• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3658-3665
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• 2010

최근 고령화 사회로의 진입 및 장애 인구의 증가로 인해, 인간의 복지를 위한 자동화 시스템에 대한 수요가 늘고 있다. 특히 재활 자동화와 관련한 로봇 시스템은 환자 본인 및 치료 보조자에 대한 수고를 덜어주면서도 기존의 전통적인 재활효과에 상응하는 성과를 얻을 수 있을 것으로 기대되고 있다. 본 연구는 하지 근력이 약화된 사용자들의 신체 자중을 보상해줌과 동시에 정상인과 같은 패턴의 보행 훈련을 수행할 수 있는 모바일형 보행 재활 시스템을 제안하고자 한다. 특히, 자중보상 시스템은 신체의 자세 변화 특징을 반영하여, 기구학적인 분석을 통해 구현하였으며 보행 가이드를 위한 제어 알고리즘과 더불어 메인 컨트롤 시스템이 내장된 모바일 플랫폼에 통합 적용되었다. 이러한 모바일 플랫폼은 사용자의 보행 속도의지를 반영하는 UCS(User Command System)와 플랫폼 자체에 내장된 자율주행 알고리즘의 병합되어 운용되도록 고안되었으며, 본 논문에서는 보행 훈련시의 BWS(Body Weight Support)의 효과에 대한 검증에 집중하고자 한다. 이를 위해 인체의 근전도 신호를 측정할 수 있는 EMG(Electromyography) 센서를 활용하여, BWS 및 모바일로봇을 활용한 자중 보상 시의 피험자의 하지 근력 패턴을 측정 및 분석하여, 정상 보행자와의 차이점을 비교함으로서 본 연구의 타당성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.3834-3842
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• 2011

본 연구에서는 선천적으로 관절 느슨함과 낮은 근 장력을 갖고 있는 다운증후군아동 보행의 운동학적 특성을 알아보고자 한다. 특히 자료수집의 편리성과 재현성이 높고, 유용한 보행훈련도구로서 그 사용이 증가되는 추세인 트레드밀에서 보행을 실시하였다. 다른 중복장애가 없는 다운증후군 남자아동 10명을 대상으로 적외선카메라로 3차원 보행 자료를 수집하여 시공간적 변인과 운동학적 변인을 산출하여 이들의 보행특성을 분석하였다. 그 결과, 다운증후군아동들은 선천적인 근골격계 특성으로 인한 보행불안정성을 극복하기 위해 엉덩, 무릎, 발목관절 모두를 구부리고 걷는 구부정 걸음(crouch gait)형태를 보였으며, 모든 다리관절의 신전을 작게 하여 결과적으로 추진력이 자제하였다. 이는 더 크게 신체를 추진할수록 발뒤꿈치 착지 시에 체중수용의 부담이 증가하기 때문인 것으로 판단된다. 이 연구 결과는 다운증후군의 관절불안정성을 개선하기 위해 효과적인 근 골격계 강화훈련 프로그램을 마련하는데 유용한 자료를 제공할 것으로 기대되며, 다운증후군뿐만 아니라 선천적 또는 후천적 근골격계 장애를 개선하거나 극복할 수 있는 운동프로그램 개발에도 참고 자료가 될 것으로 예상된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.84-95
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• 1988

이 논문에서는 Predtecheuskii와 Milinski에 의해 개발된 보행자 이동을 대비한 설계방법에 대하여 검토하고, 고층사무소 건물에서의 실제 피난훈련에 대하여 기술에서의 실제 피난훈련에 대하여 기술하면서 고충건물에서의 계단을 중심으로 한 출구의 모델을 제공한다. 또한 이 논문은 예측되는 피난 수단과 그것에 대한 규제의 필요성을 간략하게 비교하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.181-189
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• 2015

동력의족은 하지 절단 환자나 다리근력이 부족한 사람들의 보행 보조를 위해 사용된다. 동력의족의 자연스러운 구동을 위해 선 보행단계가 잘 분류되어야 한다. 물리센서를 이용하여 보행단계를 분류하는 기존 연구는 동력의족이 사전에 훈련된 보행속도로만 재현되는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 물리센서를 사용하지 않고, 근전도 신호만을 이용하여 오르막, 내리막 계단보행을 각각 4단계로 분류하는 방법을 제안한다. 근전도 신호를 RMS, VAR, MAV, SSC, ZC, WAMP 특징으로 산출하여 LDA(Linear Discriminant Analysis) 분류기를 통해 보행단계를 인식한다. 훈련 단계에서는 AHRS센서를 이용하여 무릎각도 변화에 따른 보행단계 범위를 생성한다. 실험 결과, 선행 연구의 경우 오르막 보행에서 평균 58.5%, 내리막 보행에서 35.3%의 정확도를 보인다. 반면, 제안하는 방법은 오르막 보행에서 평균 85.6%, 내리막 보행에서 69.5%의 인식률을 보인다. 또한, 본 연구를 통해 개별 근육 별 보행단계 평균 인식률을 분석하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.444-451
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• 2013

