국산 마이크로프로세서 의지 무릎 개발에 따른 대퇴절단자의 보행 효율성 분석: 예비연구 (Analysis of gait efficiency in patients with transfemoral amputation according to the development of a microprocessor controlled prosthetic knee in Korea: a preliminary study)

서지정보

· 발행기관 : 한국재활복지공학회
· 수록지 정보 : 재활복지공학회논문지 / 16권 / 3호 / 143 ~ 151페이지
· 저자명 : 강정선, 김규석, 장윤희

초록

의지 무릎에 마이크로프로세서 제어 시스템을 적용하여 무릎의 굴곡과 신전을 제어하는 마이크로프로세서 제어 의지 무릎(MPK)은 기계식 의지 무릎(MK)보다 편안하고 안정된 보행을 제공한다. 본 연구에서는 국산 MPK 개발에 따른 제품의 성능을 검증하고자 보행 중 에너지 효율성을 분석하였다. 본 연구는 편측 대퇴절단자 2명을 대상으로 일반 평지와 기능적 지면 환경에서 각각 기계식 의지 무릎과 마이크로프로세서 의지 무릎 간 보행속도와 산소비용의 차이를 비교하였다. 연구결과, 자신이 선택한 보행속도로 일반 평지보행 시 MK보다 MPK에서 보행속도가 31.26% 증가하였으며, 산소비용은 23.53% 감소하였다. 또한 기능적 지면 환경 보행 시 MK보다 MPK에서 보행속도가 11.54% 증가하였으며, 산소비용은 34.16% 감소하였다. 일반평지보행과 기능적 보행 모두 MPK에서 보행 효율성이 높은 것으로 나타났으며, MPK의 안정된 제어가 대퇴절단자의 보행을 좀 더 편하고 자연스럽게 유도하면서 순 에너지 비용을 의미하는 산소비용이 향상된 것으로 보인다. 보행 효율성의 향상은 절단자의 보행 중 신체 피로도의 감소에 도움이 될 것으로 사료되며, 본 연구결과는 국내 MPK 개발 및 효과성 검증을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

영어초록

The microprocessor Controlled Prosthetic Knee(MPK), which controls knee flexion and extension by applying a microprocessor control system to the prosthetic leg, provides more comfortable and stable walking than the Mechanical Prosthetic Knee(MK). In this study, energy efficiency during walking was analyzed to verify the performance of products according to the development of domestic MPK. The difference in walking speed and oxygen cost between a MK and MPK in normal flat and functional ground environments was compared in two unilateral transfemoral amputees. As a result of the study, the walking speed increased by 31.26% in MPK compared to MK when walking on normal flat ground at self-selected walking speed, and oxygen cost decreased by 23.53%. In addition, when walking in a functional ground environment, walking speed increased by 11.54% in MPK than in MK, and oxygen cost decreased by 34.16%. Both flat and functional ground gait showed high gait efficiency in MPK, and stable control of MPK induced more comfortable and natural gait in patients with transfemoral amputation, and oxygen cost, which means net energy cost, seems to have improved. The improvement of walking efficiency is thought to be helpful in reducing physical fatigue when walking in amputees, and the results of this study will be used as basic data for domestic MPK development and validation.

참고자료

· 없음