보행 운동학을 위한 기계학습 기반 마커리스 측정 시스템: Part 2 - 비 병리적 보행 및 통계 데이터베이스 (Machine Learning-based Markerless Measurement System for Gait Kinematics : Part 2 - Non-pathologic Gait and Statistics Database)

서지정보

· 발행기관 : 사단법인 한국융합기술연구학회
· 수록지 정보 : 아시아태평양융합연구교류논문지 / 10권 / 1호 / 73 ~ 85페이지
· 저자명 : 최형연, 한만용, 김성주, 김하용, 이한철, 유태근

초록

본 연구는 시스템 소개 및 검증을 통해 검증한 마커리스 모션 캡처 기술(MMC 방법)을 사용하여 비병리적 보행 운동학(트레드밀 보행 및 지상 보행)에 대한 데이터베이스를 구축하고 통계적으로 분석을 진행하였다. 보행지표(케이던스, 어깨 및 골반 수평각, 어깨, 고관절, 무릎, 발목 관절의 굴곡/신전 동작)의 평균 및 표준편차를 평가하고, 마커리스 방법의 비병리학적 보행 표준 데이터로 활용하였다. 통계분석 결과, 비병리적 트레드밀 보행에서 보행 속도는 보행 운동학에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그리고 보행 유형(트레드밀 보행 및 지면보행)도 일부 보행 운동학에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 사례연구로 병리학적 지면보행과 비병리적 보행을 비교하여 그 차이를 확인하였다. 비병리적 보행에 대한 이 데이터베이스는 의공학 및 의료 산업에 일반적으로 적용되는 중요한 목적 중 하나인 병리적 보행의 비교 평가에 유용할 것으로 보인다.

영어초록

This study established a database on non-pathological gait kinematics (treadmill gait and overground gait) and conducted statistical analysis, using markerless motion capture technology (MMC method) verified through system introduction and verification. Data were collected in three ways, and the collected gait images were analyzed using the MMC method gait analysis system. The mean and standard deviations of gait parameters, such as cadence, shoulder and pelvic horizontal angle, and flexion/extension motions at shoulder, hip, knee, and ankle joints, were evaluated to be utilized as non-pathologic gait norm data of the markerless method. As a result of statistical analysis, the gait speed in non-pathological treadmill walking was found to have a significant effect on some gait kinematics, such as shoulder horizontal angle, shoulder joint angle, hip joint angle, and knee angle. And the gait type (treadmill gait and over ground gait) also affected some of the gait kinematics. As a case study, pathologic over-ground gait was compared with non-pathological gait, and differences were found in the shoulder and pelvis horizontal angle patterns and the timing of maximum flexion/extension of the shoulder joint and lower extremity joint. This database of non-pathologic gait would be valuable for the comparative assessment of pathological gaits, which was one of the significant purposes of general application to the biomedical and healthcare industries.

참고자료

· 없음