Heat flux measured at the lower-limb skin surface during walking is a physiological signal that reflects the combined effects of local heat loading and heat-transfer responses induced by exercise. However, quantitative evidence regarding its dynamic characteristics and determining factors during gait remains limited. This study aimed to (i) quantify lower-limb heat flux during walking using a first-order system model and (ii) investigate the contributions of anatomical and biomechanical factors to heat-flux characteristics. Twelve healthy adults performed 20-minute treadmill walking trials at three speeds (1.0, 1.25, and 1.5~m/s) in randomized order. Heat flux was measured at the anterior/posterior shank, anterior/posterior thigh, and chest, while ground reaction forces and ATT were recorded concurrently. Heat-flux signals were fitted with a first-order exponential model to extract steady-state amplitude and time constants, and correlations with gait biomechanical indices were examined. Shank heat-flux signals showed stable first-order response patterns, whereas thigh measurements exhibited higher variability, indicating limitations of a single first-order model at that site. Steady-state amplitude increased consistently with walking speed, while the time constant remained approximately 200~s and was relatively insensitive to speed, suggesting that response magnitude and response speed are governed by different mechanisms. ATT showed weak and inconsistent associations with heat-flux metrics, with only limited relationships observed for the shank time constant under specific conditions. In contrast, peak propulsive anterior--posterior ground reaction force and center-of-mass positive mechanical work were positively associated with heat-flux amplitude, indicating that skin heat flux can reflect gait propulsion and whole-body mechanical demand. In summary, this study provides a compact parameterization of lower-limb heat flux during walking and highlights site-specific stability and propulsion-related biomechanical determinants, supporting the development of wearable heat-flux-based biomonitoring frameworks.

보행 중 하지 피부 표면 열유속(heat flux)은 운동으로 인해 발생하는 국소 열부하와 열전달 반응이 결합된 생리 신호이지만, 보행 조건에서 열유속 신호의 동특성과 이를 결정하는 요인에 대한 정량적 근거는 부족하다. 본 연구는 보행 중 하지 열유속을 1차 시스템 모델로 정량화하고, 열유속 변화특성에 영향을 미치는 해부학적 및 보행 역학적 요인의 기여를 규명하는 것을 목적으로 하였다. 총 12명의 건강한 성인이 트레드밀에서 세 가지 속도(1.0, 1.25, 1.5~m/s)로 각각 20분 보행을 무작위 순서로 수행하였다. 열유속은 정강이 앞·뒤, 허벅지 앞·뒤, 가슴에서 측정하였고, 지면반력과 피하지방두께를 동시에 기록하였다. 열유속 신호는 1차 지수함수 모델로 피팅하여 정상상태 증가량과 시상수를 추출하고, 보행 역학적 지표와의 상관관계를 분석하였다. 정강이 열유속은 높은 비율로 1차 응답 개형을 보여 신호 안정성이 우수했으나, 허벅지는 변동성이 커 1차 모델의 적용 한계가 확인되었다. 정상상태 증가량은 보행 속도 증가에 따라 일관되게 증가한 반면, 시상수는 약 200초 내외로 속도에 둔감하여 반응 크기와 반응 속도가 서로 다른 메커니즘에 의해 조절될 가능성을 시사하였다. ATT는 전반적으로 열유속 증가량과의 상관이 약했으며, 일부 조건에서 정강이 시상수와 제한적인 관련만 나타났다. 반면 추진 구간 전진방향 지면반력 최대값 및 무게중심 양의 역학일은 열유속 증가량과 정합적인 양의 상관을 보여, 표면 열유속이 보행 추진 기능과 전신 역학적 부담을 반영할 수 있음을 확인하였다. 결론적으로, 본 연구는 보행 중 하지 열유속을 간결한 매개변수로 정량화하고, 부위별 안정성 차이 및 추진 관련 역학 요인과의 연관성을 제시함으로써 웨어러블 열유속 센서 기반 모니터링의 해석 기준과 설계 방향을 제공한다.