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정적인 자세에서 근전도를 이용한 목 근육의 작업부하 평가
A Study on Evaluation of Neck Muscle Workload in Static Work Using EMG 원문보기

한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety, v.20 no.4 = no.72, 2005년, pp.148 - 153  

김유창 (동의대학교 산업경영공학과) ,  정현욱 (대우조선해양) ,  장성록 (부경대학교 안전공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Computer dominated jobs and industrial automation have rapidly created work-related musculoskeletal disorders(WMSDs) and WMSDS are expanding to employee of other general industry. Specific risk factors associated with WMSDs include repetitive motion, heavy lifting, forceful exertion, contact stress,...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 4가지 관절 동작 중 회전(rotation)은 예비실험결과 낮은 주관적 불편도(饵org, s CR-10 scale 3이하)를 보여 근전도 실험에서는 제외하였다. 각각의 실험조건에서 앉은 상태에서 1분간 정적인 자세를 유지한 후 근전도를 측정하였으며 실험 후 30분 이상의 휴식 시간을 가졌으며, 각 실험조건들은 랜덤하게 행해졌다.
  • 1). 관절각은 RULAflhe Rapid Upper Limb Assessment), OWAS(Ovako Working Po­ sture Analysing System), 기도형 연구 등의 목 동작의 자세분류 체계를 참조하여 4가지 각도로 분류하였다. 또한, 무게 부하는 현재 작업현장에서 사용하고 있는 안전모, 용접면, 보호두건 등과 같이 목 근육에 부하를 주고 있는 개인 보호구의 무게를 측정하여 4가지 무게로 분류하였고(Table 1), 안 전모에 지점토를 부착하여 무게를 조절하였다.
  • 근전도 측정을 위해 실험 전, 각 근육에 Ag-AgCl 전극을 3 7fl(positive, negative, reference electrode) 부착하여 30분간 에이징(aging)을 실시하였다. 흉쇄유돌근과 승모근은 좌 .
  • 관절각은 RULAflhe Rapid Upper Limb Assessment), OWAS(Ovako Working Po­ sture Analysing System), 기도형 연구 등의 목 동작의 자세분류 체계를 참조하여 4가지 각도로 분류하였다. 또한, 무게 부하는 현재 작업현장에서 사용하고 있는 안전모, 용접면, 보호두건 등과 같이 목 근육에 부하를 주고 있는 개인 보호구의 무게를 측정하여 4가지 무게로 분류하였고(Table 1), 안 전모에 지점토를 부착하여 무게를 조절하였다.
  • 옆으로 굽힘의 경우 오른쪽 굽힘만을 가지고 실험을 실시하였다. 목 관절을 제외한 다른 관절은 중립자세를 유지하기 위해 상체와 하체를 의자에고정시킨 후 각 관절동작의 16가지 실험조건을 랜덤하게 실험을 수행하였다. 불편도 평균에 대한 통계적인 분석방법은 SPSS 10.
  • 본 연구는 이전의 연구에서 논의된 작업자세 뿐만 아니라 근골격계질환의 원인으로 알려져 있는 힘을 포함하여 실험하였다. 정적인 앉은 작업 자세에서 각도와 무게를 이용한 부하를 가지고 주관적 불편 도의 경향을 분석하고 EMG 실험을 통해 근육 활동을 평가하였다.
  • 본 연구에서는 앉은 상태의 정적인 자세에서 머리를 움직이는 목의 4가지 관절동작에서, 4가지 자세와 4가지 무게를 가지고 주관적 불편도(Borg's CR-10 scale)평가와 근전도(EMG)측정을 실시하였다. 실험에서 얻은 주관적 불편도와 EMG 신호의 관계를 분석하였다.
  • 실험에서 얻은 주관적 불편도와 EMG 신호의 관계를 분석하였다. 본 연구의 결과는 근골격계 위험 부담을 줄일 수 있는 작업 환경 및 방법의 설계에 도움이 될 것으로 기대된다.
  • 실험은 위의 4가지 목의 관절동작에 대해서 4가지 각도와 무게를 가지고 앉은 상태에서 1분간 정적인 자세를 유지하도록 하였다.
  • 이 외에E, 머리와 목을 움직이는 많은 근육들이 있으나, 대부분이 심층근이어서 표면 근전도를 사용하기 어려움으로 인해 분석대상으로 선택되지 못했다. 실험은 회전(rotation)을 제외한 3가지 관절동작에 대하여 4 가지 각도와 무게의 실험조건을 가지고 앉은 상태에서 정적인 자세를 취하는 동안 측정되었다. 4가지 관절 동작 중 회전(rotation)은 예비실험결과 낮은 주관적 불편도(饵org, s CR-10 scale 3이하)를 보여 근전도 실험에서는 제외하였다.
  • 포함하여 실험하였다. 정적인 앉은 작업 자세에서 각도와 무게를 이용한 부하를 가지고 주관적 불편 도의 경향을 분석하고 EMG 실험을 통해 근육 활동을 평가하였다. 실험의 결과로 목 근육의 부하를 주는 무게와 작업자세가 작업자의 주관적 불편 도와 근전도의 신호에 영향을 미치며, 주관적 불편 도와 근전도 사이의 상관관계도 알 수 있었다.
  • 주관적 불편도 평가는 Table 1에서 제시한 각각의 실험조건에서 앉은 상태에서 1분간 정적인 자세를 유지한 후 실험을 종료한 다음, 다른 사람들의 방해를 받지 않고 Bor임s CR-10 scaMe에 답하도록 하였다. 옆으로 굽힘의 경우 오른쪽 굽힘만을 가지고 실험을 실시하였다.
  • 흉쇄유돌근과 승모근을 대상으로 무게와 각도를 가지고 EMG 진폭의 변화를 분석함으로써, 정적인 앉은 자세에서의 근육활동을 관찰하였다.

