A Case Study on Foot Types and Body Deformation for Custom Footwear Design -Focused on Elderly Women-

2. 1. 실버세대를 위한 맞춤형 신발설계

실버세대는 청ㆍ장년층에 비해 신체활동이 감소할 뿐만 아니라 근육의 탄성과 근력이 감소하는 등 작은 충격에도 부상이 잘 발생한다. 또한 이기청, 최천진(Lee and Choi, 2000)에 의하면, 신체의 노화는 근신경계의 기능을 감소시켜 신체의 평형감각도 저하시킨다고 하였다. 실버세대는 칼슘 부족으로 연골이 빠져나가 뼈 모양이 변하기도 하며, 관절염 등에도 취약하다.

정석길, 이상도(Jung and Lee, 2001)는 수십 년간 신발을 착용한 실버세대는 청ㆍ장년층과는 발 모양에 차이가 있으며, 신발 설계 시 고려해야 할 발의 부위에도 개인 별 차이가 있다고 하였다. 따라서 실버세대는 발의 변형을 유발시키는 신발을 피하고, 어떤 세대보다 발의 형태를 고려한 맞춤형 신발이 필요하다.

2. 2. 발과 신체의 변형

발의 변형에는 아치 변형과 발가락 변형이 있다.

첫째, 아치의 변형에는 편평족, 요족 등이 있다. 편평족은 아치가 편평한 형태이다. 오봉석(Oh, 2012)은 아치가 낮으면 보행 시, 가자미근의 움직임이 50% 이상 증가되어 아킬레스건이 뒤틀리며, 골반을 밑으로 쳐지게 한다고 하였다. 요족은 내측 아치가 파인 형태이다. 아치가 높으면 근골격이 비틀리며, 다리가 O, X자형이 되기도 한다. 또한 박승범 등(Park et al, 2009)에 의하면 요족은 접지면적을 감소시켜 움직임을 제한하며, 체중분산 효과가 낮아 충격흡수 능력도 저하된다고 하였다.

둘째, 발가락의 변형에는 건막류, 소건막류 등이 있다. 건막류 변형은 무지외반증이라고도 한다. 엄지발가락이 발의 비골 경계 방향으로 틀어져 새끼발가락 쪽으로 굴곡된 형태로, 증상이 없는 경우도 많지만, 제 1중족골의 두부 내측 돌출부가 계속 마찰되므로 압박과 통증을 일으키기도 한다. 건막류는 선천적 요인으로 부척골 관절이 기울어지거나, 후천적 요인으로 발에 무리가 가는 신발 착용이 원인이 될 수 있다. 특히 하이힐 등 굽이 높거나 볼이 좁은 신발 착용으로 많이 발생한다. 오봉석(Oh, 2012)에 의하면, 건막류는 10:1 비율로 여성이 남성보다 인체 직립관절인 어깨, 엉덩이, 발목 등의 변형을 가져와 관절질환을 발병시킬 가능성이 높다고 하였다. 소건막류는 새끼발가락이 돌출되어 새끼발가락의 뿌리 관절이 엄지발가락 쪽으로 휘면서 튀어나와 신발에 닿아 걷거나 서 있을 때 통증을 일으킨다. 선천적으로 발볼이 넓거나, 발볼보다 볼이 좁은 신발 또는 굽이 높은 신발의 지속적인 착용이 발생 원인으로, 엄지발가락이 튀어나오는 건막류를 동반하기도 한다. 소건막류는 굳은살, 티눈 등의 발생이 쉽고, 통증이 심한 경우에는 정상적인 보행이 어렵다. 그리고 무릎이나 발목, 허리 등에 통증과 변형을 유발하기도 한다.

3. 1. 연구문제

본 연구는 맞춤형 신발설계를 위한 기초연구로, 실버세대 여성을 대상으로 발(아치, 발가락)과 신체(어깨, 엉덩이, 무릎) 변형에 관한 사례연구를 실시하였다.

본 연구에서 설정한 구체적인 연구문제는 다음과 같다.

• 첫째, 아치각에 따라 발의 형태를 조사한다.둘째, 아치각과 신체 변형을 분석한다.
• 셋째, 발끝각에 따라 발의 형태를 조사한다.
• 넷째, 발끝각과 신체 변형을 분석한다.

3. 2. 실험방법

발과 신체의 계측은 다음과 같은 방법으로 진행하였다.

피험자는 부산에 거주하는 50~70대 여성 12명(50~55세 2명, 56~60세 4명, 60~65세 5명, 66~70세 1명)으로, 인체에 핏트한 긴팔 티셔츠와 긴바지를 입고 맨발로 실험에 참가하였다. 2016년 12월 20일부터 23일까지 발의 변화가 거의 없는 오전 9~12시 사이에 발과 신체 스캔을 실시하였다. EVA 3D 스캐너(Artec社)를 사용하여 발은 피험자를 의자에 앉게 하고, 각각 좌우 한 발씩, 신체는 체중을 양발에 고르게 분산시킨 맨발의 직립 상태에서 스캔하였다. 발과 신체의 3D 스캔 영상은 Rhino 5.0으로 측정하였다.

