Identification of Spastic Joint Pathologies using Isokinetic Movement

등속운동을 이용한 경직성 관절장애 정량화

The purpose of this study is to evaluate the possibility of identifying joint damping property through commercially available isokinetic ergometer (BIODEX). The proposed method is to estimate the damping torque of the knee joint from the difference between the external joint torque for maintaining isokinetic movement and the gravity torque of the lower leg. The damping torque was estimated at various joint angular velocities, from which the damping property would be derived. Measurement setup was composed of the BIODEX system with an external force sensor and Labview system. Matlab was used in the analysis of the damping property. The experimental result showed that the small variation in angular velocity due to acceleration and deceleration of the crank arm resulted in greater change of inertial torque than the damping torque. Therefore, the estimation of damping property from the isokinetic movement is difficult.

본 연구의 목적은 관절계 댐핑특성을 상용 에르고미터(BIODEX)의 등속운동을 이용하여 파악할 수 있는지를 평가하는 것이다. 제안된 방법은 등속운동을 유지하기 위해 인가한 외부토크와 하퇴의 관성토크의 차로부터 슬관절의 댐핑토크를 계산하는 것이다. 댐핑토크는 여러 가지 관절각속도에서 산출되었고, 이로부터 댐핑특성을 유도하였다. 실험장치는 BIODEX 시스템과 별도의 힘센서 및 Labview 시스템으로 구성되었다. 댐핑특성의 해석에는 Matlab을 사용하였다. 실험결과로부터 등속운동의 기동 및 종료를 위한 크랭크 암의 가속 및 감속으로 인한 미세한 각속도의 변화가 댐핑토크의 영향보다 큰 관성토크를 유발하는 것을 알 수 있었다. 따라서, 현재의 등속운동장비로는 댐핑특성을 추정하기가 어렵다고 보여진다.