본 연구의 목적은 노인과 정상 성인의 보행경로 너비에 따른 보행 시, 시 공간적 보행 변수의 변화를 알아보기 위함이다. 연구의 대상자는 낙상의 경험이 없는 건강한 노인 20명과 20대 성인 18명으로 하였으며, 3가지 다른 너비의 보행경로(평상시 보행(usual walking), 좁은 너비 보행(narrow base walking), 한줄 보행(centerline-guided walking)에서 보행을 실시하였다. 평상시 보행은 보행경로에 제한을 두지 않았고, 좁은 너비 보행은 각 대상자의 양측 ASIS 사이의 거리를 1/2로 나눈 너비를 보행경로로 설정하였으며, 한줄 보행은 보행경로 중앙에 한 줄을 표시하여 보행을 실시하였다. 보행을 실시하는 동안, GAITRite system을 이용하여 시 공간적 보행 변수의 변화를 비교 분석하였다. 보행경로 너비에 따른 시 공간적 보행 변수 비교에서 20대 성인은 모든 변수에서 유의한 차이를 나타내지 않았으나, 노인의 경우 보행속도, 분속수, 양 뒤꿈치 사이 기저면, 기능적 보행지수가 통계적으로 유의하게 감소하였다(p<.05). 본 연구의 결과를 통해 노인은 20대 성인에 비해 보행경로의 너비가 좁아질수록 낙상에 대한 두려움으로 인해 보행변수에 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 노인의 낙상 예방 훈련을 위한 적절한 보행너비에 대한 이론적 근거를 제시할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.68-71
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• 2012

이 연구는 시각적 되먹임을 이용한 3차원 운동이 뇌졸중 환자의 균형과 보행에 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다. 11명의 뇌졸중 환자를 대상으로 3D 시각적 운동을 이용한 균형 훈련을 실시하였고, 11명은 고전적인 균형훈련을 실시하였다. 운동은 주5회 6주 동안 이루어졌다. Berg Balance 척도를 통해 균형정도를 측정하였다. 3D 시각적 운동을 이용한 그룹에서 균형 정도가 더 많이 향상되었다. 따라서, 3D 시각적 운동은 뇌졸중환자의 균형훈련에 유용한 방법이라고 할 수 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.259-266
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• 2015

본 연구는 비만인의 보행과 관련된 근거자료를 제시하고 근골격계 질환 예방을 위한 임상적 자료로 활용하고자 시행하였다. 신체 건강한 여대생 40명을 정상체중집단(20명), 비만집단(20명)으로 분류하여 보행패턴(smartstep), 균형지수(biodex balance SD), 근활성도(surface EMG)를 정량적으로 측정하여 비교하였다. 연구결과, 정상체중집단에 비해 비만집단의 경우 체중으로 인한 압력과 부하를 이겨내고, 체중 증가로 인한 신체 불균형 상태에서 발목관절 움직임을 증가시켜 보행함으로써 발목 움직임에 작용하는 근육의 활성도가 더 높아짐을 알 수 있었다. 따라서 비만인의 하지 근골격계 질환예방을 위해서는 하지 근육의 근력강화 및 지속적인 균형훈련과 보행 훈련이 필요할 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.247-253
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• 2012

본 연구는 시각흐름 속도에 따른 가상현실 프로그램이 뇌졸중 환자의 보행에 미치는 영향을 알아보고자 시행하였다. 연구 대상자는 서울시 소재 M재활전문병원에 입원 중인 뇌졸중 환자 중 무작위로 31명을 선정하였고 대상자는 가상현실 프로그램에 몰입하여 보행분석기 위에서 보행을 실시하였으며 가상현실 프로그램의 4가지 조건은 정상 보행과 0.25배, 1배, 2배의 시각흐름 속도변환 가상현실 프로그램으로 구성되었다. 중재동안 보행분석은 GaitRite보행분석시스템을 이용하여 보행 속도, 분속수, 활보장, 보장, 단하지지지 시간, 양하지지지 시간을 측정하였다. 그 결과 0.25배의 느린 시각흐름 가상현실 프로그램에서 연구 대상자는 보행속도, 분속수, 환측 활보장, 건측 활보장, 환측 보장, 건측 활보장이 통계적으로 유의하게 감소하였고(p<.05), 환측 단하지지지시간, 건측 단하지지지시간, 환측 양하 지지지시간, 건측 양하지지지시간이 통계적으로 유의하게 증가하였다(p<.05). 또한 2배의 빠른 시각흐름 가상현실 프로그램에서 연구 대상자는 보행속도, 분속수, 환측 활보장, 건측 활보장, 환측 보장, 건측 활보장, 환측 단하지지지시간이 유의하게 증가하였고(p<.05), 건측 단하지지지시간, 환측 양하지지지시간, 건측 양하지지지시간이 유의하게 감소하였다(p<.05). 따라서 가상현실 보행 프로그램의 적용 속도에 따라서 뇌졸중 환자의 보행 능력이 유의하게 차이를 나타낸다는 것을 알았다. 그러므로 뇌졸중 환자의 운동 프로그램을 계획할 때 보행 훈련 프로그램을 증가시킬 수 있는 다양한 훈련 프로그램이 요구된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.2199-2205
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• 2012

