연구하면서 사용된 센서설정. 광학식 트래킹 마커와 실험대상자들에게 부착한 관성 측정장치 IMU. 

Background

자가건강 측면에서 볼 때, 일상 생활에서 가장 중요한 활동은 이동성과 관련되어 있습니다. 계단을 오름에 있어 자가 보고된 어려움은, 노인들의 기능상태를 평가하고 정의하는 데 유용한 것으로 밝혀졌습니다. 일반적으로 계단오르기의 운동학/생체역학적 측면들을 옵티컬 모션분석 시스템[1,2]과 결합한 실험실계단을 사용하여 연구했습니다. 비록 이런 종류의 실험이 고급의 정보를 제공하긴 하지만, 단지 결과는 현실 세계에 대한 어떤 기대 또는 반응조건에서 유효한 상태로 남아있습니다. 이 연구의 목적은 계단을 오르는 동안 IMUs로 알아낸 해부학적 관절각들을 비교하기 위한 것입니다.

Methods

실험에 동의를 받은 후 평균연령 27세(20세~37세)의 건강한 14명의 실험대상자들이 이 실험에 참가했습니다. 실험대상자들에게 12번에 걸쳐서 4단계로 구성된 계단을 오르내리도록 요청했습니다. (Figure 1)과 같이 6개의 IMUs를 다리에 장착했는데, 양면 테잎과 고무스트랩을 사용하여 잘 고정되도록 했습니다. Active Codamotion 마커는 boney랜드마크와 계단 옆쪽에 놓았습니다. 100Hz에서 Codamotion 와 IMUs의 데이터를 받을 수 있고, 전자펄스는 이 두 장치의 싱크를 맞추는 데 사용되었습니다. 그리고 Matlab를 사용하여 모든 추가적인 데이터분석을 했습니다.

다리는 IMU에 의해 측정된 단단한 세그먼트로 이루어진 다중연결체인으로 추정이 됩니다. 오직 가로축(굴곡-확장 운동학의 결과) 주변의 움직임만 실험했습니다. 두 개의 장치로 산출된 오른쪽 다리의 모든 해부학적 관절각도는, 피어슨의 적률상관계수와 두 신호 사이에 오차의 제곱평균 제곱근(RMSE)에 의해 계산되어 산출됩니다.

Results.

오른쪽 다리로 계단오르기의 60% 그리고 계단내려가기의 76% 정도로, 계단을 오르내릴 때 오른쪽다리를 먼저 사용하는 것으로 나타났습니다. 계단을 오르내리는 동안 0.93~0.99의 밀접한 상관관계, 즉 다시 말하면 4~5도의 RMSE가 모든 각도에서 측정되었습니다.

<계단 올라갈 때>

<계단을 내려갈 때>