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문제 정의
- 앞으로 장시간 작업시 목의 근육부하의 평가, 근전도 등 생리학적, 생체역학적 분석을 통하여 객관화하는 연구, 또한 목 자체의 부하와 상지의 움직임과의 관계에 대해서도 연구가 필요하며, 실험 조건이 너무 많아 실험자를 7명으로 하였으나 앞으로 많은 실험자를 대상으로 한 연구가 필요하다. 또한 현재 연구는 목의 각 관절에 대한 외부부하에 대한 평가를 수행하였다. 그러나 산업현장에서 나타나는 목의 자세는 이들 동작의 조합형태로 나타내는 것이 보통이며 앞으로 이에 대한 연구도 필요하다.
- 본 연구는 이전의 연구에서 논의된 작업자세뿐만 아니라 근골격계 질환의 원인으로 알려져 있는 힘을 포함한 목의 작업부하에 인간의 주관적 불편도를 평가하는 연구이다. 정적인 앉은 작업자세에서 목의 각도와 무게를 이용한 작업부하를 가지고 주관적 불편도의 경향을 분석하고 평가하였으며, 실험의 결과로 목 근육에 부하를 주는 무게와 작업자세가 작업자의 주관적 불편도에 영향을 미침을 알 수 있었다.
제안 방법
- 목의 4가지 관절동작은 굴곡(flexion), 신전(extension), 회전(rotation), 옆으로 굽힘(lateral bending)으로 분류되었다[Figure 1]. 관절각은 RULA(The Rapid Upper Limb Assessment), OWAS(Ovako Working Posture Analysing System), Kee(2000) 연구 등의 목동작의 자세분류 체계를 참조하여 가장 많이 연구에서 사용한 목의 각도를 채택하여 4가지 각도로 분류하였다. 또한, 무게부하는 현재 작업현장에서 사용하고 있는 안전모, 용접면, 보호두건 등과 같이 목 근육에 부하를 주고 있는 개인 보호구의 무게를 측정하였더니 조선업종에서 최고 2 Kg 이상의 무게의 보호구를 착용하고 작업을 하고 있었다, 따라서 2 Kg 이하의 4가지 무게로 분류하였고[Table 1], 실험을 위하여 안전모에 지점토를 부착하여 실험에 사용될 머리부하 무게를 조절하였다.
- 관절각은 RULA(The Rapid Upper Limb Assessment), OWAS(Ovako Working Posture Analysing System), Kee(2000) 연구 등의 목동작의 자세분류 체계를 참조하여 가장 많이 연구에서 사용한 목의 각도를 채택하여 4가지 각도로 분류하였다. 또한, 무게부하는 현재 작업현장에서 사용하고 있는 안전모, 용접면, 보호두건 등과 같이 목 근육에 부하를 주고 있는 개인 보호구의 무게를 측정하였더니 조선업종에서 최고 2 Kg 이상의 무게의 보호구를 착용하고 작업을 하고 있었다, 따라서 2 Kg 이하의 4가지 무게로 분류하였고[Table 1], 실험을 위하여 안전모에 지점토를 부착하여 실험에 사용될 머리부하 무게를 조절하였다.
- 옆으로 굽힘의 경우 오른쪽 굽힘만을 가지고 실험을 실시하였다. 목 관절을 제외한 다른 관절은 중립 자세를 유지하기 위해 상체와 하체를 의자에 고정시킨 후 각 관절동작의 16가지 실험조건을 랜덤하게 실험을 수행하였다. 불편도 평균에 대한 통계적인 분석방법은 SPSS 10.
- 본 연구에서는 앉은 상태의 정적인 자세에서 머리를 움직이는 목의 4가지 관절동작에서, 4가지 자세와 4가지 무게를 가지고 주관적 불편도(Borg’s CR-10 scale)를 평가하였다. 실험에서 얻은 주관적 불편도를 이용하여 각도와 무게에 대한 안전작업기준을 제시하였다.
