Pressure distributions of the soft tissue are valuable for understanding and diagnosing the disease characteristics due to the mechanical loading. Our system measures dynamic pressure distributions in real-time under the general PC environment, and analyzes various foot disorders. Main features of the developed system are as follows: (1) With the resistive pressure sensor matrix of 40${\times}$40 cells, the data is sent to the PC with the maximum sampling rate of 40 frames/sec. (2) For each frame, contact area, pressure and force are analyzed by graphic forms. Thus, various biomechanical parameters are easily determined at specific areas of interests. (3) A certain stance phase can be chosen for the analysis from the continuous walking, and the detailed biomechanical analysis can be done according to an arbitrary line dividing anterior/posterior or medial/lateral plantar areas. (4) The center of pressure (COP) is calculated and traced from the pressure distribution data, and thus the movement of the COP is monitored in detail. A few experiments revealed that our system successfully measured the dynamic plantar distribution during normal walking.
족저부의 압력 분포를 해석하기 위하여 인체에 근접한 족부 상세 해석용 모델을 개발하였다. 이 상세 해석용 모델은 족부의 단층촬영 영상(CT scan image)으로부터 밀도 차이에 따라서 골격부와 피부 및 피하조직을 각각 3D CAD 모델로 변환한 후에 결합하여 구성하였며, 근육과 뼈, 피부 모두를 반영한 3D 족부 유한요소해석 모델로 개발하였다. 개발된 3D 족부 유한요소모델에 대하여 NASTRAN의 접촉해석을 수행하여 족저압의 분포를 계산하였으며, 이러한 결과는 균일분포압력을 작용시키는 당뇨병 환자용 신발 설계의 기초 자료로 활용될 수 있다.
본 논문은 걸음걸이 분석 기반의 특징 추출과 NEWFM(Neural Network with Weighted Fuzzy Membership Functions)을 이용하여 건강한 사람의 족압(foot pressure)과 파킨슨병 환자의 족압으로부터 건강한 사람과 파킨슨병 환자를 분류하는 방안을 제시하고 있다. NEWFM에서 사용할 입력을 추출하기 위해서 첫 번째 단계에서는 PhysioBank에서 제공하는 족압 데이터와 시간에 따른 족압의 변화를 이용하여 각각 4개의 특징을 추출하였다. 두 번째 단계에서는 웨이블릿 변환(wavelet transform, WT)을 이용하여 이전 단계에서 추출한 8개의 특징으로부터 웨이블릿 계수를 추출하였다. 마지막 단계에서는 추출된 웨이블릿 계수들을 이용하여 통계적 기법인 주파수 분포와 주파수 변동량을 이용하여 40개의 입력을 추출하였다. NEWFM은 족압 데이터로부터 8개의 특징을 추출하여 건강한 사람과 파킨슨병 환자를 분류하였을 때 왼쪽 족압과 오른쪽 족압의 차를 이용한 특징과 시간에 따른 족압의 변화에 대한 차를 이용한 특징의 경우에 높은 정확도(accuracy)가 나타났다. 이러한 결과를 통하여 걸음걸이에 있어서 질질 끄는 특징을 보이는 파킨슨병 환자의 양쪽 족압의 차가 건강한 사람의 양쪽 족압의 차보다는 상대적으로 적다는 특징을 본 실험을 통해 확인할 수 있었다.
