도한 인공하지강성을 능동적이고 적절한 수준으로 보상해주는 기전으로 작동할 것이다. 만약 가속도에 의한 보행속도 증가를 방지하기 위해 인위적 감속통제를 작동시킨다면 불필요한 운동에너지의 방출이 발생되고 하지강성 액추에이터의 실효성은 의심을 받게 된다. 따라서 본 저자는 보행속도를 2개의 세그먼트에 의한 상대 각속도 조절기법을 이용하여 하지강성을 증가시킨다는 기본개념으로 슬-족관절 액추에이터 시스템을 개발하였다. 또한 족관절에 슬관절 액추에이팅에 대한 보상기전이 존재하는 경우, 족관절의 보상기전이 중족지절관절 경사각 및 보행속도 변화에 미치는 상호영향을 연구하였다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제13권1호
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• pp.19-30
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• 2013

본 논문에서는 노인 및 재활 환자를 대상으로 재활 훈련을 위한 기능성 게임을 제안한다. 제안한 재활 훈련용 기능성 게임은 3D depth 카메라를 이용한 전신 동작 인식 기반의 인터페이스를 제공한다. 사용자가 카메라 앞에서면 배경과 사용자를 구분한 다음 사용자의 전신을 15개의 관절로 인식하고 각 관절이 위치와 방향의 변화를 분석하여 게임에 필요한 제스쳐를 인식한다. 게임 콘텐츠는 상지훈련, 하지훈련, 전신훈련, 밸런스 훈련을 위한 게임으로 구성하였으며 2D 게임과 3D 게임으로 나누어 구현하였다. 본 논문에서 제안된 시스템은 3D depth 카메라를 이용하여 주변 환경 변화에도 안정적으로 작동하며, 별도의 기기를 사용하지 않고도 전신 움직임 기반의 제스쳐 인식을 이용하여 게임을 진행하게 함으로써 재활의 효과를 높일 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7285-7292
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• 2015

본 연구의 목적은 생체역학적 변인을 근거로 하여 후진보법의 전방향 보행(댄스보행)이 후방보행처럼 재활과 걷기운동으로써의 가능성을 규명하는 것이다. 실험대상자는 13명의 여성댄스 전문가로 자료수집을 위하여 12대의 적외선카메라와 2대의 지면반력기가 동조되어 사용되었다. 연구결과에 따르면 댄스보행의 보속, 활보장과 양 하지지지기시간은 후방보행보다 크고, 활보폭은 작았으며 관절각범위, 관절모멘트와 관절파워의 최대치 출현 빈도에서 댄스보행이 후방보행보다 더 많았다. 이러한 결과들은 댄스보행이 재활과 걷기운동에 후방보행에 버금가는 훌륭한 도구임을 판단하는데 충분하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.691-700
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• 2016

본 연구는 젊은 여성을 대상으로 필라테스 운동이 하지 근력과 밸런스에 미치는 영향을 규명하는데 연구 목적을 두고 실시하였다. 20명의 젊은 여성들을 대상으로 통제군 10명, 필라테스 운동군 10명으로 2개 집단을 분류하여 실험 절차에 따라 진행하였다. 필라테스 운동군은 운동프로그램에 따라 주 3회의 빈도로 매 회 60분, 총 8주 동안 운동을 실시하였다. 통제군과 필라테스 운동군은 실험 전 후로 신체구성 측정과 하지 등속성 근력 측정, 신체 밸런스 측정을 하였다. 측정한 자료를 통계적으로 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 필라테스 운동 집단이 운동 실시 8주 후, 신체구성 변화에서 근육량이 유의한 증가가 있었다(p<.01). 슬관절 근 기능 변화에서는 $60^{\circ}/sec$에서 오른쪽 신근 최대근력과 오른쪽 신근 총 일량이 5% 수준에서 유의한 증가가 있었다(p<.05). 또한 $180^{\circ}/sec$에서는 왼쪽 굴근 최대근력이 5% 수준에서 유의한 증가가 있었다(p<.05). 마지막으로 밸런스의 변화에서는 집단 내 비교에서 오른발 밸런스에서(p< .01), 공분산분석 결과에서는 양발과 오른발 밸런스 변화에서 통계적으로 유의한 증가가 있었다(p<.05). 결론적으로 8주 동안의 필라테스 운동은 신체구성과 하지 등속성 근력과 밸런스에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 확인되었다.

• Journal of Acupuncture Research
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• 제31권4호
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• pp.155-162
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• 2014

Objectives : The purpose of this study is to report the effect of Korean medical treatment on a patient with relapsing transverse myelitis. Methods : The patient was treated using acupuncture, pharmacopuncture, herbal medicine and other treatments including moxibustion and therapeutic exercise for 8 weeks. We evaluated the patient's motor grade with medical research council(MRC) scale and evaluated active range of motion in the hip, knee, and anke joint. Results : Through treatment the patient's motor grade and active range of motion all improved. Other symptoms such as lower limb hypoesthesia and residual urine sensation also showed improvement. Conclusions : We concluded that Korean medicine treatment had respectable effect in improving symptoms on the patient with relapsing transverse myelitis.

