• 대한인간공학회지
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• 제34권6호
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• pp.583-595
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• 2015

Objective: The purpose of this study was to determine the reliability of lower limb joint angles computed with the software ImageJ during jumping movements. Background: Kinematics is the study of bodies in motion without regard to the forces or torques that may produce the motion. The most common method for collecting motion data uses an imaging and motion-caption system to record the 2D or 3D coordinates of markers attached to a moving object, followed by manual or automatic digitizing software. Above all, passive optical motion capture systems (e.g. Vicon system) have been regarded as the gold standards for collecting motion data. On the other hand, ImageJ is used widely for an image analysis as free software, and can collect the 2D coordinates of markers. Although much research has been carried out into the utilizations of the ImageJ software, little is known about their reliability. Method: Seven healthy female students participated as the subject in this study. Seventeen reflective markers were attached on the right and left lower limbs to measure two and three-dimensional joint angular motions. Jump performance was recorded by ten-vicon camera systems (250Hz) and one digital video camera (240Hz). The joint angles of the ankle and knee joints were calculated using 2D (ImageJ) and 3D (Vicon-MX) motion data, respectively. Results: Pearson's correlation coefficients between the two methods were calculated, and significance tests were conducted (${\alpha}=1%$). Correlation coefficients between the two were over 0.98. In Vicon-MX and ImageJ, there is no systematic error by examination of the validity using the Bland-Altman method, and all data are in the 95% limits of agreement. Conclusion: In this study, correlation coefficients are generally high, and the regression line is near the identical line. Therefore, it is considered that motion analysis using ImageJ is a useful tool for evaluation of human movements in various research areas. Application: This result can be utilized as a practical tool to analyze human performance in various fields.

• 한국운동역학회지
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• 제21권1호
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• pp.85-95
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• 2011

Three-dimensional(3D) motion analysis is a useful tool for analyzing sports performance. During the last few decades, advances in motion analysis equipment have enabled us to perform more and more complicated biomechanical analyses. Nevertheless, considering the complexity of biomechanical models and the amount of data recorded from the motion analysis system, subsequent processing of these data is required for event-specific motion analysis. The purpose of this study was to develop a basic golf swing analysis algorithm using a state-of-the-art VICON motion analysis system. The algorithm was developed to facilitate golf swing analysis, with special emphasis on 3D motion analysis and high-speed motion capture, which are not easily available from typical video camera systems. Furthermore, the developed algorithm generates golf swing-specific kinematic and kinetic variables that can easily be used by golfers and coaches who do not have advanced biomechanical knowledge. We provide a basic algorithm to convert massive and complicated VICON data to common golf swing-related variables. Future development is necessary for more practical and efficient golf swing analysis.

• 복식문화연구
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• 제8권5호
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• pp.741-753
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• 2000

The purpose of this study : 1. The total 24 range measurements of active dynamic motion of 40 subjects(20's and 30's, and 40's∼60's) using previous studies. The results were compared with the other studies in the aspects of age. In this study, The 3-D motion analysis system consists of VICON 140, data acquisition system, and data analysis program called by KRISSMAS. VICON 140 is dynamic motion analyzer, and KRISSMAS is a program developed for analysis of the data captured from the VICON. The results of this study were as follows : 1. Comparing 20's∼30's and 40's∼60's the result shows that 40's∼60's have smaller ROM at the most joints(Thoratic and Lumber, Hip Joint, Knee Joint, Ankle Joint), which is inconsistent with the previous result. The reason is that most investigations were carried out using traditional measurement equipments, which have encountered difficulty in quantifying the exact motion of the body. 2. There are no significant mean difference between the right and the left side. Most of the significances were not high(〉0.05).