The Work-Related Musculoskeletal Disorders (WMSDs) can be occurred by various factors such as repetition, forceful exertions and awkward postures. Especially, occurrences of the WMSDs on the waist and lower limb are reported in workplaces, demanded standing postures for a long time, in service and manufacturing industry. The static and standing postures without movement for a long time increase work loads to the lower limb and the waist. Accordingly, anti-fatigue mat or anti-fatigue insole is used as a preventing device of the WMSDs. However anti-fatigue mats are limited in space and movement. In this study, multi-elastic insoles are designed and shown the effects of the workload reduction for a long time under the standing work. The foot pressures and EMG (Electromyography) are measured at 0 hour and after 2 hours by 6 health students in their twenties. The 6 prototype insoles are designed with three elastic (Low, Medium and High). These insoles are compared with no insole (insole type 7) as control group. The EMG measurement was conducted to waist (erector spinae muscle), thigh (vastus lateralis muscle) and calf (gastrocnemius muscle). The foot pressure is analyzed by mean pressure value and the EMG analysis is investigated through MF (Median Frequency), MPF (Mean Power Frequency) and ZCR (Zero Crossing Rate). The results of the foot pressure show that the multi-elastic insoles had smaller foot pressure value than that of no-insole. Moreover, Insole 2 and Insole 3 have the smallest increasing rate in foot pressure. The EMG results show that the multi-elastic insoles had smaller EMG shift value than that of no-insole in 2 hour, and then shift value shows the smallest value in Insole 2. Therefore, this study presents that the multi-elastic insoles have reducing effects of the work load for a long time standing work in both side of foot pressure and EMG.
뇌졸중 질환은 전세계적으로 가장 중요한 사망원인 중 하나이며, 특히 고령자에게 장애의 원인이 되는 가장 중요한 질환이다. 뇌졸중 질환이 발생하면 사망 또는 심각한 장애를 유발하기 때문에, 적극적인 일차 예방과 전조증상의 빠른 발견이 매우 중요하다. 특히, 일상생활에서의 뇌졸중 전조증상 발병을 감지 및 정확히 예측하여 전문가의 신속한 진단을 유도할 수 있어야 한다. 최근까지의 연구에서는 뇌졸중 환자의 전조증상을 예측하는 방법론으로 CT(Computed Tomography)나 MRI(Magnetic Resonance Imaging)와 같은 영상 분석이 대부분이었으나, 이러한 접근에는 오랜 검사 시간과 높은 검사 비용 등에 대한 한계점을 가지고 있다. 본 논문에서는 고령자의 뇌졸중 질환 발병이 보행 시 족압(Foot Pressure)에 어떤 영향을 미치는지 임상 데이터를 이용해 실험하였다. 실험 결과, 보행 중에 뇌졸중 고령자와 일반 고령자 간에 12개의 셀에서 * p < .05 인 유의미한 차가 있음을 분석 및 검증하였다. 결과적으로 고령의 뇌졸중 환자와 일반 고령자의 일상생활의 보행 패턴에 유의미한 차이를 발견했다는 것에 그 의미가 크다고 할 수 있다.
It bas been hypothesized that foot ulceration might be internally initiated. Current instruments which merely allow superficial estimate of plantar loading acting on the foot, severely limit the scope of many biomechanical/clinical studies on this issue. Recent studies have suggested that peak plantar pressure may be only 65% specific for the development of ulceration. These limitations are at least partially due to surface pressures not being representative of the complex mechanical stress developed inside the subcutaneous plantar soft-tissue, which are potentially more relevant for tissue breakdown. This study established a three-dimensional and nonlinear finite element model of a human foot complex with comprehensive skeletal and soft-tissue components capable of predicting both the external and internal stresses and deformations of the foot. The model was validated by experimental data of subject-specific plantar foot pressure measures. The stress analysis indicated the internal stresses doses were site-dependent and the observation found a change between 1.5 to 4.5 times the external stresses on the foot plantar surface. The results yielded insights into the internal loading conditions of the plantar soft-tissue, which is important in enhancing our knowledge on the causes of foot ulceration and related stress-induced tissue breakdown in diabetic foot.
