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Method Article
발의 기능적 코어 안정성은 인간의 정적인 자세와 역동적인 활동에 기여합니다. 이 논문은 세 가지 하위 시스템을 결합한 풋 코어 시스템의 기능에 대한 포괄적인 평가를 제안합니다. 다양한 인구 집단에서 발 기능을 탐구하기 위한 인식 제고와 다각적인 프로토콜을 제공할 수 있습니다.
몸과 지면을 연결하는 복잡한 구조인 발은 인간의 정적 및 동적 활동에서 자세 조절에 기여합니다. 발 코어는 수동, 능동 및 신경 하위 시스템의 기능적 상호 의존성에 뿌리를 두고 있으며, 이는 발 움직임과 안정성을 제어하는 발 코어 시스템으로 결합됩니다. 하중을 담당하는 발 아치 (수동 하위 시스템)는 발의 기능적 핵심으로 간주되며 정상적인 발 기능을 위해 안정성이 필요합니다. 발의 기능적 이상은 발가락 굴곡근의 약화, 비정상적인 발 자세, 발바닥 감각 민감도 저하 등 노인에서 널리 보고되고 있습니다. 이 논문에서는 발 코어 하위 시스템을 기반으로 발 기능을 평가하기 위한 포괄적인 접근 방식을 소개합니다. 발 내재근과 외외근의 강도와 형태를 사용하여 발 근육(활성 하위체계) 기능을 평가했습니다. 돔 근력 시험은 발 고유 근육의 기능을 결정하기 위해 적용되었으며, 발가락 굴곡 강도 시험은 외적 근육의 기능에 더 중점을 두었습니다. 배꼽 낙하 테스트와 발 자세 지수를 적용하여 발 아치(수동 하위 시스템) 기능을 평가했습니다. 신경 하위 시스템의 경우 발바닥 빛 터치 역치 테스트와 2점 판별 테스트를 사용하여 발의 9개 영역에서 발바닥 촉각 감도를 평가했습니다. 이 연구는 노인 및 기타 인구의 발 코어 기능에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.
인간의 발은 발에 부착되는 뼈, 근육 및 힘줄로 구성된 매우 복잡한 구조입니다. 하지의 한 부분인 발은 지지 표면과 지속적으로 직접 접촉하므로 체중 부하 작업에 기여합니다1. 근육과 수동 구조 사이의 복잡한 생체 역학적 상호 작용을 기반으로 발은 충격 흡수에 기여하고 불규칙한 표면을 조정하며 운동량을 생성합니다. 증거에 따르면 발은 자세 안정성, 걷기 및 달리기에 의미 있는 기여를 합니다 2,3,4.
2015년 McKeon5가 제안한 새로운 패러다임에 따르면, 발 코어는 수동, 능동 및 신경 하위 시스템의 기능적 상호 의존성에 뿌리를 두고 있으며, 이는 발 움직임과 안정성을 제어하는 발 코어 시스템으로 결합됩니다. 이 패러다임에서 발 뼈 해부학은 종방향 아치와 횡방향 중족골 아치를 포함하는 기능적 하프 돔을 형성하고 하중 변화에 유연하게 적응합니다6. 이 하프 돔과 인대와 관절 캡슐을 포함한 수동 구조는 수동 하위 시스템을 구성합니다. 또한 활성 하위 시스템은 발 고유 근육, 외부 근육 및 힘줄로 구성됩니다. 내재성 근육은 발 아치, 하중 의존성 및 조절을 지지하는 국소 안정제 역할을 하는 반면 외인성 근육은 전체 이동자로서 발 움직임을 생성합니다. 신경 하위체계의 경우, 족저근막, 인대, 관절낭, 근육 및 힘줄에 있는 여러 종류의 감각 수용체(예: 관절낭 수용체 및 피부 수용체)가 발 돔 변형, 보행 및 균형에 기여합니다 9,10.
몇몇 연구자들은 발이 두 가지 주요 방식으로 일상 활동에 기여한다고 추측했습니다. 하나는 기능적 아치와 하지 근육 사이의 조절을 통한 기계적 지원입니다. 다른 하나는 위치11에 대한 발바닥 감각 정보의 입력입니다. 발 코어 시스템에 기초하여, 발 자세, 내재적 및 외적 발 근육의 강도, 감각 감각을 포함한 이 시스템의 결함은 이동성과 균형의 약화를 유발할 수 있다 9,11,12,13.
