• 한국운동역학회지
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• 제16권3호
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• pp.19-31
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• 2006

이 연구의 목적은 각 분절의 마커세트와 무릎관절 중심 정의가 3차원 무릎 관절각을 산출하는데 얼마나 민감하게 영향을 미치는지를 연구하였다. 자료수집은 1명을 실험대상자로 하여 두 가지 형태의 각기 다른 분절의 정의와 무릎관절의 중심을 나타내는 반사마커들을 동시에 오른쪽 하지에 부착시켜 실험을 실시하였다. 실험대상자의 달리기동작 중 좌측으로 45도 방향전환동작의 지지기를 분석하였다. 이를 위해서 8대의 고속카메라들을 이용하였고 달리기속도는 4m/$sec{\pm}(10%)$로 통제하였다. 하지분절의 발분절에는 하나의 마커세트를, 정강이와 대퇴분절에는 두 가지의 다른 마커세트들을 부착시켰다. 발분절에는 3개의 마커를 신발의 뒷부분에 부착하였고 정강이분절을 정의하기 위하여 첫 번째 마커세트는 경골을 중심으로 3개의 마커들을 두 번째 마커세트는 비골을 중심으로 3개의 마커를 부착하였다. 대퇴분절의 마커세트를 정의하기 위하여 첫 번째 마커세트에는 대퇴골을 중심으로 3개의 마커를 두 번째 마커세트에는 대퇴근육을 중심으로 3개의 마커들을 부착하였다. 무릎관절중심을 정의하는데 두 가지 다른 정의가 적용되었다. 첫 번째 무릎중심을 무릎의 내측과 외측의 마커들을 통해 두 마커의 중심을 무릎관절의 중심으로 정의하였다. 두 번째 무릎중심정의는 무릎의 외측부분과 슬개골의 중심에 부착된 마커들로부터의 교차점을 무릎관절중심으로 산출하였다. 무릎관절의 각도를 산출하기 위해서 JCS(Joint Coordinate System)의 정의가 적용되었고 연구의 결과는 다음과 같았다. 두 가지의 다른 분절마커세트 사이에서 무릎의 신전(extension)과 굴곡(flexion)은 유사한 형태를 나타냈으며 최대 무릎굴곡(peak knee flexion)각에서 $4.746^{\circ}$의 차이를 나타냈다. 다른 분절마커세트 사이의 회전(rotation)각과 내전(adduction)/외전(abduction)에서는 서로 다른 형태를 나타내었고, 두 마커세트간 최대무릎외측회전(peak knee external rotation)각도에서는 $15.628^{\circ}$의 차이를 나타냈다. 또한, 각 분절마커세트 내에서 두 가지의 다른 무릎관절 중심의 정의가 얼마나 무릎도 산출에 영향을 미치는지를 비교했을 때 무릎의 최대외측회전(peak external rotation)각에서 차이를 나타내었다. 첫 번째 분절마커세트의 무릎관절중심정의의 형태변화에 따라 최대외측회전각은 $0.549^{\circ}$의 차이를 나타냈고, 두 번째 분절마커 세트에서 무릎관절중심정의의 형태변화에 따라 최대외측회전각은 $0.309^{\circ}$의 차이를 나타냈다. 이와 같이 분절을 나타내는 마커세트와 무릎관절중심정의의 형태변화에 따라 무릎간을 계산하는데 있어서 결과가 다르게 산출되었다. 즉, 관절각의 계산이 분절에 부착되는 마커의 정의 혹은 위치에 매우 민감하게 영향을 받았다. 따라서 연구자가 여러 실험대상자들을 대상으로 실험시 마커세트 혹은 마커들을 동일한 위치에 가깝게 부착하는 것이 마커부착으로부터 발생하는 실험오차를 줄일 수 있을 것이다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.317-325
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• 2011

본 연구의 목적은 소아마비, 하지 근력약화 등의 장애인이 사용하는 잠금형 보조기무릎관절을 대체하기 위하여, 4절 연쇄 방식의 입각기조절형 보조기무릎관절을 개발하는 것이다. 본 연구에서 개발한 4절 연쇄 보조기무릎관절은 기존의 입각기조절형 보조기무릎관절과 달리, 기하학적으로 잠금상태가 제어되어 전기제어 부품 등이 필요하지 않으며 부피를 최소화하였다. 평가를 위하여, 소아마비로 진단받고 잠금형 보조기무릎관절을 사용해온 소아마비자가 대상자로 참여하였다. 대상자의 걸음걸이를 3차원으로 분석한 결과, 4절 연쇄 보조기무릎관절을 착용했을 때 입각기 동안 무릎관절의 신전이 유지되고 유각기 동안 무릎관절이 굴곡되며 자연스러운 걸음걸이를 보여주었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권6호
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• pp.490-496
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• 2014