본 논문은 속도변화에 따른 후방보행 훈련이 하지의 넙다리 근육에 미치는 영향을 알아보기 위한 것으로 30명의 대상자를 무작위로 세 집단; 실험군I(전방보행 5km/h: 10명), 실험군II(후방보행 5km/h: 10명), 실험군III(후방보행 2.5km/h: 10명)으로 나누어 실험하였다. 실험은 4주간 주 4회 30분씩 실시하였으며 실험 전과 실험 4주 후에 각 실험군의 넙다리곧은근의 활성도와 넙다리네갈래근의 근력을 측정하였다. 연구의 결과 넙다리곧은근의 활성도는 전방 보행 군보다 후방보행 군에서 더 의미 있는 변화를 보였으며 실험군III보다 실험군II에서 더 의미 있는 변화를 나타냈다. 넙다리네갈래근의 근력 또한 전방보행 군보다 후방보행 군에서 더 의미 있는 변화를 보였으며 실험군III보다 실험군II에서 더 의미 있는 변화를 나타냈다. 이상의 결과에 따라 후방보행이 전방보행에 비해 넙다리 근육의 근 활성도와 근력에 보다 효과적이라고 할 수 있으며 초기 재활에서 느린 속도의 후방보행이 효과적으로 활용될 수 있음을 알 수 있다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제7권4호
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• pp.39-46
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• 2000

본 연구는 강직성 편측 뇌성마비 환자의 보행 기시(gait initiation)의 특성을 파악하고, 동적 단하지 보조기(dynamic ankle foot orthosis : DAFO)가 이런 환자들의 보행 기시에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시하였다. 연구대상자는 19세 선천성 강직성 우측 뇌성마비를 가진 여자 대학생이었다. 연구대상자는 4개의 다른 보행 기시 조건에서 각 조건당 7회의 보행 기시를 하였는데, 각각의 보행 기시 조건은: 1) 보조기 없이 좌측 하지로 보행 기시; 2) 우측 하지 보조기 착용 상태에서 좌측하지로 보행 기시; 3) 보조기 없이 우측 하지로 보행 기시; 4) 우측 하지 보조기 착용 상태에서 우측 하지로 보행 기시였다. 두개의 힘 판(force plate) 위에서 본인이 선택한 가장 편안한 방법과 속도로 2 m를 걷도록 하였다. 연구대상자가 보행 기시를 하는 동안 양쪽 가자미근과 앞정강근에 부착된 4개의 표면 전극으로부터 근 전도 신호와 보행 기시를 하는 연구 대상의 양 발 아래 놓인 두개의 힘 판의 자료를 분석하여 체중(body weight : BW)으로 정량화 하였다. 실험결과는 각 조건마다 7회 실시된 측정값들의 평균을 이용하였다. 본 사전연구의 결과는 다음과 같다. 1. 보행 기시 전 양다리로 선 상태에서 환측보다 건측으로 많은 체중지지를 하였으나(환측 42.57%BW, 건측 58.03%BW) 보조기의 착용이 환측으로의 체중지지를 향상시켰다(환측 44.46%BW, 건측 55.54%BW). 2. 보행 기시 중 가자미근과 앞정강근의 동시수축(coactivation)이 계속되었는데 이러한 양상은 보조기의 착용 유무에 따라 크게 달라지지 않았다. 3. 힘 판에서 들어온 지면 반발력(ground reaction force)의 수직 분력(vertical element, Fz)과 전후 분력(anterior-posterior element, Fx)을 분석한 결과, 건측 다리로 보행 기시를 할 때 보조기 착용은 가속을 촉진시켜 역학적으로 유리하였다. 이상의 연구 결과는 보조기의 착용이 건측 다리로 보행 기시를 할 때 미치는 신경학적, 역학적 장점들에 대한 구체적 연구의 필요성 및 근거를 제시하고, 환자들의 보행훈련 접근에 보다 효율적인 보행방법을 소개하는데 이용될 수 있다.