이전 성인의 노르딕 워킹 보행의 평가와 자세에 대한 적절한 모션 캡처 기술을 실증

이 실험의 전반적인 목표는 Nordic Walking Poles가 특히 노인의 보행 패턴과 자세 정렬에 미치는 영향을 확인하는 것입니다. 이 방법은 노인의 보행과 자세를 개선하는 데 북극 보행을 어떻게 사용할 수 있는지와 같은 생체 역학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그리고 그러한 보행 및 자세 변수를 평가하는 최적의 방법은 무엇입니까?

이 기술의 주요 장점은 노르딕 워킹과 관련된 보행과 자세를 평가하는 두 가지 효율적인 방법을 보여준다는 것입니다. 이 기술의 의미는 치료 환경으로 확장될 수 있습니다. 특히 노르딕 폴을 사용하면 다양한 보행과 컨디션에 도움이 될 수 있습니다.

이 절차를 시연하는 사람은 제 대학원생 중 한 명인 Zach Bonsegen입니다. 시작하려면 각 참가자에게 막대기 세트를 제공하고 높이 서도록 지시합니다. 그런 다음 참가자가 기둥 끝을 발가락 앞에 놓고 팔꿈치를 몸 옆에 놓게 합니다.

참가자들에게 팔꿈치가 몸 옆에서 약 90도 각도를 형성할 때까지 폴을 늘리도록 지시하고 조정이 참가자 신체 높이의 약 65%에 해당하는지 확인합니다. 그런 다음 기둥을 단단히 조이고 부츠 끝을 뒤로 기울입니다. 손목 스트랩을 고정하기 전에 참가자가 폴을 등 뒤로 놓고 당당하게 서 있도록 하여 올바른 신체 자세를 지시합니다.

또한 참가자들에게 가슴을 높게 들고 어깨를 편안하게 하고 서도록 요청합니다. 그런 다음 각 참가자가 손목 스트랩을 고정하고 폴 끝을 뒤에 놓고 옆구리에서 팔의 힘을 풀도록 합니다. 손을 벌린 채로, 피험자에게 약 100미터를 팔을 최소한으로 휘두르면서 걷기 시작하도록 지시한다.

손을 벌리고 기둥을 뒤로 드래그하면서 참가자에게 더 빠르고 더 큰 팔 움직임으로 걷기 시작하도록 지시합니다. 그런 다음, 참가자들에게 누군가와 악수하려는 것처럼 손을 들어 올리는 모습을 시각화하도록 요청합니다. 마지막으로 팔이 앞으로 휘두르면서 참가자가 손잡이를 부드럽게 잡고 지면에 힘을 가하도록 합니다.

팔을 휘두를 때마다 개인에게 기둥을 지면에서 약간 들어 올리고 다음 보폭을 맞출 때마다 단단히 고정하도록 지시합니다. 기둥의 끝은 발 정중선과 정렬되어야 합니다. 이 프로토콜과의 일관성을 보장하기 위해서는 기술을 배우고 이해하는 것이 중요합니다.

이를 위해 지침을 4개의 간결한 문장으로 나누어 작업을 단순화하고 모든 참가자가 최적의 성과를 낼 수 있도록 했습니다. 각 참가자의 인체 측정 측정값을 수집하여 데이터 수집을 시작합니다. 줄자를 사용하여 각 다리의 길이를 전방 상장골 척추에서 내측 상추 중심까지의 거리로 측정하는 것으로 시작합니다.

그런 다음 골간 거리(interosseous distance)로 알려진 왼쪽과 오른쪽 골 사이의 거리와 어깨 오프셋을 측정합니다. 캘리퍼를 사용하여 각 관절의 뼈 돌출부 사이의 거리를 찾아 각 관절의 너비를 측정합니다. 무릎 너비, 발목 너비, 팔꿈치 너비, 손목 너비를 측정하고 손 두께도 측정하려면 이 작업을 수행하십시오.

마지막으로, 표준 체중계를 사용하여 참가자의 체중을 측정하고 줄자를 사용하여 참가자의 키를 측정합니다. 장기간에 걸친 보행 패턴과 자세 정렬을 평가하려면 6분 보행 테스트 동안 데이터 수집을 위해 가속도계 시스템을 사용하십시오. 가속도계 시스템이 각 특정 신체 세그먼트의 가속도와 각속도를 모두 측정하기 위해 각 센서에 가속도계와 자이로스코프가 통합된 최소 6개의 센서로 구성되어 있는지 확인하십시오.

참가자에게 배치하기 전에 모든 센서가 시스템의 도킹 스테이션에 단단히 도킹되어 있는지 확인하여 동기화하고 시스템을 보정합니다. 다음으로, 조절 가능한 후크 및 루프 스트랩을 사용하여 센서를 손목 후방, 발목 앞쪽, 요추의 L5 척추 및 흉골 상단의 몸통에 부착합니다. 샘플링 속도를 최소 100Hz로 설정합니다.

