아동용신발사이즈조절에따른생체역학적분석 Biomechanical Analysis of Size Adjustable Children s Shoes 박승범 , 이경득 , 이정호 , 김대웅 , 박상균 ** * ( 재 ) 부산경제진흥원신발산업진흥센터, ** 캘거리대학교

Size: px

Start display at page:

Download "아동용신발사이즈조절에따른생체역학적분석 Biomechanical Analysis of Size Adjustable Children s Shoes 박승범 *, 이경득 *, 이정호 *, 김대웅 *, 박상균 ** * ( 재 ) 부산경제진흥원신발산업진흥센터, ** 캘거리대학교"

일웅 도
5 years ago
Views:

1 아동용신발사이즈조절에따른생체역학적분석 Biomechanical Analysis of Size Adjustable Children s Shoes 박승범 *, 이경득 *, 이정호 *, 김대웅 *, 박상균 ** * ( 재 ) 부산경제진흥원신발산업진흥센터, ** 캘거리대학교 교신저자 : 박승범 (sbpark@kfiglobal.or.kr) ABSTRACT 본연구에서는성장기아동성장속도에맞추어변화하는발사이즈를고려하여신발을알맞은사이즈로맞추어착용할수있도록전후신발사이즈조절이가능한신발을개발하여발과신발의크기변화가발의생체역학적영향에어떠한영향을미치는지에대해관찰하였다. 연구대상은현재초등학교에재학중인남녀초등학생 (Age:100.74) 중족부경검사 (Podoscope) 를이용하여족형측정후발과하지의변형및상해가없는초등학생 12 명을대상으로신발사이즈조절에따른족저압력평가를실시하였다. 사이즈조절에따른착화감평가는족저압력측정시험이끝남과동시에주관적평가방법중시각척도 (Visual Analogue Scale, VAS) 방법을이용하여측정하였다. 실험은독일 Novel 사의 Pedar-X 를사용하여족저압력을측정하였으며트레드밀상에서 2mil/h 속도로보행시발전체의족저압력분포을측정하였으며양발의중오른발 6 보에평균값을산출하여분석을실시하였다. 족저압력분포분석요소로는평균최대힘, 접촉면적, 최대압력을사용하였다. 분석결과사이즈가맞게조절됨에따라접촉면적이고르게증가하고최대압력, 평균압력이낮아졌다. 이를통해아동용신발개발에있어적절한사이즈를제공하는것이발의충격을감소하고착화감및피로감을감소시켜성장기아동의발발달에있어유용한요소로작용할것으로사료된다. 1. 서론 신체에서발생하는하중과보행시지면에 서발생하는충격력을흡수하는기능을제 생체역학적측면에서발은직립보행시 지면과신체를접촉시키는신체하단부로써 공하는데있어가장기초가되는신체부위 이다. 또한발은 206 개의뼈중약 1/4 인 교신저자 : 박승범 주소 : 부산광역시강서구송정동 , 전화 : , sbpark@kfiglobal.or.kr

