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Title Page 2

Contents 5

Abstract 10

Chapter 1. INTRODUCTION 12

1. Importance of research 12

2. Purpose of research 16

3. Hypothesis 17

Chapter 2. LITERATURE REVIEW 19

1. Chronic ankle instability 19

2. Sensorimotor dysfunction 20

3. Postural control impairments 21

4. Sensory organization strategies 23

5. Sensory dependence in CAI 24

6. Center of pressure parameters for postural control assessment 25

Chapter 3. METHOD 27

1. Study design 27

2. Participants 29

3. Test procedure 30

3.1. Sensory feedback manipulation for sensory organization in CAI 33

3.2. Visual disrupt by stroboscopic goggles 33

3.3. Somatosensory disrupt by Airex foam pad 35

4. Data processing 36

4.1. Center of pressure (COP)-based parameters 36

4.2. Percent change score of COP parameters 36

5. Statistical analysis 38

Chapter 4. RESULTS 39

1. Participant demographics 39

2. Sensory organization in response to normal to disrupted visual feedback 41

3. Sensory organization in response to normal to disrupted somatosensory feedback 44

4. Sensory organization in response to normal to disrupted bi-sensory feedback 44

Chapter 5. DISCUSSION 49

1. Sensory organization in response to normal to disrupted visual feedback 49

2. Sensory organization in response to normal to disrupted somatosensory feedback 51

3. Sensory organization in response to normal to disrupted bi-sensory feedback 53

4. Clinical implication 55

5. Limitations and recommendations for future studies 57

Chapter 6. CONCLUSION 58

References 59

Appendices 71

〈Appendix 1〉 Operational definition 71

〈Appendix 2〉 Health Questionnaire 76

〈Appendix 3〉 Cumberland Ankle Instability Tool 83

〈Appendix 4〉 Foot and Ankle Ability Measure 84

〈Appendix 5〉 Center of pressure (COP) measures taken during single-leg stance for 10 seconds under different levels of sensory conditions 86

〈Appendix 6〉 Balance reduction as % change in total area 87

〈Appendix 7〉 Balance reduction as % change in total velocity 88

〈Appendix 8〉 Balance reduction as % change in velocity-ML 89

〈Appendix 9〉 Balance reduction as % change in velocity-AP 90

논문요약 91

List of Tables 7

Table 1. Participant demographics 40

Table 2. Postural control decline during single-leg stance under low and high levels of visual disrupted feedback 42

Table 3. Postural control decline during single-leg stance under low and high levels of somatosensory disrupted feedback 45

Table 4. Postural control decline during single-leg stance under low and high levels of bi-sensory disrupted feedback 47

List of Figures 8

Figure 1. General representation of the postural control system 22

Figure 2. Flowchart of study design 28

Figure 3. Single-leg balance tests under different levels of sensory conditions 32

Figure 4. Stroboscopic goggles (A. Opaque and clear view, B. 8 levels of visual disruption) 34

Figure 5. Airex Balance foam pad (A. Solid-foam pad, B. Cloud-foam pad) 35

Figure 6. Center-of-pressure trajectory measured using a force plate.... 37

Figure 7. Group-by-sensory disruption level interaction in postural control decline under visual... 43

Figure 8. Group differences in % change in postural control decline under somatosensory... 46

Figure 9. Group differences in % change in postural control decline under bi-sensory disruption... 48

초록보기

 만성 발목 불안정성 (Chronic ankle instability, CAI)은 자세제어 능력 감소 및 감각 조직화 전략의 변화 등 다양한 감각운동의 결손과 관련이 있다. 감각 조직화는 시각, 전정계, 체성감각 정보를 통합하고 우선순위를 조절하는 중추신경계의 기능으로, 균형 유지에 필수적이다. 그러나 CAI 환자에게서 다양한 유형과 난이도의 감각 피드백 교란 상황에서의 자세제어를 위한 감각 조직화 메커니즘은 여전히 명확히 밝혀지지 않았다. 따라서 본 연구는 CAI 환자들이 시각 및 체성감각 입력이 개별적으로 또는 동시에, 낮은 레벨과 높은 레벨로 방해될 때 외발서기 자세제어 반응에 어떻게 변화를 보이는지를 확인하는 것을 목적으로 하였다. 총 52명 (26명의 CAI 환자, 26명의 건강한 대조군) 이 본 연구에 참여하였으며, 무작위로 제시된 7가지 감각 피드백 조건에서 힘판 (Force plate, AMTI) 위에 맨발로 외발서기 정적 균형(Single-leg balance, SLB) 평가를 수행하였다. 자세제어는 압력 중심 (Center-of-pressure, COP) 측정 지표로써 총 면적, 총 속도, 그리고 좌우 방향의 평균 속도를 사용하여 평가하였다. 자세제어 평가는 정상 감각 조건 대비 방해된 감각 조건 간 COP 변화율(%)로 산출되었으며, 변화율이 클수록 자세제어 감소가 더 크다는 것을 의미한다. 2×2 반복 측정 분산분석 (ANOVA) 결과, 시각 방해 조건에서 유의한 상호작용이 나타났다 (Total velocity: F=4.886, p=0.032, Velocity-ML: F=6.420, p=0.014). CAI 그룹은 낮은 레벨의 시각 방해 조건에서 대조군보다 15% 더 큰 자세제어 감소를 보였으나 (p〈0.05), 높은 레벨에서는 그룹 간 차이가 없어 시각 방해 조건에 대한 비선형적 반응을 확인하였다. 체성감각 및 복합 감각 (시각 +체성감각) 방해 조건에서는 유의한 상호작용은 없었지만, 그룹 주효과는 유의하게 나타났다 (p〈0.05). 이는 체성감각 방해 조건에서는 두 그룹 모두 유사한 자세제어 감소를 보여 (대조군: 15–30%, CAI: 25–50%), CAI 그룹이 고유수용감각 결손에도 불구하고 감각 조직화 전략이 유지됨을 시사한다. 시각과 체성감각이 동시에 방해된 복합 감각 방해 조건에서는 자세제어 감소가 가장 뚜렷하게 나타났으며, 대조군은 60-90%, CAI 그룹은 90–120% 감소하여 (p〈0.05) 이중 감각 방해 환경이 CAI 그룹의 자세안정성을 크게 악화시킨다는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 CAI 환자들은 체성감각 결손이 있음에도 불구하고, 중추 감각운동 통합 및 감각 재가중 기능이 어느정도 유지되고 있음을 시사한다. 그러나 시각교란에서 나타난 비선형적 반응은 통제된 환경이나 가상현실을 활용한 후속 연구를 통해 추가 검증이 필요할 것이다. 그럼에도 불구하고, 다감각 재활 전략이 CAI 환자의 보존된 감각 조직화 능력을 활용하여 실제 환경에서 자세안정성을 향상시킬 수 있는지 향후 연구에서 탐색되어야 할 것이다.

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