발은 아치각과 발끝각의 2항목을 측정하였다.

아치각에 따른 발의 형태는 정석길, 이상도(Jung and Lee, 2001)의 연구에서 제시된 편평족형(Flat Foot Type), 정상형(Noraml Type), 경도형(Low Type), 중등도형(Middle Type), 강도형(Obstuse Type)으로 분류하였다(Table 1).

Table 1

Arch Angle Measurement Method

발끝각에 따른 발의 형태는 문명옥(Moon, 1993)의 연구에서 제시된 정상형(Normal Type), 변형형(Deformed Type)으로 분류하였다(Table 2).

Table 2

Toe Angle Measurement Method

신체 측정은 사이즈코리아(sizekorea.kats.go.kr)의 한국인 인체표준정보 DB 구축에 사용된 항목과 오봉석(2012)의 연구에서 체형균형도 측정에 사용된 항목인 어깨 높이, 어깨 경사각, 엉덩이 높이, 무릎 높이의 4항목을 측정하였다. 어깨는 장수정, 정연, 성수광(Jang, Jung and Sung, 1999)에 의하면, 승모근에 따라 모양이 바뀐다고 하였다. 따라서 어깨 높이와 경사각을 각각 측정하여 분석하였다.

Table 3

Body Measurement Method

발끝각에 따른 발의 형태는 문명옥(Moon, 1993)의 연구에서 제시된 정상형(Normal Type), 변형형(Deformed Type)으로 분류하였다(Table 2).

4. 1. 아치각에 따른 발의 형태

아치각에 따라 피험자들의 발의 형태를 조사한 결과, 편평족형, 정상형, 경도형, 중증도형, 강도형 중, 아치각이 30도 이상 45도 미만인 중증도형 10명(A, B, C, D, F, G, H, I, K, L), 아치각이 45도 이상인 강도형 2명(E, J)으로 나타났다(Table 4). 실버세대 여성들의 편평족형, 정상형, 경도형 발은 없었으며, 정상 아치각인 15도 보다 높은 중등도형과 강도형으로 나타났다. 이는 고연령일수록 발의 아치각이 높아져 발의 아치 변형이 심각하다는 임현균 등 (Lim et al, 2001)의 연구 결과와 일치한다.

그리고 좌우 아치각이 같은 피험자는 1명(A)으로 나머지 11명(B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L)의 피험자들은 좌우 아치각의 차가 1~5도로 좌측발과 우측발의 형태에 차이가 있다. 그 중, 좌측발이 우측발보다 높은 아치각을 지니고 있는 피험자가 8명(B, F, G, H, I, J, K, L)으로, 이는 임현균 등 (Lim et al, 2001)의 연구

Table 4

Foot Type according to Arch Angle

4. 2. 아치각 발의 형태와 신체 변형

아치각 발의 형태와 어깨, 엉덩이, 무릎의 신체 변형을 분석한 결과는 다음과 같다(Table 5).

아치각 발의 형태와 어깨 변형에서 중증도형 10명 피험자 중, 4명(A, B, F, I)은 좌측으로, 2명(G, K)은 우측으로 기울어져 있고, 4명(C, D, H, L)은 비교적 좌우 균형을 이루고 있다. 강도형 2명(E, J)은 모두 좌측으로 기울어져 있다.

아치각 발의 형태와 엉덩이 변형에서 중증도형 10명 피험자 중, 3명(C, D, H)은 좌측으로, 1명(K)은 우측으로 기울어져 있고, 6명(A, B, F, G, I, L)은 비교적 좌우 균형을 이루고 있다. 강도형 2명(E, J)은 모두 비교적 좌우 균형을 이루고 있다.

아치각 발의 형태와 무릎 변형에서 중증도형 10명 피험자 중 4명(D, G, H, K)은 우측으로 기울어져 있고, 6명(A, B, C, F, I, L)은 비교적 좌우 균형을 이루고 있다. 강도형 2명(E, J)은 모두 우측으로 기울어져 있다.

아치각 발의 형태와 신체 변형에서 중증도형 피험자들은 비교적 좌우 균형을 이루며, 강도형 피험자들은 어깨는 좌측으로, 무릎은 우측으로 기울어져 있어, 중증도형 피험자들보다 신체 변형이 심하다.

강도형의 E(67세) 피험자는 어깨 높이 10mm, 경사각 10도의 차이로 우측이 높고, 무릎 높이는 16mm의 차이로 좌측이 높아 심하게 좌우 불균형하다. 이 피험자는 과거, 서비스 직종 종사로, 오래 기간 하이힐을 신고 서있는 빈도가 높은 것으로 조사되었다. 그리고 장기간 부적합한 신발 착용도 원인으로 작용하였을 것으로 사료된다.