2 56 개의뼈가위치하고다양한근육과건, 신경조직이복잡하게얽혀있는섬세한부위 이다. 성장기아동에있어신발사이즈의변 사이즈변화가발에신체에미치는영향과 주관적착화감에어떠향영향을미치는지 를알아보고자하였다. 화는생체역학적인측면에서아동의발발 육및변형과매우밀접한관계가있다. 성 2. 연구방법 장기아동의발에맞지않는매우작은신발은발발달에부정적인영향을초래하며고통과피로를유발시킨다 (Markus, 2008). 성장기아동용신발은일반성인신발을기준으로사이즈만작게만들어서는원활한활동을하는데지장을초래하며신발기능, 연령과성별에적합한생체역학적측면이고려된아동용신발개발이이루어져야한다 (Wolf, 2008; Walther, 2008). 발에맞지않는신발을장기간착용하였을경우에는발의형태및특성의변화를발생시키고나아 2.1 연구대상본연구에참여한피실험자는하지와발에통증이나질병을경험한적이없는아동 12 명을대상으로실험을실시하였다. 피실험자선정시족부변형유무를판단하기위해족부경검사 (Podoscope) 를이용하여족형측정을실시한뒤평발등과같은발의형태학적변형이의심되는피실험자는실험에서제외하도록하였다. 가하지관절의능력저하와움직임의변화 를발생시키므로보행과러닝과같은활동 표 1. 피실험자의통계적변인 을원활하게하고발을보호하기위해신발은사용자에게맞도록안정적으로제공되어져야한다 (Hylton, 2007; Genevieve, 2007; (SD) Height (cm) Weight (kg) Age (year) Shoe size (cm) Nigg, 2006;). 따라서연령이나성별의특성에따라개인적발의변화를고려한다양한사이즈별신발개발이이루어져야하나생산적측면에서 5mm 사이즈별생산이불가피한실정이다. 이에본연구에서는각개인의발에꼭맞도록사이즈조절이가능한신발을개발하여발사이즈변화가심한성장기아동을대상으로사이즈변화에따른생체역학적영향에대하여알아보고자한다. 사이즈조절용신발을사용하여사이즈변화가발에미치는영향을알아보기위해족저압력과주관적착화감평가를실시하였다. 이를통해 2.2 실험에사용된신발실험은본연구에서개발한사이즈조절이가능한신발 (shoe size: 190mm`- 230mm) 이실험에서사용되었다 ( 그림 2). 사이즈조절은신발뒤쪽아웃솔부위에부착된조절기를사용하여사이즈가커지는왼쪽 + 방향과사이즈가작아지는오른쪽 방향으로돌리는방식으로사이즈를조절하여실험을실시하였다. 신발사이즈변화는 245mm 를기준으로하였을때최소 (Minimum) 로조절시외형적신발전체의

길이는 250mm 였으며최대 (Maximum) 로조절시신발의전체길이가 268m 로사이즈를조절하였을경우 18mm 의길이변화가나타났다. 신발사이즈변화에따라 T-test 분석을 실시하였다. 그림 2. 실험측정및 Pedar-X 장비사진예 그림 1. 실험에사용된사이즈조절용신발 2.

3 길이는 250mm 였으며최대 (Maximum) 로조절시신발의전체길이가 268m 로사이즈를조절하였을경우 18mm 의길이변화가나타났다. 신발사이즈변화에따라 T-test 분석을 실시하였다. 그림 2. 실험측정및 Pedar-X 장비사진예 그림 1. 실험에사용된사이즈조절용신발 2.3 측정장비및실험방법착화감평가는주관적평가방법중시각척도 VAS(Visual Analog Scale, Mündermann et al., 2002) 방법을이용하였으며, 족저압측정이끝난후신발전체에대한착화감을평가하였다. 족저압력측정은독일 Novel 사의 Pedar-X 를사용하여트레드밀상에서 2mil/h 속도로보행하도록하였다. 족저압력측정은신발사이즈를최소 (Minimum), 최대 (Maximum), 일반사이즈 (Normal ) 로변화시켜각사이즈변화에따라실험을실시하였다. 데이터수집은왼발과오른발의데이터가동일하다는전제조건하에샘플링프리퀀시를 100Hz 로하여오른발 6 보에대한평균값데이터를수집하였다. 족저압력데이터값은 3Dsspp 통계처리프로그램을이용하여발전체의평균최대힘 ( Maximum force), 평균압력 ( ), 최대압력 (Maximum ) 과발전체의접촉면적 (Area) 을 3. 연구결과 3.1 착화감결과 전체적인 착화감 결과는 Maximum> Minimum>Normal 순으로나타났다. 착화감 결과의경향을살펴볼때최대로사이즈를 조절하였을경우가장좋은착화감을느끼 는것으로관찰되었다. 그러나족궁높이와 뒷꿈치편안함에대한항목에서만유의한 결과가관찰되었다. 표 2. 사이즈조절에따른착화감설문결과 Categories Nor Max Min P-vaue Overall comfort Cushioning (Heel) Cushioning (front) Med-lat control Foot arch * Heel comfort * Heel width Forefoot width Foot length * p-value < 0.05*

