포스 플랫폼

힘 플랫폼 또는 힘판은 균형, 걸음걸이 및 기타 생물역학 매개변수를 정량화하기 위해 그 위에 서 있거나 그 위를 가로질러 움직이는 신체에 의해 발생하는 지반 반응력을 측정하는 측정 기구다.응용의 가장 흔한 영역은 약과 스포츠다.null

작전

가장 간단한 힘 플랫폼은 하나의 받침대가 달린 판으로 부하전지로 계측된다.더 나은 설계에는 사각형 판이 한 쌍 있지만, 삼각형도 작동할 수 있지만, 그 사이에 하중 셀이나 3축력 변환기가 모서리 사이에 있다.^[1]null

단일 힘 플랫폼과 마찬가지로 이중 힘 플랫폼을 사용하여 쌍다리 시험의 성능과 일방적인 점프와 등축 시험의 강도 및 힘의 비대칭성을 평가할 수 있다.그러나 이중 림프 테스트 중 사지 사이의 힘 분포를 평가하여 힘의 비대칭과 보상 전략에 대한 중요한 정보를 밝혀냄으로써 신경근육 상태에 대한 추가적인 지능을 제공한다.^[2][3]null

가장 간단한 힘판은 플랫폼의 기하학적 중심에서 힘의 수직 요소만을 측정한다.보다 발전된 모델은 표면에 가해지는 단일 등가력 및 그 적용 지점(일반적으로 압력 중심(CoP)이라 불리며, 힘의 수직 모멘트)의 3차원 구성요소를 측정한다.^[4]원통형 힘판은 브레이싱을 포함한 목동 운동을 연구하기 위해 제작되었다.null

힘 플랫폼은 변형기(힘 및 모멘트 변환기) 유형에 의해 단일 페달 또는 다중 페달로 분류될 수 있으며, 각각 장점과 단점이 있는 스트레인 게이지, 압전 센서, 정전용량 게이지, 피에조리스틱 등이다.^[5]단일 받침대 모형은, 때로는 부하 셀이라고 불리기도 하며, 작은 면적에 가해지는 힘에 적합하다.걸음걸이 분석과 같은 움직임 연구의 경우, 최소 3개의 받침대와 보통 4개의 힘 플랫폼을 사용하여 판을 가로질러 이동하는 힘을 허용한다.예를 들어, 걷는 동안 땅바닥의 반응력은 발뒤꿈치에서 시작하여 엄지발가락 근처에서 끝난다.^[4]null

힘 플랫폼은 압력 중심을 너무 정량화하지만 적용된 힘 벡터를 직접 측정하지 않는 압력 측정 시스템과 구별되어야 한다.압력 측정판은 시간 경과에 따른 발 아래의 압력 패턴을 정량화하는 데 유용하지만 적용된 힘의 수평 또는 전단 구성 요소를 정량화할 수는 없다.^[4]null

힘 플랫폼으로부터의 측정은 독립적으로 연구하거나, 이동 원리를 이해하기 위한 사지 운동학 같은 다른 데이터와 결합될 수 있다.유기체가 포스 플레이트에서 스탠딩 점프를 하는 경우 플레이트에서 나온 데이터만으로도 기본물리학을 이용해 가속도, 작업, 출력, 점프 각도, 점프 거리 등을 계산하기에 충분하다.다리 관절 각도와 힘 판 출력의 동시 비디오 측정은 역역학이라는 방법을 사용하여 각 관절에서 토크, 작업 및 동력을 결정할 수 있다.null