• 한국운동역학회지
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• 제19권3호
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• pp.519-528
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• 2009

상해 예방을 위해 이용하는 테이핑의 효과는 이미 선행연구들에서 이해할만하게 이야기 되어져 왔지만, 기능적 발목 불안정성을 가진 대상자에게 동적 임무를 가지고 지면반력과 안정성을 분석한 연구는 거의 없다. 본 연구는 발목 불안정성을 가진 선수들을 대상으로 점프 후 착지 시 지면반력 변인과 안정성에 미치는 영향을 알아보는데 있다. 이 실험을 위하여 기능적 발목 불안정성을 가진 14명의 선수가 참가하였고 동작분석과 지면반력 값을 산출하기 위해 적외선 카메라 8대(Vicon MX-F20, Oxford Metric Ltd, Oxford, UK)로 구성된 동작분석시스템(Vicon Motion Systems)과 지면반력기를 사용하였다. 본 연구 결과 발목 불안정성이 있는 선수에게 테이핑의 적용은 착지 시 배측굴곡 각속도, 내번 각속도, 최대 수직지면반력을 감소시켰으며, 안정성과 관련된 변인인 A-P cop, M-L cop에서 안정성을 향상시켰다. 임상에서 발목 불안정성이 있는 선수들에게 상해 예방을 위한 하나의 방법으로 테이핑의 사용을 권장해도 될 것으로 사료된다.

• 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.

• 재활복지공학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.161-168
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• 2015

본 논문은 자체 개발한 관성측정장치의 가속도, 각속도, 지자기계 데이터를 이용하여 보행거리를 측정하는 시스템 개발에 관한 것이다. 관성센서들의 오프셋 및 이득 오차를 최소화하기 위하여 9축의 자유도를 갖는 지그를 제작하였으며, 이를 이용하여 캘리브레이션을 수행하였다. 보행거리의 정확한 측정을 위하여, 기울기 하강법을 이용하여 가속도계의 중력성분 제거 및 보행패턴 분석을 통한 드리프트 성분을 제거하였다. 최종적으로 보정된 가속도 데이터의 이중적분을 통하여 보행거리를 측정하였다. 시스템의 성능 평가를 위하여, 실내 직선 10m 직선 보행에 대하여 캘리브레이션 전, 후 오차 개선 비율를 비교하였으며, 간단한 보행에 대해 Vicon과의 비교 실험을 수행하였다. 직선 보행에 대해서는 x, y, z축 각각에 대하여 $31.4{\pm}14.38%$(mean${\pm}$S.D.), $78.64{\pm}10.84%$ 및 $69.71{\pm}26.25%$ 개선이 되었음을 확인하였으며, Vicon과의 비교 실험 결과 x, y, z축 각각에 대하여 0.1m, 0.16m, 0.12m의 오차를 얻을 수 있었다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제9권4호
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• pp.61-68
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• 2002

본 연구는 하퇴의지 착용자와 정상 성인간의 시간-거리, 운동형상학 변수를 조사하고 비교하기 위하여 실시하였다. 연구 대상자는 외상으로 인한 하퇴 절단자로서 내골격식 하퇴의지를 착용하고 독립적으로 보행이 가능한 20명과 연령, 신장으로 짝짓기한 대조군(matched control group) 20명이 참여하였다. 보행분석은 Vicon Clinical Manager Software (VCM)를 내장한 PC에 5개의 카메라가 연결되어 있는 Vicon 512 Motion Analysis System (MAS, Oxford Metrics Inc.)을 이용하였다. 하퇴의지 착용군의 단하지 지지시간이 정상 성인군에 비해 유의하게 짧았으며(p<.05), 하퇴의지 착용군에서 슬관절의 선전이 증가되었으며 족관절의 저측굴곡이 감소되었다(p<.05). 하퇴절단자들의 보행개선을 위해서는 하퇴절단자 개인의 보행능력에 알맞은 부품의 선택, 체계적인 보행훈련 및 평가, 보행능력 향상을 위한 근력강화 프로그램 등 체계적인 재활훈련 프로그램이 필요한 것으로 사료된다. 본 연구는 연구대상자의 수가 제한되어 있으므로 연구의 결과를 일반화하기에는 제한점이 있으나, 향후 편측 하퇴절단자의 보행연구에 대한 기초 자료로 사용될 수 있을 것이라고 생각된다.