• 대한인간공학회지
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• 제29권3호
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• pp.357-364
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• 2010

This study proposes a lower-limb exoskeleton system that is controlled by a wearer's muscle activity. This system is designed by following procedure. First, analyze the muscle activation patterns of human leg while walking. Second, select the adequate actuator to support the human walking based on calculation of required force of knee joint for step walking. Third, unit type knee and ankle orthotics are integrated with selected actuator. Finally, using this knee-assistive system (KAS) and developed muscle stiffness sensors (MSS), the muscle activity pattern of the subject is analyzed while he is walking on the stair. This study proposes an operating algorithm of KAS based on command signal of MSS which is generated by motion intent of human. A healthy and normal subject walked while wearing the developed powered-knee exoskeleton on his/her knees, and measured effectively assisted plantar flexor strength of the subject's knees and those neighboring muscles. Finally, capabilities and feasibility of the KAS are evaluated by testing the adapted motor pattern and the EMG signal variance while walking with exoskeleton. These results shows that developed exoskeleton which controlled by muscle activity could help human's walking acceptably.

• Safety and Health at Work
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• 제13권3호
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• pp.315-325
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• 2022

Background: Firefighters are required to carry self-contained breathing apparatus (SCBA), which increases the risk of musculoskeletal disorders. This study assessed the newly recruited firefighters' internal forces and potential musculoskeletal disorders when carrying SCBA. The effects of SCBA strap lengths were also evaluated. Methods: Kinematic parameters of twelve male subjects running in a control condition with no SCBA equipped and three varying-strapped SCBAs were measured using 3D inertial motion capture. Subsequently, motion data and predicted ground reaction force were inputted for subject-specific musculoskeletal modeling to estimate joint and muscle forces. Results: The knee was exposed to the highest internal force when carrying SCBA, followed by the rectus femoris and hip, while the shoulder had the lowest force compared to the no-SCBA condition. Our model also revealed that adjusting SCBA straps length was an efficient strategy to influence the force that occurred at the lumbar spine, hip, and knee regions. Grey relation analysis indicated that the deviation of the center of mass, step length, and knee flexion-extension angle could be used as the predictor of musculoskeletal disorders. Conclusion: The finding suggested that the training of the newly recruits focuses on the coordinated movement of muscle and joints in the lower limb. The strap lengths around 98-105 cm were also recommended. The findings are expected to provide injury interventions to enhance the occupational health and safety of the newly recruited firefighters.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제30권1호
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• pp.78-85
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• 2023

Background: Despite fall prevention strategies suggested by researchers, falls are still a major health concern in older adults. Understanding factors that differentiate successful versus unsuccessful balance recovery may help improve the prevention strategies. Objects: The purpose of this review was to identify biomechanical factors that differentiate successful versus unsuccessful balance recovery in the event of a fall. Methods: The literature was searched through Google Scholar and PubMed. The following keywords were used: 'falls,' 'protective response,' 'protective strategy,' 'automated postural response,' 'slips,' 'trips,' 'stepping strategy,' 'muscle activity,' 'balance recovery,' 'successful balance recovery,' and 'failed balance recovery.' Results: A total of 64 articles were found and reviewed. Most of studies included in this review suggested that kinematics during a fall was important to recover balance successfully. To be successful, appropriate movements were required, which governed by several things depending on the direction and characteristics of the fall. Studies also suggested that lower limb muscle activity and joint moments were important for successful balance recovery. Other factors associated with successful balance recovery included fall direction, age, appropriate protective strategy, overall health, comorbidity, gait speed, sex and anticipation of the fall. Conclusion: This review discusses biomechanical factors related to successful versus unsuccessful balance recovery to help understand falls. Our review should help guide future research, or improve prevention strategies in the area of fall and injuries in older adults.

• 한국운동역학회지
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• 제18권1호
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• pp.179-190
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• 2008

본 연구에서는 양측 하지의 비대칭성이 수직점프의 수행, 즉 양측운동손실에 미치는 영향을 알아보기 위해 13명의 성인 남성을 대상으로 좌/우의 외발과 양발을 각각 이용한 수직반동점프를 비교, 분석하였다. 분석 결과 양발점프가 외발점프에 비해 2배 이상 점프하였으나 외발점프에서 하지가 발현하는 충격량과 일량이 양발점프보다 24% 정도 높게 나타나 양측운동손실을 보여주었다. 또한 우성과 열성하지의 외발점프에서 충격량과 일량은 4-7% 정도의 유의한 역학적 비대칭성이 나타났다. 하지만 양측하지의 비대칭성과 양측운동손실 사이에는 유의한 차이가 보이지 않았으며, 양발점프에서 우성하지와 열성하지의 역학적 변인들 사이에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 양발 점프는 외발점프에 비해 짧은 시간에 관절의 높은 각속도로 긴 거리를 추진하였으며, 낮은 근활동을 보였는데 이러한 요인이 수행의 감소에 영향을 미쳤을 것으로 보인다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.319-329
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• 2015

본 논문에서는 다자유도 동적 하네스 시스템 개발을 위해 일상동작에서와 트레드밀 보행 시 하네스 체중 지지에 따른 하지 동작 패턴에 관한 연구를 수행하였다. 건강한 성인 남성 5명을 대상으로 일상생활 동작과 하네스 체중지지에 따른 좌, 우 대퇴직근, 외측광근, 전경골근, 외측 비복근과 족압을 측정하였다. 실험 결과, 일상생활 동작 수행 시 EMG는 각 구분 동작들에 따른 특이적인 근육 활성을 나타내었다. 슬관절의 굴곡과 신전을 요하는 앉기, 서기, 계단 오르기, 계단 내리기 동작에서의 외측광근의 활성이 두드러졌다. 족압 분포의 경우 일상생활 동작 중 중력방향으로 내려오는 계단 내려오기 동작에서 가장 큰 족압 분포 값을 보였다. 수동형 하네스 체중 지지율이 증가에 따라 근육 활성도와 족압 분포 값은 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과를 토대로 체중지지를 통한 보행 훈련이 체중지지율 변화에 따라 다양한 환자 군에 적용 시킬 수 있을 것이다 판단된다.