4 3.2 족저압력결과 족저압력분석결과사이즈가맞게조절됨 (Minimum) 에따라최대힘 (Maximum Force) 과최대압력 (Maximum Pressure), 평균압력 ( Pressure) 값이일반사이즈 일때보다 (Normal) 감소하는경향이나타 났다. 이같은경향은 MPP( Peak Pressure) 와 MVP( Value Pressure) 모두에서동일한경향이관찰되 었다. 그러나유의수준은접촉면적에서만 유의한결과가관찰되었다 (P-value<0.05) ( 표 2). 압력중심이동경로 (COP, Center of Pressure) 는큰차이가나타나지않았다. 그러나압력분포형태를통해전족부의바닥 부위에서접촉부위가변화되고전체적인발 압력이감소하는경향을관찰할수있다 ( 그 림 3). MPP MVP 표 2. 사이즈조절에따른착화감설문결과 Categories Nor Max Min P Force (N) Maximum Area (cm2) Force (N) Maximum * Area (cm2) p-value < 0.05* Min size Normal size Max size 그림 3. 족저압력변화및 COP 변화 4. 결론및검토 본연구에서는사이즈조절이가능한신 발을사용하여사이즈변화가착화감과족 저압력변화에어떠한영향을미치는지에대 하여관찰하였다. 착화감설문결과살펴보면신발크기를최 대 (Maximum) 로하였을때가장좋은착 화감을느끼는것으로관찰되었으나족궁 높이와뒷꿈치편안함에대한항목에서만 유의한결과과나타났다. 이를통해아치 부분의불편함을해소하고뒷꿈치부분의 편안함을증가시키기위해서는사이즈조절 을실시해주는것이착화감을증가시키는 요소로작용할수있을것으로사료된다. 족저압측정결과신발크기를최소 (Minimum) 로조절하였을때최대힘, 최대 압력, 평균압력이감소하고접촉면적이증 가하는경향을관찰하였다. 이같은결과는 발에딱맞는사이즈를제공해줌으로써접 촉면적의증가로인해발에서발생하는충 격력및압력이발전체로고루분산되어 나타난결과라사료된다. 이를통해보행 *

5 시발에서발생되는충격및압력을경감시켜발에발생하는피로를경감시켜주기위해서는발에꼭맞도록신발을조절해주는것이종은효과를제공할수있을것이다. 추후연구로써성별과나이에따른다양한피험자의사용과장시간착용에따른연구가이루어진다면사이즈조절에따른착화감과족저압력변화에대한보다다양하고정량화된데이터를제시할수있을것으로사료된다. 참고문헌 Walther, M., Herold, D., Sinderhauf, A. and Morrison, R., Children sport shoes A systematic review of current literature Foot and Ankle Surgery, 14(4), , 2008 Wolf, S., Simon, J., Patikas, D., Schuster, W., Armbrust, P. and Döderlein, L., Foot motion in children shoes A comparison of barefoot walking with shod walking in conventional and flexible shoes. Gait & Posture, 27(1), 51-59, 2008 Hylton, B.M., Lord, S.R. and Fitzpatrick, R.C., A structural equation model relating impaired sensorimotor function fear of falling and gait patterns in older people, Gait & Posture, 25, , Genevieve, S., Hylton, B.M. and Newcombe, L. Age-related differences in foot structure and function, Gait & Posture, 26, 68-75, Markus, W., Dirk, H., Angela, S. and Robert. M., Children sport shoes A systematic review of current literature, Foot and Ankle Surgery, 14(4), , Mündermann, A., Nigg, B.M., Stefanyshyn, D.J. and Humble, R.N., Development of a reliable method to assess footwear comfort, Gait & Posture, 16(1), 38-45, Nigg, B. M., Hintzen, S. & Ferber, R., Efeect of an unstable shoe construction on lower extremity gait characteristics. Clinical Biomechanics. 21(1), 82-88, 2006.

Microsoft Word - 13__ _ 이성재

Microsoft Word - 13__ _ 이성재 한국정밀공학회지제 30 권 4 호 pp. 442-449 J. Korean Soc. Precis. Eng., Vol. 30, No. 4, pp. 442-449 ISSN 1225-9071(Print), ISSN 2287-8769(Online) April 2013 / 442 http://dx.doi.org/10.7736/kspe.2013.30.4.442 고령층용국내개발및수입컴포트화의족저압및착화감비교분석