그러나 나이가 들어감에 따라 발 또는 발가락 기형, 발 또는 발가락 힘의 약화, 발바닥 압력 분포, 발바닥 촉각 민감도 감소 등 발의 양상, 생체 역학, 구조 및 기능의 변화가 일반적으로 발생합니다 14,15,16,17. 발가락 기형의 존재와 외반의 중증도는 노인의 이동성 및 낙상 위험과 관련이 있다11,18. 더욱이 간과되던 발가락 굴곡근의 강도는 노인의 균형에 기여한다19. 한편, 노인은 당뇨병, 말초 동맥 질환, 신경병증 및 골관절염과 같은 병리와 관련된 발 질환을 가질 위험이 더 높습니다20,21.
특히 노인의 발에 대한 평가, 검사 및 건강 관리는 점점 더 많은 관심을 끌고 있습니다14,21. 그러나 발 코어 시스템의 기능에 대한 포괄적인 평가를 탐구하기 위한 연구는 제한적입니다. 수많은 연구가 통증과 손발톱, 피부, 뼈/관절 및 신경혈관 질환과 같은 노인의 발 병리학적 문제를 탐구하는 것을 목표로 했다 21,22,23. 일상 활동 중 기계적 지지와 감각 입력, 그리고 기능적 핵심 시스템으로서의 발의 역할을 인식하고 평가해야 하는데, 이는 이전 연구에서 무시되었습니다. 특히, 내인근과 외인근을 포함한 발의 활동적인 구성요소는 국부적 안정 및 글로벌 무버로 작용하여 정적인 자세와 역동적인 움직임에서 발의 안정성과 행동에 기여한다5.
발가락 굴곡 강도는 발 근육의 강도를 나타내는 것으로 보고되었으며, 발 기능과 균형 및 이동성과 같은 다른 건강 상황 사이의 관계를 탐구하는 데에도 활용된다 24,25,26. 본질적으로 발 근력은 내재성 근육과 외래 근육의 작용을 구별하는 데 국한됩니다. 더욱이, 종이 그립 테스트와 내재적 양성 테스트를 포함한 여러 테스트는 신뢰성과 타당성이 낮은 비정량적 테스트로 비판을 받았습니다 7,27. 최근 발의 내재적 근력을 정량화하기 위해 발 돔 근력에 대한 새로운 평가가 보고되었으며 타당성이 좋은 것으로 나타났습니다28. 도밍(짧은 발 움직임) 근력을 측정하여 고유 근육의 기능을 직접 정량화하는 데 기여합니다.
따라서 본 연구에서는 발 코어 시스템(foot core system)을 기반으로 노인 발의 특성, 특히 활성 하위체계(active subsystem)의 기능을 탐구하는 것을 목표로 하는 프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜은 노인의 수동, 능동 및 신경 하위 시스템을 포함한 발 코어 안정성을 조사하기 위한 포괄적인 평가를 제공합니다. 또한, 족저근막염, 평발, 당뇨병과 같은 여러 건강 상황에서 발 코어 기능의 변화가 보고되었다 24,29,30. 향후 연구에서는 다차원 측정에서 서로 다른 인구 집단의 발 기능을 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다.
이 연구는 상하이 스포츠 대학의 스포츠 의학 및 재활 센터에서 수행되었으며 상하이 스포츠 대학 윤리 위원회의 승인을 받았습니다(No. 102772020RT001). 테스트 전에 참가자들은 실험 목적과 절차에 대한 세부 정보를 받았습니다. 모든 참가자는 정보에 입각한 동의서에 서명했습니다.
1. 참가자 선정
2. 활성 하위 시스템
알림: 내인성 및 외인성 발 근육의 형태 및 강도 테스트는 활성 하위 시스템을 평가하는 데 사용됩니다.