그런 다음 참가자에게 6분 걷기 테스트를 두 번 수행하도록 요청하는데, 하나는 기둥이 있는 테스트이고 다른 하나는 기둥이 없는 테스트입니다. 순서 효과를 제어하기 위해 두 시행을 무작위로 할당합니다. 참가자에게 25미터 산책로를 6분 동안 자신이 선택한 속도로 앞뒤로 걸으라고 지시합니다.

참가자가 시작하기 전에 시작을 클릭하여 가속도계 시스템으로 데이터 수집을 시작해야 합니다. 6분 보행 테스트의 두 가지 시도가 모두 완료되면 경로에 내장된 두 개의 힘 플레이트가 있는 3차원 모션 캡처 시스템을 사용하여 단시간 보행 이벤트를 평가합니다. 포스 플레이트를 모션 캡처 시스템과 동기화하려면 먼저 회사에서 제공한 와이어를 통해 컴퓨터에 연결합니다.

그런 다음 모션 캡처 시스템 소프트웨어에서 치수, 위치, 방향, 감도 및 시스템에 필요한 기타 정보를 입력하여 캡처 볼륨에 포스 플레이트를 추가합니다. 데이터의 노이즈를 방지하기 위해 힘 플랫폼이 0으로 설정되어 있는지 확인하고 1, 000Hz의 충분한 샘플링 속도로 수집되고 있는지 확인합니다. 다음으로, 먼저 캡처 공간을 통해 제어된 방식으로 3-마커 막대를 흔들어 시스템의 동적 보정을 완료합니다.

그런 다음 지정된 기준점에 4개의 마커 L-프레임을 배치하여 전역 xyz 좌표계를 설정하는 정적 보정을 수행하고 컴퓨터 소프트웨어 내에서 설정 볼륨을 선택합니다. 모션 캡처 시스템의 보정은 수집된 데이터의 정확성을 보장하는 데 중요하며 다른 모든 것보다 먼저 수행됩니다. 정확한 결과를 보장하기 위해 이미지 오류를 평가하고 필요한 경우 최적의 값을 얻을 때까지 보정을 반복합니다.

소프트웨어를 보정한 상태에서 참가자에게 39개의 반사 마커를 장착하고 양면 테이프를 사용하여 부착한 다음 여기에 표시되고 함께 제공되는 텍스트 프로토콜에 설명된 특정 해부학적 랜드마크에 배치합니다. 마지막으로, 참가자에게 시스템의 캡처 볼륨을 통해 5미터 걸음걸이를 6번 시도하고, 3개는 막대가 있고 3개는 사용하지 않도록 지시합니다. 이러한 시행을 무작위로 할당하여 순서 효과를 제어합니다.

이 그래프는 한 번의 단일 보행 주기에 대한 일반적인 고관절 파워 프로파일을 나타내며 참가자의 폴이 있는 보행과 폴이 없는 보행을 비교합니다. H1, H2 및 H3의 화살표는 극이 있는 위상과 극이 없는 위상을 비교할 때 발전 및 흡수의 변화를 나타냅니다. 폴을 사용할 때 폴 없이 걷는 것에 비해 뒤꿈치 접촉과 프리 스윙 및 초기 스윙에서 훨씬 더 작은 엉덩이 파워 생성이 나타납니다.

여기에 표시된 것은 한 번의 단일 보행 주기에 대한 일반적인 무릎 파워 프로필입니다. 폴을 사용할 때, 폴 없이 걷는 것에 비해 뒤꿈치 접촉, 프리 스윙 및 터미널 스윙에서 훨씬 더 작은 무릎 파워 흡수가 보입니다. 이 기술을 마스터하면 제대로 수행된다면 참가자당 45분에서 60분 안에 완료할 수 있습니다.

절차를 수행하는 동안 참가자가 기둥이 있든 없든 자연스럽게 걸을 수 있도록 하는 것이 중요합니다. 따라서 포스 플레이트가 어디에 있는지 알려서는 안 됩니다. 이 절차에 따라 근육, 특히 상체 근육의 활성화 패턴과 같은 추가 질문에 답하기 위해 EMG와 같은 다른 방법을 수행할 수 있습니다.

이 비디오를 시청한 후에는 두 가지 모션 캡처 시스템 중 하나 이상을 사용하여 Nordic Walking의 걸음걸이와 자세를 평가하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 이 프로토콜을 통해 생체 역학 분야의 연구자들은 노르딕 워킹이 노인뿐만 아니라 파킨슨병 환자와 같은 보행 및 자세 장애가 있는 다른 인구 집단에서도 노르딕 워킹이 보행 및 자세에 미치는 영향을 탐구할 수 있습니다. 기둥과 같은 새로운 도구를 도입하면 운동 과제를 수행하는 데 필요한 주의력 수준이 높아질 수 있으므로 참가자가 안전한 환경에서 훈련을 시작하도록 인식해야 한다는 것을 잊지 마십시오.