무릎 관절 연골은 두께가 얇아 대부분 무릎 질환의 원인이 되고 있다. 그러므로 무릎 자기공명영상에서 관절 연골 분할은 무릎 질환의 정확한 진단을 위한 필수조건이다. 특히 수동이 아닌 전자동 방식으로 무릎 관절 연골을 분할하여야만 효과적인 무릎 질환 진단을 할 수 있다. 본 논문에서는 뇌 자기공명영상에서 대표적으로 사용되는 레벨 셋 기반의 영상 분할 기법을 분석하여 무릎 자기공명영상에 적용 시 문제점을 파악하고 이를 해결함으로써, 무릎 자기공명영상에 레벨 셋 기반 영상분할 방식을 적용하였다. 이는 본 논문에서 제안하는 분할기법을 사용할 경우 무릎 관절 연골 분할에 대한 모든 과정이 전자동화 되어 기존 반자동화 방식보다 빠른 처리가 가능하며, 3차원 형상화를 통해 보다 정확한 진단에 도움을 줄 수 있다. 또한 우리는 제안하고 있는 분할기법이 기존 대표적인 무릎 관절 분할보다 더 높은 정확도를 갖는 것을 실험을 통해 확인할 수 있었다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.81-86
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• 2015

본 논문에서는 인체의 CT/MRI에서 단층 촬영된 무릎관절을 영상처리 과정을 거쳐 3차원 관절 모델을 제작하였다. 실제 무릎관절의 형상을 추출할 때 설정 조건에 따라 3차원 형상정보가 달라질 수 있다. 이러한 미세한 3차원 형상정보의 차이에 따른 무릎관절의 구동특성을 분석하기 위해 2가지의 관절 모델을 3차원 프린터를 이용하여 제작하였다. 제작된 관절모델을 이용하여 관절구동 시 압축력 실험을 수행하였고 형상의 차이에 따라 결과값의 차이가 발생하였다. 따라서 생체모방형 바이오리액터를 개발할 경우에는 형상정보의 차이에 대한 연구가 선행되어야 할 것으로 사료된다.

• 디지털융복합연구
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• 제13권2호
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• pp.215-225
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• 2015

본 연구는 무릎관절치환술의 효율적 재원일수 관리를 위해 퇴원손상심층조사 자료를 이용하여 무릎관절치환술에 대한 중증도 보정 재원일수 모형을 개발하고, 이를 기반으로 무릎관절치환술의 재원일수 변이요인을 파악하고자 하였다. 수집된 퇴원손상심층조사 자료 중 무릎관절치환술 환자 4,102명을 대상으로 동반상병 보정 방법 및 데이터마이닝 기법을 이용하여 무릎관절치환술 환자에 대한 중증도 보정 재원일수 모형을 개발한 결과 CCS 동반상병 보정 방법을 이용한 의사결정나무 모형이 가장 우수하였으며, 무릎관절치환술 환자의 재원일수에 영향을 미치는 요인은 관절염 동반유무, 성, 입원경로 등으로 나타났다. 개발된 중증도 보정 모형을 기반으로 무릎관절치환술 환자의 적정 재원일수와 실제 재원일수의 차이를 파악한 결과 진료비지불방법, 병상규모, 의료기관 소재지 모두 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 따라서 무릎관절치환술 환자의 재원일수 변이를 줄이고 효율적으로 관리하기 위해서는 과잉 진료에 대한 모니터링 등에 정책적 방안 마련이 필요하다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.63-68
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• 2019

무릎 과다 폄을 가진 대상자에게 비대칭적 선 자세와 같은 외부적 요소가 추가되게 되면 무릎 관절에 가해지는 체중 지지가 더 증가하게 되며, 무릎 뒤쪽 구조들의 과신장이 유발된다. 이는 무릎 과다 폄 변형을 증가시킬 뿐만 아니라, 앞 십자인대와 같은 무릎 주변 연부조직의 변형 및 손상을 유발하는 요인이 될 수 있다. 따라서, 비대칭적 선 자세가 무릎 관절의 위치와 하지 근육의 활성도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보는 것이 이 연구의 목적이다. 33명의 자발적 참여대상자들이 연구에 참여하였으며 총 60개의 다리에 대하여 무릎 과다 폄군, 정상군으로 나누어 하지근육의 근 활성도 및 무릎 폄 각도를 측정하였다. 비대칭적 선 자세 시, 무릎 관절 폄 각도와 장딴지근의 근 활성도 값은 정상군과 무릎 과다 폄 군 사이의 통계학적 유의한 차이가 나타났다. 결과를 토대로 비대칭적인 선 자세가 무릎의 과다 폄을 증가시키는 요인이 됨을 확인하였다. 따라서, 무릎 정렬에 이상을 가진 대상자들에게는 정상적인 정렬 회복과 함께 대칭적인 선 자세를 유지할 수 있도록 하는 치료적 중재 수립에 도움을 줄 것이며, 추후 엉덩관절과 발목관절의 영향을 포함한 조사연구가 필요하겠다.