강도형의 J(55세) 피험자는 어깨 높이 6mm의 차이로 우측이 높고, 무릎 높이가 7mm의 차이로 좌측이 높지만, 강도형의 E(67세) 피험자보다 신체 변형이 다소 적었다. 이는 나이에 따른 노화 현상이 원인으로 사료된다. 하지만 이 피험자는 보행 시 좌우 흔들림과 평상 시 다리에 쥐가 많이 나며, 발가락에는 굳은살이 많이 있었다. 따라서 발 관리가 요구된다.

Table 5

Arch Angle Type and Body Transformation

4. 3. 발끝각에 따른 발의 형태

발끝각에 따라 피험자들의 발의 형태를 조사한 결과, 정상형, 변형형 중, 발끝각이 160도 이상인 정상형 2명(I, L), 발끝각이 160도 미만인 변형형 7명(C, E, F, G, H, J, K), 좌측발은 정상형이나 우측발만 변형형인 우변형형 3명(A, B, D)으로 나타났다(Table 6). 실버세대 여성들의 발끝각 형태는 일반적인 성인들의 발끝각 형태인 정상형, 변형형 외, 좌측발은 160도 이상이며, 우측발만 발끝각이 160도 미만인 우변형형이 추가로 나타났다.

그리고 좌우 발끝각이 동일한 피험자는 한 명도 없었으며, 피험자들은 좌우 발끝각의 차가 1~14도로 좌측발과 우측발 모양에 차이가 있었다.

실버세대 여성들에게 발끝각의 변형형이 많이 나타난 것은 굽이 높은 신발의 착용으로 체중이 구두의 좁은 끝부분으로 쏠림 현상 때문이다. 오봉석(Oh, 2012)에 의하면, 이는 엄지발가락이 검지발가락으로 휘게 되는 건막류(무지외반증)를 초래한다고 하였다.

Table 6

Foot Type according to Toe Angle

4. 4. 발끝각 발의 형태와 신체 변형

발끝각 발의 형태와 어깨, 엉덩이, 무릎의 신체 변형을 분석한 결과는 다음과 같다(Table 7).

발끝각 발의 형태와 어깨 변형에서 정상형 2명 피험자 중, 1명(I)은 좌측으로 기울어져 있고, 1명(L)은 비교적 좌우 균형을 이루고 있다. 변형형 7명 피험자 중, 3명(E, F, J)은 좌측으로, 2명(G, K)은 우측으로 기울어져 있고, 2명(C, H)은 비교적 좌우 균형을 이루고 있다. 우변형형 3명 피험자 중 2명(A, B)은 좌측으로 기울어져 있고, 1명(D)은 비교적 좌우균형을 이루고 있다.

발끝각 발의 형태와 엉덩이 변형에서 정상형 2명(I, L)은 모두 비교적 좌우 균형을 이루고 있다. 변형형 7명 피험자 중, 2명(C, H)은 좌측으로, 1명(K)은 우측으로 기울어져 있고, 4명(E, F, G, J)은 비교적 좌우 균형을 이루고 있다. 우변형형 3명 피험자 중, 1명(D)은 좌측으로 기울어져 있고, 2명(A, B)은 비교적 좌우 균형을 이루고 있다.

발끝각 발의 형태와 무릎 변형에서 정상형 2명(I, L)은 모두 비교적 좌우 균형을 이루고 있다. 변형형 7명 피험자 중 5명(E, G, H, J, K)은 우측으로 기울어져 있고, 2명(C, F)은 비교적 좌우 균형을 이루고 있다. 우변형형 3명 피험자 중 2명(A, B)은 비교적 좌우 균형을 이루고 있고, 1명(D)은 우측으로 기울어져 있다.

발끝각 발의 형태와 신체 변형에서 정상형 피험자들은 비교적 좌우 균형을 이루며, 변형형 피험자들은 어깨는 좌측으로, 무릎은 우측으로 기울었고, 우변형형 피험자들은 어깨만 좌측으로 기울었다.

변형형의 C(56세) 피험자는 엉덩이 높이 16mm의 차이로 우측이 높고, 아치각 형태도 중증도형으로 발 변형이 심하였다. 이 피험자는 좌우 엉덩이 높이의 차가 다른 피험자보다 가장 크다. 조선비즈(2017) 기사에 따르면, 요족은 골반 비대칭으로 인해 하지 길이에 차이가 난다고 하였다.

변형형의 E(67세) 피험자는 발끝각이 좌 138도, 우 129도로 12명의 피험자 중 엄지발가락이 검지발가락 쪽으로 휜 각도가 가장 크다. 이 피험자는 피험자 중 연령이 가장 높고, 아치각 발의 형태도 강도형으로 발 변형이 가장 심하였다. 특히, 좌우 무릎 높이의 차가 다른 피험자보다 가장 커 좌우 불균형한 신체를 가지고 있다. 이는 무지외반증이 있는 노년기 여성들의 경우, 머리가 오른쪽으로 기울어질 경우 어깨는 왼쪽으로 기울어지는 양상을 보이고 있어 좌우 불균형한 신체 변형 사례를 보여주는 오봉석(Oh, 2012)의 연구결과와 일치한다.

Table 7

Toe Angle Type and Body Transformation