Transcript Slides - Movement Research Lab

Seoul National University Movement Research Lab.
Seoul National University Bundang Hospital
2013. 1. 26
Jiwon Jeong
Intro (1/2)
 실험 동기
 Cerebral palsy 환자에게서 나타나는 crouch gait 현상이 단순히 신체적
특징 때문이 아니라 보다 안정적인 보행이 가능하기 때문이 아닐까?
 Crouch gait가 에너지 효율성은 떨어지지만 안정성은 높여주지 않을까?
 실험 목적 및 방법
 Crouch gait가 normal gait보다 안정적인지를 객관적으로 검증
 일반인 피험자를 대상으로 motion capture 진행
 무릎 각도(0도, 20도, 30도, 60도) 조정을 통해 normal/crouch gait 상황
만들고 보행 중 옆에서 미는 힘을 가한 후 피험자 반응을 분석
 외부에서 가해진 힘에 의해 지정된 경로에서 얼마나 벗어나는지 분석
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Intro (2/2)
 진행 경과
 총 29명, 626개 motion data 수집 완료
- Marker 미부착 1명 data 및 capture가 잘못된
2개 data 제외
 1차 분석 결과
 Crouch에 따른 안정성 차이에 대한 유의한
결과 얻지 못함
- 각 2회 실시한 data 평균, 덜 밀린 data,
3걸음 미만으로 밀린 data 등
 Gait cycle 중 미는 힘이 가해진 시점, 미는 힘에
대한 피험자의 반응 등 안정성에 영향을 줄 수
있는 요인들에 대한 상세 검토 필요
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[피험자별 밀린 거리]
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요인 상세 검토 (1/2)
 미는 힘이 가해진 타이밍에 따른 차이 (12/21 conference call 논의 내용)
 밀기 시작한 시점에 반대편(오른쪽) 발 위치에 따라 밀린 거리가 달라 질 수 있음
 오른쪽 발 끝이 지면에서 떨어지는 시점을 0, swing 후 발꿈치가 땅에 닿는 시점
을 100으로 하여 각 motion data 별로 타이밍을 계산
 이 외에도 미는 중간 시점, 밀기 끝날 때 시점에서의 타이밍 및 오른쪽 발의 위치
를 기준으로 한 타이밍 계산 완료
 밀기 시작한 시점의 영향이 더 클 것으로 예상되어 이를 기준으로 1차 분석
 Crouch 정도와 미는 힘이 가해진 타이밍을 요인으로 놓고 motion data 상에서 밀린
거리가 나타내는 경향성 분석
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요인 상세 검토 (2/2)
 미는 힘에 대한 피험자의 반응에 따른 차이
 크게 한발을 디뎌 균형을 잡은 방식, 여러 번의 짧은 스텝으로 균형을 잡은 방식,
균형을 잃고 여러 번 움직인 후 균형을 잡은 방식
Subject2 no1/8
Subject14 no13-1a
Subject9 no7-1
 피험자의 반응에 따라 motion data가 크게 차이가 나기 때문에 이를 기준으로
Motion data를 분리하여 밀린 거리가 나타내는 경향성 분석
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경향성 분석(1/5)
 피험자 반응에 따른 Motion data 분류
 미는 힘이 가해져 디딘 첫 번째 오른쪽 발 끝이 지면에서 떨어지기 전에 균형을
잡아 지정된 경로 쪽으로 돌아온 그룹과 그 이후에 균형을 잡은 그룹 2개로 분류
구분
Crouch 0
Crouch 20
Crouch 30
Crouch 60
계
첫 번째 발 떨어지기 전
30
30
29
26
115
첫 번째 발 떨어진 이후
28
28
29
32
117
 첫 번째 오른쪽 발이 지면에서 떨어지기 전에 돌아오지 못 한 경우를 보면 대부분
그 다음 왼쪽 발이 첫 번째 오른쪽 발 근처를 딛거나 오른쪽 발을 넘어가서 다리
가 X자로 교차되는 모습을 보이고 있는데 이는 균형을 잃었거나 균형을 잡는데
어려움을 겪는 상황으로 해석 가능
 이 경우 균형을 수월히 잡는 상황과는 작용하는 요인들(작용 근육, 힘 등)이 다를
것이므로 2가지를 따로 분류하여 각 그룹별로 분석하는 것이 타당할 것으로 판단
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경향성 분석(2/5)
Single-step
Group
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Multiple-step
Group
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경향성 분석(3/5)
 Single-step Group 분석
 밀린 거리와 밀린 타이밍을 기준으로 봤을 때 crouch gait가 normal gait보다
안정적으로 보임
 밀린 타이밍과 안정성(밀린 거리 기준) 사이에 상관 관계가 있는 것으로 보임
 밀린 힘과 안정성(밀린 거리 기준) 사이에 상관 관계가 있으며 crouch gait가
normal gait에 비해 상대적으로 적게 영향을 받는 것으로 보이는데 이는 crouch
gait가 외부 힘에 대해 보다 conservative하게 반응한다고 해석 가능
 통계적으로 유의한지에 대한 검증 필요
 상세 분석을 통해 해석 가능하며 유의미한 내용(가설) 추가 도출 필요
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경향성 분석(4/5)
 Single-step Group 통계 분석
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경향성 분석(5/5)
 Multiple-step Group 분석
 밀린 거리를 기준으로 봤을 때 crouch 정도에 따른 차이가 있다고 보기 어려움
(표준 편차가 Single-step Group에 비해 매우 큼)
 균형을 잡기 어렵거나 균형을 잃은 경우들인데 이 때는 다시 균형을 잡는 메커니
즘에 따른 영향이 있기 때문에 단순히 밀린 거리로 안정성을 이야기하기 어려움
(Case by case로 차이가 크게 날 확률이 높음)
 Multiple-step 분석을 위해 안정성을 표현할 수 있는 지표 도출 필요
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Discussion
 Outlier 처리를 어떻게 할 것인가…
 비정상적이라고 판단 가능한 motion data 존재하며 이 경우 대부분 밀린 거리가
상당히 크게 나타나 표준 편차가 커지는데 영향을 미치는 것으로 판단됨
 밀린 힘 계산 보완
 기존 밀린 힘 계산은 x축 수평 방향(미는 방향)의 성분에 대한 ∆𝑣로만 계산
 밀리면서 피험자의 몸이 회전하기도 하므로 이에 대한 내용 적용 검토
 Single-step Group 통계 분석 실시 (도출된 가설들에 대한 검증)
 Multiple-step Group 분석을 위한 지표 도출
 Paper Writing 및 기타 준비 (Reference papers, Figures 등)
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