유아 보행의 운동학적 종단연구

Abstract

본 연구의 목적은 유아성장에 따른 보행발달과 그 특성을 밝히는 것이다. 연구대상자는 처음 보행을 시작한 여자 유아 1명(14개월)이고, 유아 피험자가 독립적으로 10보 정도 앞으로 걸을 수 있을 때를 보행의 처음 시작으로 보았다. 처음 보행을 시작한 달을 기점으로 1개월 단위로 총 18개월동안 종단연구를 실시하였다. 3차원 동작분석을 위하여 VICON 370을 이용하였고, 오른쪽 다리를 기준으로 인체측정학적 변인과 보행인자(gait parameters; 분속수, 보폭, 보행속도, 단하지 지지기 비율, 이중지지기 비율, 입각기, 유각기)의 변화, 각연령별, 관절별(골반, 고관절, 슬관절, 발목관절), 운동면별 각도변화를 살펴보았다. 각 관절별로 어느운동면에서 가장 먼저 성인과 유사해지는가를 밝히기 위하여 각관절별, 운동면별, 연령별 산술평균값과 동적운동범위(Dynamic range of motion)를 산출하였다. 20대 성인 여성(21명)을 비교군으로 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 시간, 거리변인인 보행인자의 분석 분속수는 처음 보행 시작 시기(14개월)부터 16개월까지 증가하나 그 후 감소하는 경향을 보이고 있다. 보폭은 전반적으로 길어지는 유형이나 세부적으로는 늘었다가 줄어들었다가 불규칙적이었다. 보행속도 역시 전반적으로 증가하는 패턴이나 16개월에만 성인과 가깝게 나타났고 나머지 연령에서는 불규칙적으로 나타났다. 단하지 지지기는 연령이 증가함에 따라 증가하였다. 입각기 비율은 19, 21개월에 성인과 유사한 비율로 나타났으나 그 후 다소 불규칙하였다. 2. 관절의 각도변화 분석 골반각은 시상면에서의 전후방 운동은 17개월에 성인과 유사한 각도를 나타내기 시작하여 30개월에 가장 유사한 각도를 나타낸다. 관상면에서의 상하향 운동은 17개월에 성인과 비슷한 각도를 나타내기 시작하여 30개월에 가장 유사한 각도를 나타낸다. 횡단면에서의 내외회전 운동은 30개월에 성인과 가장 비슷한 각도를 나타내었다. 고관절은 시상면에서의 굴곡, 신전 운동은 27개월에 성인과 가장 비슷한 각도를 나타내었다. 관상면에서의 내전, 외전 운동은 27개월에 성인과 비슷한 각도를 나타내기 시작하여 30개월에 가장 비슷한 각도를 나타내었다. 횡단면에서의 내외 회전운동은 31개월에 비슷한 각도를 나타내기 시작하였다. 슬관절은 시상면에서의 굴곡, 신전 운동은 14개월부터 성인과 비슷한 각도를 나타내기 시작하여 30개월에 가장 유사한 각도를 나타낸다. 횡단면에서의 내외회전 운동은 27개월에 유사하게 나타난다. 관상면에서의 내외반 운동은 대부분 50%(말기 양하지 지지기) 이후에는 매우 다른 곡선을 보였다. 족관절은 시상면에서의 배저굴 운동은 27개월에 가장 비슷한 각도를 보이며 횡단면에서의 내외회전 운동은 30개월에 가장 비슷한 각도를 나타내었다. 3. 관절의 평균각 분석 1구간에서는 고관절의 시상면에서의 굴곡, 신전운동의 평균각이 가장 크게 나타났고 2구간에서는 14, 30개월에 족관절의 시상면 운동이 17개월에는 족관절의 횡단면 운동이, 그리고 27개월에는 고관절의 관상면 운동의 평균각이 가장 크게 나타났다. 또한 3, 4구간에서는 슬관절의 시상면에서의 운동의 평균각이 가장 크게 나타났다. 또한 1구간에서는 고관절의 시상면운동, 슬관절의 관상면운동이 27개월에 성인과 유사하게 나타났고, 2구간에서는 고관절의 시상면운동이 14개월에 성인과 유사하게 나타났다. 3구간에서는 골반의 전후방경사각이 14개월에 성인과 유사하였고 4구간에서는 슬관절의 시상면운동이 27개월에 성인과 유사하게 나타났다. 4. 동적 운동 범위 전체적으로 보았을 때 1구간을 제외한 전구간에 걸쳐 시상면에서의 운동범위가 크게 나타났다. 특히 1구간에서 14, 17, 31개월 유아는 시상면에서의 운동범위가 크게 나타났으나 27, 30개월 유아는 성인과 같이 횡단면에서의 운동범위가 크게 나타났다. 연령별로 살펴보면 14개월 유아는 1, 2, 3구간에 걸쳐 족관절 시상면 운동의 범위가 크게 나타나 유각기를 제외한 전구간 동안에 족관절이 가장 많이 시상면에서 움직였음을 나타내고 있다. 17, 27, 30, 31개월 모두 성인과 같이 2구간에서는 고관절 굴곡, 신전운동, 4구간에서는 슬관절 굴곡, 신전운동의 범위가 최대로 나타났다. 성인은 1구간에서는 족관절 횡단면 운동이, 3구간에서는 족관절 시상면 운동의 범위가 최대로 나타남으로서 초기와 말기 양하지 지지기 동안 중심이동을 할 때에 족관절의 역할이 크다는 사실을 보여주는데 반하여 14개월에 족관절을 주로 사용하여 보행하는 것으로 나타나기는 했으나 31개월이 되어도 족관절의 움직임이 최대로 나타나지 않는 것으로 보아 족관절 운동은 더 늦게 발달함을 알 수 있다. 이러한 결과를 종합하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 시간, 거리변인인 보행인자의 분석결과에서 분속수는 보행이 발달함에 따라 감소함을 알 수 있다. 즉 보행인자별로 발달되어가는 시기가 각기 다름을 알 수 있다. 이는 정상적인 유아가 성장이 계속되는 연장선상에서 보았을 때 보행인자들이 발달하고, 안정되어 가지만 긍정적인 방향으로 즉, 한달 한달 계단식으로 발달한다기 보다는 안정되는 쪽으로 발달하다가 다시 정지하는 현상을 보일 수도 있음을 뜻한다. 보행에서 이루어지는 어떠한 동작을 습득한 후 익숙해지면 보행인자는 안정되어가는 방향으로 나타나고, 다음 단계의 동작이 새롭게 습득되면 익숙해지기 전까지는 퇴보하는 것처럼 보이는 것이다. 결론적으로 각각이 보행동작의 발달단계를 거치면서 발달, 분화, 통합의 과정을 통해 발달이 완성되어가는 것이라고 사료된다. 관절의 각도변화를 분석한 결과에서 시상면, 관상면, 횡단면의 순서로 발달함을 알 수 있다. 관절의 평균각 분석결과 구간별로 보았을 때 2구간이 가장 늦게 발달됨을 알 수 있었고 각 구간별, 연령별, 운동면별로 보았을때에도 각각 다르게 발달함을 알 수 있었다. 