The mailman's shoes should be designed in due consideration of occupational features they spend most of times to walk. For that reason, the shoes required functions to reduce the foot fatigue and to protect body by dispersing the body weight to the whole foot. In this research, for the functional improvement of the insole, insoles are investigated and analyzed by biomechanics experimentation. Under the base of these experimental results, we develop insoles that can reduce the body load and muscular-skeletal disorder. The pressures are concentrated on the metatarsus and heel by the result of analyzing pressure distributions of the using shoes. Accordingly, we offer the prototype functional insole that is ranked from high pressure to low pressure on the base of a shock absorb function. This prototype functional insole is examined for statistical significance by pressure distribution areas. The experimental results show that pressure areas are dispersed to whole foot, for this reason, pressures of the metatarsus and heel are reduced. Results of this research can not only improve the function of insoles which is suitable for occupational features, but also be a base on constructing data bases for biomechanics gait insoles.
단층촬영 영상정보를 이용하여 근육, 연부조직 및 골 구조 등을 포함한 발의 상세한 유한요소해석모델을 개발하여 보행과정을 모사하였고, 발과 직접 접촉하는 신발밑창 형상의 고려 여부에 따른 보행 중의 발바닥 압력의 변화를 비선형 접촉해석으로 계산하였다. 해석결과 직립 정지상태나 보행 중에는 공통으로 뒤꿈치가 지면에 닿을 때 압력집중이 가장 높았으며, 편평한 밑창보다 발바닥 곡면과 같은 밑창을 사용한 보행해석에서 뒤꿈치의 압력집중이 덜하고 접촉면이 더 넓었다. 이러한 보행모델 및 해석은 발바닥의 압력집중에 취약한 당뇨병 환자 전용 의료보조신발(압력을 넓게 분포시켜 집중의 강도를 낮출 수 있는) 개발의 수단으로 활용될 수 있음을 보였다.
In this study, weight carrying pattern analysis and comparison method of four foot region were suggested. We used three types of club(driver, iron7, pitching wedge). This analysis method can compare between top class golfer and beginner. And the comparison data can be used to correct the swing pose of trainee. If motion analysis system, which can measure the swing speed and instantaneous acceleration at the point of hitting a ball, is combined with this plantar foot force analysis method, new design development of golf shoes to increase comfort and ball flight distance will be available. 1. Regional change of force acting, in address, is evenly distributed on both feet. In back swing top, 76% on right foot, 75% on left foot as impact, and 86% on left foot as finish. As regional force acting, in address, pros get high marks on rare and inside of right foot and rare and outside for amateurs. In back swing top, it is higher as fore and inside of left foot, pros as rare part of right foot and amateurs as forefoot. In impact, it is higher for pros and amateurs in outside and rare part of left foot and fore and inside of right foot. In finish, for both pros and amateurs, it is higher for outside and rare parts of left foot. 2. For each club, forces are evenly distributed on both feet in address. In back swing top, the shorter a club is, the higher impact on right foot and the higher finish distribution on left foot. For all the clubs used, in each region, pros get higher on rare and inside of right foot and as amateurs on rare and outside of left foot in address. In back swing top, for all clubs, pros get higher on rare and outside of right foot as fore and outside for amateurs. In impact acting, for all clubs, rare and outside of left foot get higher. In finish, force concentrates on rarefoot. 3. On both feet force, right foot forces of amateurs is higher than those of pros in back swing top. In impact and finish, pros get higher on left foot.
Existing footwear biomechanics studies rely on simplified kinetics and kinematics, plantar pressure and muscle electromyography measurements. Because of the complexity of foot-shoe interface and individualized subject response with different footwear, consistent results regarding the biomechanical performance of footwear or footwear components can yet be achieved. The computational approach can be an efficient and economic alternative to study the biomechanical interactions of foot and footwear. Continuous advancement in numerical techniques as well as computer technology has made the finite element method a versatile and successful tool for biomechanics researchdue to its capability of modelling irregular geometrical structures, complex material properties, and complicated loading and boundary conditions. Finite element analysis offers asystematic and economic alternative in search of more in-depth biomechanical information such as the internal stress and strain distributions of foot and footwear structures. In this paper, the current establishments and applications of the computational approach for footwear design and evaluation are reviewed.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.