• 농촌의학ㆍ지역보건
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• 제30권2호
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• pp.167-182
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• 2005

지역사회 주민들을 대상으로 무릎 골관절염 진단기준을 적용하여 무릎 골관절염의 유병률을 파악하고, 관련요인을 규명하기 위하여 2002년 9월부터 10월까지 무작위 집락표본추출에 의하여 경상북도 고령군의 5개리에 거주하는 조사 가능한 40세 이상 여성 258명 중 200명을 조사완료(77.5%)하여 분석하였다. 대상자의 일반적 특성과 질병 과거력, 가족력, 건강행위, 좌식생활 형태 및 일상생활 수행능력 등은 설문조사를 하였으며, 신체계측과 혈압, 혈당, 혈중 총 콜레스테롤, 골밀도를 측정하고 무릎 X-선 촬영을 하였다. 자료분석은 SPSS 10.0을 이용하여 빈도분석, 카이제곱검정, t-검정, 다중로지스틱회귀분석을 시행하였다. 골관절염 양성의 기준이 되는 Kellgren과 Lawrence 분류법에 의한 등급 2 이상(71%)과 설문조사에 의한 무릎 통증이 있는(67%) 기준을 충족시키는 무릎 골관절염 환자는 54%였다. 단변량 분석에서는 연령이 높아질수록 무릎 골관절염 유병률이 높았으며, 직업에 따라서는 농업이나 가내공업에 종사하는 군의 유병률이 58.9%로 기타 직업을 가진 군에 비하여 유의하게 높았다. 무릎 골관절염의 가족력과 무릎 외상 및 수술경험(p<0.01), 당뇨병(p<0.05)은 유병률과 유의한 관련성이 있었다. 신체활동도 점수는 무릎 골관절염 군이 정상군에 비하여 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 무릎 골관절염 이환 여부에 따른 좌식생활 기간을 비교해 보면 골관절염 군이 정상군에 비해 유의한 차이가 있었다. 혈당, 골밀도, 체질량지수는 골관절염군과 정상군 간에 유의한 차이가 있었다. 무릎 골관절염의 유병 여부를 종속변수로 한 다중로지스틱회귀분석에서는 연령이 높을수록, 농업이나 가내공업에 종사할수록, 관절외상 및 수술경험이 있는 경우에 혈당이 높을수록, 체질량지수가 높을수록 무릎 골관절염 유병률에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 골관절염 관리를 위한 자조운동과 체중조절, 통증관리를 위한 물리치료 등의 조절가능 인자에 대한 중재를 위한 자조교실과 같은 접근 가능한 자기관리와 골관절 운동프로그램을 확대하고 비닐하우스 작업시 자세에 대한 가이드라인 등의 제시가 필요하다고 생각한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권7호
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• pp.295-304
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• 2017

본 연구의 목적은 관절가동술과 탄력테이핑을 무릎 관절염 환자에게 적용하여 기립균형에 미치는 즉각적인 영향을 알아보고자 한다. 무릎 관절염 환자 30명은 테이핑군, 관절가동술군, 관절가동술과 탄력테이핑 융합 적용군으로 10명씩 나누어 무작위 배치되었다. 기립균형능력 평가는 발바닥 압력 측정기를 이용하였고, 눈 뜬 상태와 눈 감은 상태에서 자세 동요, 이동거리, 평균속도를 평가하였다. 중재 직후 세 군 모두 눈 감은 상태에서 자세 동요에 유의한 개선이 있었고, 융합 적용군은 이동거리, 평균속도에서도 유의한 개선을 보였다. 하지만 세 군간 기립균형 능력에서는 유의한 차이는 없었다. 관절가동술과 테이핑 모두 눈 감은 상태에서 기립균형에 효과적인 방법이었고, 두 중재방법을 융합했을 때 다양한 균형 변수에 효과적인 것을 확인할 수 있었다. 따라서 무릎 관절염 환자에게 두 중재방법을 융합하여 적용할 것을 권고한다.

