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여성들의 계단내리기 시 계단높이와 가방무게 변화에 따른 지면반력 형태 비교분석

Comparison Analysis of Ground Reaction Force Patterns According to the Stairs Heights and Bag Weights during Downward Stairs in Women

현승현|류재청
대한운동학회 (Korean Acadaemy of Kinesiology)|2014.01|아시아 운동학 학술지 (The Asian Journal of Kinesiology)|제16권 제1호|pp. 41-52|DOI 10.15758/jkak.2014.16.1.41

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지면반력Center of Pressure가방무게계단높이버스계단압력의 중심Bag weightsStairs heightsBus stairGRF

초록

[서론] 본 연구의 목적은 여성들의 계단내리기 시 계단의 높이와(일반계단, 버스계단) 가방무게(0kg, 1.5kg, 3kg) 변화에 따른 지면반력 형태를 규명하는데 있다. [방법] 본 연구의 대상은 성인 여성 9명(나이: 21.00±0.00세, 신장: 164.00±3.23cm, 체중: 55.04±4.68kg, 체질량지수: 20.48±1.86kg/m2)으로 젊고 건강한 여성들이었다. 분석변인은 지면반력의 좌·우(Fx), 전·후(Fy), 수직지면반력(Fz)과 압력중심의 좌·우(COPx), 전·후(COPy)변화를 분석하였고, 지면반력 패턴의 유사성을 비교하기 위해 피어슨의 적률상관계수(Pearson‘s Correlation Coefficients)를 분석하였다. [결과] 연구결과, 좌·우지면반력은 가방무게 0kg이 가방무게 1.5kg, 3kg과 일반계단, 버스계단 내리기와 비교하여 다른 형태를 보였고, 전·후지면반력과 수직지면반력은 가방무게에 따라 통계적으로 유의한 차이는 없었지만 일반계단 보다 버스계단에서 내리는 경우 더 큰 전·후, 수직지면반력을 보였다. COPx, COPy는 가방무게 증가와 계단높이 변화에 따라 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 하지만 COPx는 가방무게가 3kg인 경우 0kg, 1.5kg과 비교하여 서로 다른 패턴이 나타났고, COPy는 가방무게가 3kg인 경우 가장 큰 변화량을 나타냈다. 상관관계분석결과, 전·후지면반력은 계단높이가 증가할수록 수직지면반력의 형태와 유사하게 나타났고(r=.942, R2=88.64%), 수직지면반력이 가장 큰 버스계단 내리기와 계단내리기의 COPx 간(r=.823, R2=67.6%), 일반계단의 수직지면반력과(r=.840, R2=70.49%), 일반계단의 COPx(r=.928, R2=86.26%)와 높은 정적상관이 나타났으며, 버스계단의 COPy(r=-.942, R2=88.64%)와는 서로 상반되는 부적상관을 보였다. [결론] 연구결과, 가방무게가 증가할수록 압력중심이동은 다른 경로를 보여 보행안정성이 감소하는 것으로 생각되며, 버스계단 내리기 시 가방무게가 증가할수록 일측성부하가 더 증가되는 것으로 판단된다.

Abstract

[INTRODUCTION] This purpose of this study was to analyze the Ground Reaction Force patterns according to the change of stairs heights & bag weights during downward stairs in women. [METHOD] Subjects were consisted of young and healthy women(n=9, mean age: 21.00±0.00yrs, mean height: 164.00±3.23cm, mean body mass: 55.04±4.68kg, BMI: 20.48±1.86kg/m2), and were divided into 3 bag weights(0kg, 1.5kg, 3kg) and downward stairs with 2 types of stairs heights(stairs, bus stairs). A one force-plate was used to collect GRF(AMTI OR6-7) data at a sampling rate of 1000Hz. The variables analyzed were consisted of the medial-lateral GRF, anterior-posterior GRF, vertical GRF and Center of Pressure(COPx, COPy) during downward stairs. [RESULT] 0kg load showed different patterns when compared with that of 1.5kg, 3kg of bag weights and height of stairs & bus stairs in medial-lateral GRF respectively. The anterior-posterior and vertical component of GRF didn't show significant difference statistically according to the bag weights, but those of bus stairs showed the higher anterior posterior and vertical component of GRF than that in case of stairs height during downward stairs. The COPx and COPy didn't show significant difference statistically according to both the bag weights and stairs heights respectively. Also, The 3kg load of bag weights showed more significant difference than that of 0kg, 1.5kg load of bag weights in both COPx and COPy during downward stairs. The vertical GRF showed similar correlation patterns with anterior-posterior GRF(r=.942, R2=88.64), with COPx(r=.823, R2=67.6%), with vertical GRF(r=.840, R2=70.49%), with COPx in stair(r=.928, R2=86.26%), with COPy in bus stairs(r=-.942, R2=88.64%) according to increase of stairs heights. [CONCLUSION] Considering the above, the capacity of dynamic balance was lowered relative to increase of bag weights at the COP displacement and different pathway. Also the degree of asymmetric load showed the higher level relative to increase of bag weights during bus downward stairs.

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