3차원 영상 분석을 통해 계단 오르기, 내리기의 평균 속도와 하지 관절의 평균 각속도, 내전과 외전, 무릎의 굴곡과 신전운동을 하는 동안 무릎에 작용하는 모멘트를 알아보기 위하여 하지의 각도 변화 차이, 각가속도 변화 차이를 알아볼 예정이다. 또한 Motion-dependent interaction 분석을 통해하지와 무릎 관절의 순 모멘트, 근 모멘트, 각속도에 관계된 모멘트를 계산하였다. 또한, 계단 오르기와 내리기를 하는 동안 대퇴사두근과 무릎 오금의 iEMG 변화와 근육 변화를 확인하였고, 건강한 일반인, 건강한 노인, 무릎 인공관절 수술 후 재활운동을 실시한 단축 범위와 다축 범위 무릎 인공관절 수술자의 네 그룹을 대사작용과 에너지 소비량을 실험하기 위해 매 시기마다 체지방률, 안정 시 대사량 및 운동 중, 운동 후 에너지 소비량을 측정하였다.
<h1>재료 및 방법</h1><h2>연구 대상</h2><p>본 연구에 필요한 실험 대상자(Table 1)는 단축, 다축으로 움직이는 무릎인공관절 수술외의 다른 병력이 없는 남자였다.</p><h2>영상 분석(Cinematography)</h2><p>운동학적 자료와 운동역학적 자료는 Peak Motion Measurement System \( ^{\mathrm{TM }} \) (Peak Performance Technologices, Inc)을 이용하여 자료를 얻었다. 3대의 High-speed video camera를 사용하며(이때 sampling rate: \( 120 \mathrm{~Hz} \), shatter speed: \(1/1000\mathrm{s}\), 21-point 캘리브레이션 프레임사용) Peak Motus \( ^{\mathrm{TM}} \) 버전 4.3 소프트웨어 패키지를 사용한다. 3차원영상 분석을 통하여 계단오르기(평균 \( 1.5 \mathrm{~m} / \mathrm{sec} \)로 걸음)와 내리기의 평균속도, 계단오르기와 내리기는 동안 하지관절의 평균 각속도, 하지관절의 내전과 외전 그리고 계단 오르기와 내리기 동안 무릎의 굴곡과 신전운동 동안 무릎관절에 작용하는 모멘트를 알아보기 위하여 하지의 각도변화차이, 각가속도 변화차이 등을 알아보며, Feltner 등이 사용한 Motion-dependent interaction 분석방법을 이용하여 하지와 무릎관절에 작용하는 무릎관절의 순 모멘트(net moment), 근 모멘트(muscle moment, resultant joint moment), 그리고 각속도에 관계된 모멘트(angular motion-dependent interactive moments)를 inverse dynamics로 계산한다. 모멘트의 비교는 SPSSWIN 10.0 통계패키지를 이용하여 t-test로 검정하여 비교 한다.</p><h2>근전도(EMG) 분석</h2><h3>등속성 분석(Isokinetic concentric test)</h3><p>KIN-COM Ⅲ\(^{\mathrm{TM}} \) 를 이용하여 무릎의 Isokinetic 힘을 측정하기 위하여 무릎각도를 \( 15^{\circ}-75^{\circ} \)까지 펴면서 테스트 한다. KIN-COM Ⅲ\(^{\mathrm{TM}} \) isokinetic dynamometer \( (500 \mathrm{~Hz}) \)를 사용하여 무릎 각도가 \( 15^{\circ}-75^{\circ} \)까지 최대 수의수축(maximal volun-tary contraction, MVC)을 하는 동안 굴곡근과 신전근의 역할을 알아본다. 이때 EMG의 VM (vastus medialis), VL (vastus lateralis), RF (rectus femoris), BF (biceps femoris)그리고 ST (semitendinosus)의 데이터를 얻는다.</p><h3>EMG 분석</h3><p>계단 오르기 동작과 내리기 동작 동안 대퇴사두근과 무릎 오금근의 iEMG변화와 근육들의 역할을 알아 본다. 계단 오르기와 내리기 동안 16채널 MYOPAC \( { }^{\mathrm{TM}} \) EMG system(\(1080 \mathrm{Hz}\)/sampling rate)을 이용하여 VM, VL, RF, BF 그리고 ST의 데이터를 얻는다. 통계 처리는 One-way ANOVA를 실시하였다.</p><h2>운동생리학적 분석</h2><p>건강한 일반인( \( 40 \pm 2.8 \)세, 10 명), 건강한 노인 \( (65 \pm 2.5 \)세, 10명)과 무릎인공관절 수술 후 꾸준하게 재활운동을 실시한 단축범위 무릎인공관절 수술자와 다축범위 무릎인공관절 수술자들의 기본적인 대사작용과 에너지소비량을 실험하는 것은 큰 의미가 있다고 여겨졌다. 즉, 단축범위 무릎인공관절 수술자와 다축범위 무릎인공관절 수술자의 운동생리학적 측면에서 건강한 대상자들과 비교해 봄으로써 이들의 재활운동에 알맞은 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단되었다. 네 집단을 대상으로 걷기와 가벼운 달리기 \( (1.59 \pm 1.25 \mathrm{~m} / \mathrm{sec}) \)를 실시하여 변인들을 비교하였다.</p><p>본 연구를 수행하기 위하여 우선 In Body 720으로 매 시기마다 체지방량률, 안정 시 대사량 및 운동중과 운동 후 에너지소비량을 측정하였다. MetaLyzer 3B를 이용하여 안정시 대사량 및 안정 시 대사량 측정 시 동원되는 에너지 기질을 분석하였다. 모든 대상자에게 연구의 목적과 의도를 충분히 설명하였고, 피험자 모두는 실험기간 동안 특정 식이 요법에 참가하지 않도록 하였으며, 약물의 복용과 다른 신체적활동은 제한하였다. 특히 실험기간 중에는 다른 특정의 운동을 못하도록 실험 통제하였으며 기간 중에 음주와 홉연도 금지하였다. 실험 전 실험 기구에 대한 전반적인 적응훈련을 실시하였으며, 본인이 원할 경우 얼마든지 실험을 그만두어도 좋다는 제반사항이 포함된 실험 참가 동의서를 받았다. 통계방법은 변량분석(ANOVA)을 이용하여 분석하였으며, DUNCAN의 사후 검증법으로 평균치를 검증하였다\( (\mathrm{p}<0.05) \).</p>