• 생명과학회지
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• 제14권3호
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• pp.484-489
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• 2004

인공관절은 21세기 정형외과 발전의 주요변화들 중의 하나이다. 1997년이래 전 세계적으로 무릎인공관절(Total Knee Arthroplasty: TKA)을 사용하는 사람들이 해마다 약 600,000명씩 증가하고 있는 추세이고 미국에서만 인공관절을 사용하고 있는 사람들이 210,000명에 달하고 있으며 그 시장은 대략 $5 billion을 넘고 있다(7). 무릎인공관절은 일상생활에서 의자에 앉았다 일어날 때 계단을 올라 갈 때 등, 무릎의 근 모멘트가 적당한 활동을 해서 무릎관절 근육에 지레와 같은 작용을 하게 하고, 완전한 무릎으로 정상인의 무릎과 같은 기능을 오랫동안 유지하게 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 무릎인공관절 디자인 시 정상적인 무릎 회전축(normal knee's axes of rotation)들의 정확한 위치를 파악하는 것은 중요하다. 인공관절 수술 후 무릎관절의 신전과 굴곡 운동을 하는 동안 하나의 회전축(single-axes)을 가진 하나의 회전 반경(single-radius)을 알아보는 것은 여러 축(multi-axes)으로 움직이게 된다는 다축 회전반경(multi-radius)을 분석하기에 앞서 중요한 연구이다. 따라서 본 연구에 서는 무릎이 신전운동과 굴곡 운동 시 신전과 굴곡 모멘트를 만들어내는 대퇴 사두근(quadriceps muscle)과 무릎 오금근 (hamstring)의 역할을 알아보았고, 또한 모멘트와 대퇴 사두근의 iEMG 형태를 파악하였다. 본 연구를 수행하기 위해 무릎인공관절 수술을 받고 1년과 3년이 지난 정상적인 생활을 하는 피검자(1년2명, 3년2명)를 대상으로 Isometric 테스트를 위한 KIN-COM III을 사용하여 60$^\circ$, 30$^\circ$의 무릎굴곡 측정을 하였고, Isokinetic concentric 테스트를 위해서 무릎굴곡각도의 $10^\circ$-80$^\circ$까지 움직임을 측정하였다 또한 15$^\circ$-75$^\circ$까지의 신전운동(sit-to-stand movement)과 굴곡운동(stand-to-sit movement)을 실시하여 시간의 차이, 내전과 외전의 차이 그리고 iEMG의 차이를 알아보았다. 본 연구의 데이터는 여러 번의 실험을 통하여 가장 일반적인 수치를 사용하였다. 이 때 16-channel BTS TELEMG를 사용하여 대퇴사두근과 무릎오금근의 근육활동모양을 알아보았다. 본 연구결과는 시술 후 3년이 지나면서 TKR (Total Knee Replacement)의 대퇴 사두근 토큐가 약해지는 것으로 나타났고, iEMG 실험에서는 N-TKR (Non-Total Knee Replacement)의 대퇴 사두근이 TKR의 대퇴 사두근 보다 근 수축력이 더 크게 발휘되는 것으로 밝혀졌다. 단축회전반경의 굴곡과 신전의 $10^\circ$-80$^\circ$까지의 각 속도는 굴곡동작이 1.19s, 신전 동작이 1.68s로 나타났다. 굴곡과 신전동작에서 다리의 외전(abduction)의 각도변화는 굴곡 시 5.5$^\circ$, 신전 시 5.2$^\circ$로 나타났고, 내전(adduction)의 각도변화는 굴곡 시 7.2$^\circ$, 신전 시 6.1$^\circ$로 나타났다. 대퇴 사두근의 iEMG변화에서는 15$^\circ$-60$^\circ$까지 vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL), rectus femoris (RF) 모두 굴곡동작에서 큰 값으로 나타났고, 61$^\circ$-75$^\circ$사이에서는 신전동작에서 iEMG가 큰 값으로 나타났다. 이와 같은 결과들은 인공관절 수술자들의 다축회전 반경을 분석하기에 앞서 중요한 선행연구가 될 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.422-428
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• 2018

본 연구는 퇴행성 관절염으로 인해 무릎관절 전치환술을 실시한 환자를 대상으로 체간 안정화 운동이 무릎기능, 균형, 보행능력 향상에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 한다. 본 연구 대상자는 퇴행성 관절염으로 진단 받아 무릎관절 전치환술을 실시한 환자 24명을 선정하여, 무작위 배분으로 일반 물리치료를 실시한 대조군 12명, 체간 안정화 운동을 실시한 실험군 12명으로 구성하였다. 체간 안정화 운동은 선행 연구를 참고하여 구성한 3가지 운동을 총 4주간 실시하였다. 측정도구로는 무릎기능 측정은 무릎관절 주관적 기능 점수 척도를, 균형능력은 일어나 걷기 검사, 한발 서기 검사를 보행능력은 10미터 걷기 검사를 이용하였다. 통계학적 분석은 각 그룹 내 비교는 대응표본 t-검정, 각 그룹 간 비교는 독립표본 t-검정으로 분석하였다. 본 연구 결과 중재 후 실험군이 대조군에 비해 모든 측정 결과가 유의하게 향상되어 나타났다(p<.05). 이와 같은 결과를 바탕으로 무릎관절 전치환술 환자를 대상으로 무릎관절 치료와 함께 체간 안정화 운동을 실시한다면, 환자의 무릎기능, 균형, 보행에 좀 더 효과적이라고 판단된다.