- 본 연구에서는 앉은 상태의 정적인 자세에서 머리를 움직이는 목의 4가지 관절동작에서, 4가지 자세와 4가지 무게를 가지고 주관적 불편도(Borg’s CR-10 scale)를 평가하였다. 실험에서 얻은 주관적 불편도를 이용하여 각도와 무게에 대한 안전작업기준을 제시하였다. 본 연구에서 제시된 안전작업기준은 근골격계 질환을 예방할 수 있는 작업환경 및 방법의 설계에 도움이 될 것으로 기대된다.
- 실험은 위의 4가지 목의 관절동작에 대해서 4가지 각도와 무게를 가지고 앉은 상태에서 1분간 정적인 자세를 유지하도록 하였다. 본 연구자세에서 1분으로 한 것은 정적 자세연구에서 1분 유지한 자세연구(KMcAtamney, 1993; Kee and Kwarwowski, 2001)가 대부분이기 때문이다.
- 주관적 불편도 평가는 [Table 1]에서 제시한 각각의 실험조건의 앉은 상태에서 1분간 정적인 자세를 유지한 후 실험을 종료한 다음, 다른 사람들의 방해를 받지 않고 Borg’s CR-10 scale에 답하도록 하였다. 옆으로 굽힘의 경우 오른쪽 굽힘만을 가지고 실험을 실시하였다.
데이터처리
- 본 연구를 통하여 목 근육의 4가지 관절동작에 대하여 목의 근골격계에 유해한 관절의 각도 및 무게를 제시하였고 [Figure 10]에 정리하여 나타내었다. 그리고 본 실험에서 언급되지 않은 무게와 각도에 대한 주관적 불편도를 나타내는 Borg’s CR-10 scale의 값을 예측할 수 있도록 선형회귀식을 구하였다.
- 목 관절을 제외한 다른 관절은 중립 자세를 유지하기 위해 상체와 하체를 의자에 고정시킨 후 각 관절동작의 16가지 실험조건을 랜덤하게 실험을 수행하였다. 불편도 평균에 대한 통계적인 분석방법은 SPSS 10.0 for Windows을 이용하여 각도와 무게에 대한 분산분석을 실시하였다.
이론/모형
- 본 연구에서는 피실험자 목 근육의 작업부하와 스트레스를 측정하기 위해 정신물리학적 도구로 사용되는 Borg’s CR-10 scale을 사용하였다[Table 2].
- 원래 Borg가 개발한 Rating of Perceived Exertion(RPE) scale은 동적인 온몸 동작 중에 지각되는 힘의 발휘를 평가하기 위한 가장 일반적인 척도로 예상되는 힘의 발휘 수준에서 심장 박동수(heart rate)를 10으로 나눈 값으로 6∼20등급으로 되어 있다. 후에 사용하기 편하게 Borg’s CR-10 scale로 수정되었다. [Table 3]에 Borg’s RPE scale과 Borg’s CR-10 scale과의 관계를 나타내었다.
성능/효과
- 4가지의 관절동작에 대한 각각 16가지 실험조건의 평균을 살펴보면, 신전(extension)의 평균이 가장 높게 나타났으며, 옆으로 굽힘(lateral bending), 굴곡(flexion), 회전(rotation) 순으로 나타났다[Figure 2]. 각 관절동작에 대한 분산분석 결과 무게와 각도에 따라 매우 유의함(p<0.
- 4가지의 관절동작에 대한 각각 16가지 실험조건의 평균을 살펴보면, 신전(extension)의 평균이 가장 높게 나타났으며, 옆으로 굽힘(lateral bending), 굴곡(flexion), 회전(rotation) 순으로 나타났다[Figure 2]. 각 관절동작에 대한 분산분석 결과 무게와 각도에 따라 매우 유의함(p<0.01)을 알 수 있었다.
- 불편도의 평균은 신전 다음으로 크게 나타났으며, 2kg의 무게의 경우 각도에 따라 선형을 보여주고 있다[Figure 8]. 무게와 각도, 교호작용도 매우 유의한(p<0.01) 분산분석 결과를 보였다. 선형회귀분석 결과, 각도와 교호작용은 유의하였지만(p<0.