• 한국운동역학회지
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• 제19권3호
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• pp.435-448
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• 2009

본 연구는 노인의 계단과 경사로 오르기와 평지보행 동안 하지의 운동학적 변화를 분석하는 것이었다. 건강한 노인 14명(남:10, 녀:4)이 실험에 참여하였으며 측정도구는 삼차원동작분석기인 Vicon system(Vicon, Oxford Metrics, England)을 사용하였다. 보행주기 각 시점에서 하지 관절의 각도 변화를 보행 조건(평지, 계단, 경사로)에 따라 알아보기 위해 일요인 반복측정 분산분석(one-way repeated measure of ANOVA)을 사용하였다. 전후면상에서 골반은 평지 보행에서 보행 주기 동안 전방굴곡이 나타났으며 계단과 경사로 오르기에서 전방굴곡이 증가하였다. 고관절과 슬관절는 모두 평지보행과 비교해 계단 오르기에서 굴곡이 더 증가하였다. 족관절은 평지보행과 비교해 경사로 오르기에서 굴곡이 더 증가하였다. 좌우면상에서 보행 주기 동안 평지보행과 비교해 계단 오르기에서 골반이 크게 올라갔으며 고관절도 계단 오르기에서 내전과 외전의 변화가 크게 나타났다. 또한 슬관절도 계단 오르기에서 내반이 증가하였고 족관절 역시 계단 오르기에서 내번이 증가하였다. 수평면상에서 보행 주기 동안 골반은 평지 보행과 비교해 계단과 경사로 오르기에서는 내회전이 대체로 증가하였고 고관절은 계단과 경사로 오르기에서 내회전이 증가하였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 슬관절은 계단 오르기에서 대체적으로 내회전이 증가하였고 족관절은 계단 오르기에서 대체적으로 외회전이 증가하였다. 이러한 결과는 노인의 계단과 경사로 오르기는 평지 보행과 비교해 하지의 운동학적 보행 변수들을 크게 변화시키는 것을 알 수 있었다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.47-54
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• 2013

본 논문은 몸 전체의 움직임을 측정하고 분석할 수 있는 관성센서 기반 모션 캡처링 시스템에 관한 것이다. 본 시스템 구현을 위해 자이로스코프, 가속도계 및 지자계 신호를 이용한 자세 방위 측정장치 모듈을 개발하였으며, 다수의 모듈을 환자의 분절에 부착하고 공간상에서 각 분절의 방위각을 계산하여 3차원 모션캡처를 수행하였다. 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, 2.56도의 평균 제곱근 오차를 얻을 수 있었다. 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.

• 한국운동역학회지
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• 제18권2호
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• pp.41-48
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• 2008

본 연구의 목적은 테니스 두 스탠스 유형(pinpoint stance, platform stance)에 따른 서브 시 하지관절의 모멘트를 분석하여 테니스 선수들이 연습 시 상해를 예방할 수 있도록 현장에서 지도할 객관적인 기초자료를 얻기 위해 테니스 고등학교 우수선수 7명을 대상으로 하였으며, VICON System의 분석프로그램인 Workstation, Bodybuilder, Polygon을 이용하여 하지관절의 모멘트를 분석하였다. 구체적인 변인은 발목, 무릎, 엉덩관절의 모멘트들을 중점적으로 비교 분석한바 다음과 같은 결론을 얻었다. 테니스 두 스탠스 유형에 따른 서브 동작 시 하지관절에 발생되는 모멘트의 패턴은 각각 다른 패턴이었으며, 모멘트의 크기는 발목 배측 굴곡 모멘트만 plat가 크게 발생되었으며, 다른 모멘트는 pin이 크게 발생되었다. 또 굴신모멘트에서는 엉덩, 발목, 무릎 순이었으며, 회전모멘트는 발목, 무릎, 엉덩 순으로 큰 모멘트를 나타내 보였다. 하지관절의 굴신과 회전모멘트는 백스윙동작과 백스윙동작부터 포워드 스윙으로 변화되는 시점까지 모멘트의 크기가 가장 크게 나타났으며, 변화도 크게 나타내보였다. 이때 상해가 발생할 위험성이 높기 때문에 이에 주의해야 한다고 사료된다.