족부 진단용 3차원 움직임 측정을 위한 무선 이동형 시스템 개발

Abstract

본 연구에서는 보행 시 발의 3차원 움직임에 대한 보다 정확한 동작 각도를 측정하고, 기존의 마커 방식에 의한 유선 동작 분석 시스템의 불편함을 해결하기 위해서 양상에 실제 사용 가능한 족부 진단용 우선 이동형 시스템을 개발하였다. 시스템의 주요 모듈은 3축 가속도계와 3축 자이로계로 이루어진 관성 측정 장치와 블루투스 전송 모듈로 구성되었다. 피험자는 전주 소아과 족부 임상 전문의에게 평발과 아킬레스건염을 진단 받은 소아과 환자 5명의 10족 에 대한 측정을 하였으며, 족부 전문의의 이학적 소견과 대비하여 개발 시스템에서 측정한 값과 근전도 데이터를 바탕으로 그 타당성을 평가하였다. 발목의 ROM은 외측 복사뼈에서 측정된 최대 피크와 최소 피크의 차이로 측정하였고, 이 값에 근거하여 평발이 심할수록 외번의 비율이 상대적으로 높아짐을 보였다. 근전도 측정 결과 내번근으로 작용하는 전경골근의 보상 작용으로 인해 전경골근의 근 활성도가 높게 측정되었고, 아킬레스건염에 의해 족배굴곡이 제한됨으로 인해 족저굴곡근으로 작용하는 비복근의 근 활성도가 높아짐을 보임으로서 족부 질환에 따르는 발의 비정상적인 움직임과 특정 근육의 활성 사이에 상관성이 있음을 확인 하였다. In this research, a wireless movable systems is introduced that is applicable for real-world clinical examination in order to resolve the inconvenience of wired motion analysis system which uses markers by measuring more accurately the angle of the 3D motion. The system is composed of bluetooth data transmission and 6 DOF inertial measurement system that is composed of 3-axis acceleration and 3-axis gyroscope. The samples were collected from 10 feet of 5 young children who were confirmed as patients having flat feet and achilles tendonitis by podiatric expert in pediatrics, and the validity of the system was evaluated by comparison with the opinion by the expert using the EMG data and the data measured by the developed system. ROM of ankle was measured by the difference between the maximum and the minimum peaks of 3-axis values (pitch, roll and yaw) measured at lateral malleolus bone, and based on this measured value, the eversion rate became relatively higher as flat feet state become worse, which is equivalent to the opinion from the podiatric experts. It was shown that there is a relation between the certain muscle activities and the abnormal motion of foot caused by disease.