Crouch Gait Experiments Analysis 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 Movement Research Lab. SNU

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 [피험자별 밀린 거리] Movement Research Lab. SNU

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 시점을 100으로 하여 각 motion data 별로 타이밍을 계산 이 외에도 미는 중간 시점, 밀기 끝날 때 시점에서의 타이밍 및 오른쪽 발의 위치를 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 Movement Research Lab. SNU

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  피험자의 반응에 따라 motion data가 크게 차이가 나기 때문에 이를 기준으로 Motion data를 분리하여 밀린 거리가 나타내는 경향성 분석 Subject2 no1/8 Subject14 no13-1a Subject9 no7-1 Movement Research Lab. SNU

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 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 다리가 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 구분 Crouch 0 Crouch 20 Crouch 30 Crouch 60 계 첫 번째 발 떨어지기 전 30 29 26 115 첫 번째 발 떨어진 이후 28 32 117 Movement Research Lab. SNU

경향성 분석(2/5) Single-step Group Multiple-step Group Movement Research Lab. SNU

경향성 분석(3/5) Single-step Group 분석  통계적으로 유의한지에 대한 검증 필요 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 Movement Research Lab. SNU

경향성 분석(4/5) Single-step Group 통계 분석 Movement Research Lab. SNU

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 메커니즘에 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 Movement Research Lab. SNU

Discussion Outlier 처리를 어떻게 할 것인가… 밀린 힘 계산 보완 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) Movement Research Lab. SNU

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