노인 보행 시 지면 반력 신호의 주파수 크기와 Variability 비교

Abstract

The purpose of this study was to analyze the magnitude of frequency of the ground reaction forces, which collected from vertical, antetrio-posterior and medio-lateral directions during walking at self-selected speed, and its variability between the young males and the elderly. FFT(fast Fourier Transform) was used to analyze the frequency domain analysis of the ground reaction forces's signals and an accumulated PSD(power spectrum densitty) was calculated to reconstruct the certain signals. To examine the local stability within and between the two groups during walking, values of variability were determined in a coefficient of varience. The frequency domain and variability analysis revealed that young group showed significantly larger magnitude of frequency in vertical and anterio-posterior signals. The elderly exhibited significantly greater variability for all frequencies of the ground reaction forces that have used to evaluate the local stability during locomotion within the group and same between the groups with the exception of medio-lateral variability. In summary, the signal of ground reaction force's variabilities were greater in the within- and between-elder group during walking.

이 연구는 노인과 젊은 사람들의 보행 특성을 비교 연구하고자 20대의 남자 12명과 70-80대의 남자 노인 12명을 대상으로 보행 시 3 방향 지면반력 신호의 주파수 크기와 이들의 Variability 값을 산출했다. 이를 위해 FFT(fast Fourier transform)를 이용 주파수 분석을 실시했으며, 이를 통해 PSD(power spectral density)를 계산했고 각 방향에서 신호 파워의 99%를 재구축하기 위해 요구되는 누적 파워을 얻었다. 또한 대상자의 3번 시도에 대한 총 대상자들의 변이 계수(SD/Mean*100)를 이용해 대상자간대상자 내 Variability를 계산했다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 보행 시 전후 방향의 신호와 수직 방향의 신호의 주파수 크기는 젊은 집단이 노인 집단보다 유의하게 크게 나타났다. 반면 지면 반력 신호의 세 방향 주파수 Variability는 집단내 대상자 내에서는 모두 노인집단이 크게 나타났으며, 대상자 간에서는 좌우 방향을 제외하고 역시 노인 집단이 큰 값을 보였다. 전체적으로 보행 시 지면반력 신호의 Variability는 노인 집단이 젊은 집단보다 대상자내 3방향 모두와 좌우방향을 제외한 대상자간 두 방향에서 큰 값을 보였다.

Keywords