그림 1: 3개의 고유 근육의 대표적인 초음파 이미지. (A) 납치범 환각의 두께 이미지; (B) 외전근 환각의 단면; (C) 굴곡근 brevis의 두께 이미지; (D) 굴곡근 brevis의 단면적; (E) quadratus plantae의 두께 이미지; 및 (F) quadratus plantae의 단면적. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: 3개의 외인성 근육의 대표적인 초음파 이미지. (A) 굴곡근 환각의 두께 이미지; (B) 굴곡근 환각의 단면적; (C) 비골 장근 및 브레비스 근육의 두께 이미지; (D) 비골 장근 및 골근의 단면적; 및 (E) 경골 전방의 두께 이미지. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: 발 근력 테스트. (A) 도밍 테스트; (B) 발가락 굴곡 강도 시험(FT1); (C) 발가락 굴곡 강도 시험(FT2-3); (D) 발가락 굴곡 강도 시험(FT2-5). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: 대표적인 발가락 굴곡 강도 플롯. 발가락 굴곡의 피크 힘은 선택한 피크 포인트 주변의 6개 데이터 포인트의 평균값으로 계산됩니다. 사용자 지정 소프트웨어에서는 잘못된 피크를 피하기 위해 피크 힘을 포함한 10개 지점이 상대적으로 안정적으로 유지되도록 프로그래밍되어 있으며, 이는 나머지 9개 지점이 피크 값의 ±0.5를 초과하지 않음을 의미합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5: 대표적인 돔 강도 플롯. 최대 자발적 수축력은 도밍 강도에 대해 계산됩니다. 고원 모양에서 힘 곡선이 어디에 있는지 결정하기 위해 움직일 수 있는 0.5초 창이 있으며, 수동으로 끌 수 있습니다. 돔의 강도는 선택 창의 평균값(0.5ms)을 계산하도록 프로그래밍되어 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
3. 패시브 서브 시스템
알림: ND 및 발 자세 지수-6(FPI-6) 테스트는 발 구조(수동 하위 시스템)를 평가하기 위해 적용되었습니다.
4. 신경 하부 시스템
참고: 신경 하위 시스템 평가에서 발바닥 빛 터치 임계값과 2점 판별기(TPD)를 적용하여 발바닥 민감도를 평가했습니다.
이 연구에서는 측정을 위해 84명의 참가자가 포함되었습니다. 젊은 그룹에는 평균 연령 22.4세 ± 2.9세, 키 1.60± 0.05m의 대학생 42명이 포함되었습니다. 노인 그룹에는 평균 연령 68.9± 3.3세, 키 1.59± 0.05m의 지역사회 거주 노인 42명이 포함되었습니다.
대표적인 활성 하위 시스템 결과
발 근육의 형태와 강도는 활성 하위 시스템의 기능을 결정하는 데 사용됩니다. 근?...
제시된 프로토콜은 노인의 발 특성을 측정하는 데 사용되며, 수동, 능동 및 신경 하위 시스템을 포함하여 발 코어 안정성을 조사하기 위한 포괄적인 평가를 제공합니다. 이 새로운 패러다임은 일상 활동에서 발을 안정시키고 감각 운동 기능을 유지하기 위해 상호 작용하는 발 기능을 조명합니다33. 이전 연구에서 연구원들은 발 기형을 탐구하는 데 더 많은 관심을 기울였습니다. ...
저자는 이해 상충이 없습니다.
저자들은 상하이 제10인민병원(YNCR2C022)의 사육 프로그램에 대한 자금 지원을 인정한다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Diagnostic Ultrasound System | Mindray | It is used in clinical ultrasonic diagnostic examination. | |
ergoFet dynamometer | ergoFet | It is an accurate, portable, push/pull force gauge, which is designed to be a stand-alone gauge for capturing individual force measurements under any job condition. | |
Height vernier caliper | It is an accurate measure tool for height. | ||
LabVIEW | It is a customed program software for strength analysis. | ||
Semmes-Weinstein monofilaments | Baseline | It consists of 20 pieces, and each SWM haves an index number ranging from 1.65 to 6.65, that is related with a calibrated breaking force. | |
Two-Point Discriminator | Touch Test | It is a set of two aluminum discs, each containing a series of prongs spaced between 1 to 15 mm apart. |
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