동적 운동 범위를 통하여 성인은 족관절, 슬관절, 고관절을 고르게 사용하여 보행하는 반면 유아는 고관절과 슬관절을 주로 사용하여 보행하는 사실을 알 수 있다. 31개월까지도 족관절의 동적운동범위가 크게 나타나지 않는 것으로 보아 족관절 운동이 가장 늦게 발달함을 알 수 있다. 족관절의 움직임은 비복근, 전경골근, 발바닥근, 나아가 대퇴사두근까지도 관여하게되는 상당히 복잡하고 정교한 움직임이므로 성인과 같은 안정된 움직임을 보이기까지는 시간이 더 필요할 것이다. ; The purpose of this study is to find the process of development and gait characteristics of an infant as it grows. One 14 months-old infant who started independent walking was observed longitudinally for 18months once a month. I utilized a VICON 370, CCD Camera, VCR, video timer, monitor and AV mixer. Data on twenty-one female adults were used for comparison. I analyzed gait parameters(cadence, step length, walking velocity, single limb stance, double stance, ratio of stance phase & swing phase), joint angle(pelvis, hip, knee, ankle). mean of joint angle, and dynamic range of motion for each gait phase and each plane. This study got following four results. 1. Gait parameters Cadence increased till 16month but decreased after 17month. Step length seemed to be long but irregular. Walking velocity was similar to adult at 16month and up and down at other ages. Single limb stance increased gradually as the infant grows. This indecated that the infant developed limb stability and balance control as she grows. The ratio of stance and swing reached closely to adult level at 19, 21 month, but irregular at other ages. These results could be interpreted that an infant`s gait develope through learning, mastering, degradation and unification. 2. Joint Angle Patterns Pelvic tilt pattern became similar at the age of 17month and most close at 30month. Pelvic Obliquity and rotation pattern became stable at 30month. These results indicated that pelvis developed first at sagittal plane. Hip flexion & extension patterns were similar to adult level at 27month. Hip adduction & abduction patterns became similar to adult level at 27month and most close at 30 month. Hip rotation became similar to adult level at 31month. In conclusion, hip develope at transverse plane most late. Knee flexion & extension became similar to adult level from 14month old and knee rotation was close adult at 27month. Knee valgus & varus showed various wave after gait cycle 50% till 32month old. This indicated that knee developed at cronal plane most late. Dorsi & plantar flexion was similar to adult level at 27month and foot rotation was close to adult level at 30month. 3. Mean of Joint Angle for each gait phase The result showed that second phase(single limb stance) develope most late. Also, infant`s gait is developed seperately as to phase, age, and plane. 4. Dynamic range of Motion While adult use ankle, knee, and hip equally during walking, the infant use hip and knee mainly. This showed that ankle movement develope slowly. In short, ankle movement is very sensitive and subtle because many kinds of muscle(for example, anterior tibial musculi, gastrocnemius muscle)are involved in ankle movement. Infant need more time to develope these complicated motion.