최근 기술 발전

기술의 발전으로 플랫폼이 운동학 분야에서 새로운 역할을 맡게 되었다.전통적인 실험실 등급의 힘판은 (보통 수천 개의 값) 일반 임상의에게는 매우 비현실적으로 만들었다.하지만 닌텐도는 2007년 위 밸런스 보드(WBB)(일본 교토 닌텐도)를 도입해 포스 플레이트가 될 수 있는 구조를 바꿨다.2010년까지, WBB는 100달러 미만의 비용으로 "금 표준" 실험실 등급의 힘 판과 직접 비교할 때 무게 분포를 측정할 수 있는 유효하고 신뢰할 수 있는 도구라는 것이 밝혀졌다.^[6]더욱 그렇다, 이것은 건강한 인구와 임상 인구 모두에서 검증되었다.^[7][8]이것은 WBB의 모서리에서 발견된 4개의 힘 변환기 때문에 가능하다.이러한 연구는 보드와 통합할 수 있는 랩뷰(National Instruments, Austin, TX, USA)와 같은 맞춤형 소프트웨어를 사용하여 수행되어 시험 중 신체 흔들림이나 CoP 경로 길이를 측정할 수 있다.WBB와 같은 포스트루로그래피 시스템을 갖는 것의 또 다른 이점은 이동성이 있어서 전세계 임상의들이 현재 사용 중인 주관적인 임상적 균형 평가에 의존하지 않고 신체의 흔들림을 정량적으로 측정할 수 있다는 것이다.null

디지털 트렌드에 따르면 닌텐도의 Wii와 WiiU 후속 제품은 2016년 3월 현재 모두 단종됐다.이는 의료 측정을 위해 재구매된 저렴한 기성 소비재 제품 채택에서 발생하는 문제 중 하나를 예시한다.그러한 채택과 관련된 추가적인 문제는 전 세계의 규제 및 표준 기관에서 발생한다.환자 균형과 이동성 성능을 측정하는 데 사용되는 힘 플랫폼은 미국 식품의약국(FDA)이 Class I 의료기기로 분류한다.따라서 ISO(국제표준기구)에서 정한 특정 품질 표준에 따라 제조해야 한다.ISO 9001 품질 관리 원칙 또는 ISO 13485 의료기기 품질 관리 시스템유럽연합(EU)의 MDD(Medical Device Directive)도 의료측정에 사용되는 힘 플랫폼을 I등급 의료기기로 분류하고 그러한 의료용 애플리케이션에 대한 유럽연합의 수입과 사용을 위해 의료 CE 인증을 요구한다.최근 주목할 만한 표준인 ASTM F3109-16 다중축 힘 측정 플랫폼 검증을 위한 표준 시험 방법은 제조자와 사용자가 작업 표면의 범위에서 힘 플랫폼의 성능을 검증할 수 있는 프레임워크를 제시한다.이와 같은 표준은 의료용 등급 힘 플랫폼 제조업체가 환자 모집단에 대한 측정치가 정확하고 반복 가능하며 신뢰할 수 있도록 보장하기 위해 사용한다.요컨대, 저렴한 소비자 등급 엔터테인먼트 구성요소는 그러한 제품의 연속성 결여와 그러한 응용 프로그램에 대한 법적, 규제적, 그리고 아마도 질적 부적응성을 고려할 때 의료 측정에서 좋지 않은 선택일 수 있다.^[9]null

Use In Sport

힘판은 운동선수들이 능력, 힘, 불균형을 만들어내는 힘에 접근하기 위해 스포츠에서 일반적으로 사용된다[1].연습자는 훈련의 필요성, 훈련 준비 상태, 그리고 놀이 과정으로의 복귀 동안에 힘판을 사용하여 평가할 수 있다.null

스포츠에서 대표적인 힘판 평가로는 대응점프(CMJ), 스쿼트점프(SJ), 낙하점프(DJ), 대응반동점프, 등축중퇴부 당김(IMTP) 등이 있다.null

실무자들은 포스 플레이트를 사용할 때 어떤 지표를 추적해야 하는지를 이해하는 데 종종 어려움을 겪는다.치체스터 대학교의 대표적인 생물역학자가 포스 플레이트 지표를 쉽게 선택할 수 있는 시스템을 만들었다.이 시스템은 제이슨 레이크 박사에 의해 'ODSF 시스템'이라고 불린다.null

역사

연대기

•1976• Advanced Mechanical Technology, Inc. (AMTI)는 보스턴 아동 병원의 생체역학 실험실에서 보행 분석을 위해 상용화된 최초의 스트레인 게이지 힘 판을 제작했다.^[10]null

•2017• Hawkin Dynamics는 최초의 무선 포스 플랫폼과 모바일 앱을 개발했다.null

참고 항목

• 걸음걸이 분석
• 포스투로그래피

참조