- 굴곡의 주관적 불편도의 평균은 무게와 각도에 따라 선형적으로 증가함을 알 수 있었다[Figure 3]. 분산분석 결과 각도와 무게, 교호작용도 유의함(p<0.01)을 보였다. 무게와 각도에 따른 회귀식을 구하여 본 연구에서 언급되지 않은 무게와 각도에 대한 추정을 가능케 하였다.
- 주관적 불편도 평균이 다른 관절동작에 비하여 크게 나타났으며, 각도와 무게에 따라 선형을 이루고 있다[Figure 5]. 분산분석 결과 각도와 무게는 매우 유의함(p<0.01)을 알 수 있었고, 교호작용은 유의하지 않았다. 무게와 각도에 따라 선형회귀분석을 실시 후 다음의 회귀식을 얻었다.
- 다른 관절동작에 비해 불편도 평균이 낮은 회전(rotation)은 무게와 각도에 따라 불편도의 평균이 선형적으로 증가함을 알수 있었다[Figure 7]. 분산분석 결과 무게와 각도에 따라 매우 유의하나(p<0.01) 교호작용의 효과는 없었다. 선형회귀분석 결과, 무게와 각도는 매우 유의함(p<0.
- 본 연구는 이전의 연구에서 논의된 작업자세뿐만 아니라 근골격계 질환의 원인으로 알려져 있는 힘을 포함한 목의 작업부하에 인간의 주관적 불편도를 평가하는 연구이다. 정적인 앉은 작업자세에서 목의 각도와 무게를 이용한 작업부하를 가지고 주관적 불편도의 경향을 분석하고 평가하였으며, 실험의 결과로 목 근육에 부하를 주는 무게와 작업자세가 작업자의 주관적 불편도에 영향을 미침을 알 수 있었다.
- 주관적 불편도 평가 결과, 목의 4가지 관절동작 중 신전(extension)의 불편도 평균이 가장 크게 나타났으며, 옆으로 굽힘(lateral bending), 굴곡(flexion), 회전(rotation) 순으로 나타났다. 각 관절동작에 대한 무게와 각도에 대한 분산분석 결과 매우 유의(p<0.
- 무게와 각도에 따른 회귀식을 구하여 본 연구에서 언급되지 않은 무게와 각도에 대한 추정을 가능케 하였다. 회귀분석 결과 각도와 교호작용은 유의하지만(p<0.05), 무게는 유의하지 않은 것으로 나타났다. 무게를 제외한 중회귀식은 다음과 같다.
후속연구
- 8시간 작업기준으로, Borg’s CR-10 scale ‘3’ 이상의 값을 가지는 작업자세와 무게는 [Figure 10]에 나타나 있으므로, 이를 참조하여 작업설계나 평가가 이루어질 수 있을 것이다. 또한, 머리와 목의 정적인 자세에서의 목의 피로와 근골격계 질환을 예방하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다. 앞으로 장시간 작업시 목의 근육부하의 평가, 근전도 등 생리학적, 생체역학적 분석을 통하여 객관화하는 연구, 또한 목 자체의 부하와 상지의 움직임과의 관계에 대해서도 연구가 필요하며, 실험 조건이 너무 많아 실험자를 7명으로 하였으나 앞으로 많은 실험자를 대상으로 한 연구가 필요하다.
- 실험에서 얻은 주관적 불편도를 이용하여 각도와 무게에 대한 안전작업기준을 제시하였다. 본 연구에서 제시된 안전작업기준은 근골격계 질환을 예방할 수 있는 작업환경 및 방법의 설계에 도움이 될 것으로 기대된다.
- 또한, 머리와 목의 정적인 자세에서의 목의 피로와 근골격계 질환을 예방하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다. 앞으로 장시간 작업시 목의 근육부하의 평가, 근전도 등 생리학적, 생체역학적 분석을 통하여 객관화하는 연구, 또한 목 자체의 부하와 상지의 움직임과의 관계에 대해서도 연구가 필요하며, 실험 조건이 너무 많아 실험자를 7명으로 하였으나 앞으로 많은 실험자를 대상으로 한 연구가 필요하다. 또한 현재 연구는 목의 각 관절에 대한 외부부하에 대한 평가를 수행하였다.
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