대상 데이터

  • 6H. 4세의 남자 7명을 대상으로 하였고, 신장은 174.431244, 체중은 68.7处7.43이었다. 실험전 Bor잉s CR-10 scale 과 근전도(EMG) 실험에 대한 충분한 설명을 하여 실험에 대한 부담감을 해소하였다.
  • 근육활동 분석을 위한 근전도 실험에서는 머리와 목을 움직이는 근육으로 가장 중요한 흉쇄유돌근 (sternocleidomastoid)과 경견완장해에 관련되어 많은 연구가 되어온 승모근(trapezius)이 근전도(Electromyo- graphy, EMG) 분석의 대상이 되었다. 이 외에E, 머리와 목을 움직이는 많은 근육들이 있으나, 대부분이 심층근이어서 표면 근전도를 사용하기 어려움으로 인해 분석대상으로 선택되지 못했다.
  • 또한, 데이타의 RMS 신호의 신뢰도를 높이기 위하여 low pass filter를 사용하였다. 근전도 신호는 초당 992개 의원 데이터를 측정하였고, 초당 16개의 RMS 신호를 측정하였다.

데이터처리

  • 목 관절을 제외한 다른 관절은 중립자세를 유지하기 위해 상체와 하체를 의자에고정시킨 후 각 관절동작의 16가지 실험조건을 랜덤하게 실험을 수행하였다. 불편도 평균에 대한 통계적인 분석방법은 SPSS 10.0 for W诅dows를 이용하여 각도와 무게에 대한 분산분석을 실시하였다.
  • 주관적 불편도의 실험으로 얻은 Borg's CR-10 scale 의 값과 근전도 실험의 흉쇄유돌근 RMS 값을 가지고 상관분석을 실시하였다. 굴곡, 신전, 그리고 옆으로 굽힘의 관절동작에서는 유의한 상관관계를 나타내고 있다.

이론/모형

  • 근전도 실험을 위한 장비로는 측정대상 근육의 EMG 신호를 검출하기 위하여 Thought Tech 사에서 개발하여 보급한 FlexComp EMG solution을 이용하였다. 관절의 각도를 측정하기 위해 사용된 장비는 TAKEI사의 Flexion Meter가 사용되었고, 무게를 측정하기 위해 CAS 전자저울 SW-1(오차.
  • 우측으로 쌍을 이루므로, 4개의 대상 근육에 모두 전극을 부착하고, 실험의 목적과 방법에 대한 충분한 설명을 하였다. 또한, 데이타의 RMS 신호의 신뢰도를 높이기 위하여 low pass filter를 사용하였다. 근전도 신호는 초당 992개 의원 데이터를 측정하였고, 초당 16개의 RMS 신호를 측정하였다.
  • 본 연구에서는 피실험자 목 근육의 작업부하와 스트레스를 측정하기 위해 Borg's CR-10 scale과 근전도를 사용하였다.
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참고문헌 (10)

  1. 김유창, 정현욱, '미국의 인간공학 프로그램과 한국에서의 적용 방안', 한국산업안전학회 추계학술대회, 2000 

  2. 김유창, 최용환, '전화번호 안내원의 근골격계질환 실태에 관한 연구', 대한인간공학회 추계학술대회 논문집, 2000 

  3. 김유창, 이태현, 정현욱, '맨홀작업의 근골격계질환 실태에 관한 연구', 안전경영과학회 춘계학술대회 논문집, 2001 

  4. 김철홍, 김승남, 이준엽, 윤덕기, 조성애, '자동차공장 작업자의 근골격계질환 실태에 관한 연구 : Part I', 대한인간공학회 춘계학술대회 논문집, 2000 

  5. 노동부, ''99 산업재해분석', 2000 

  6. 이유정, 정민근, '유통 운수업 종사자들의 생리부하 평가', 대한인간공학회 추계학술대회 논문집, 1998 

  7. 정민근, 최경임, 송영웅, 이인석, 이명수, '정비작업에 대한 인체역학적 부하 및 작업자세 평가', 대한인간공학회지, 제16권, 제3호, 1997 

  8. 기도형, '작업자세부하 평가를 위한 자세 분류체계의 연구 현황 - 관측법을 중심으로', 한국산업안전학회지, 제15권, 제4호, 2000 

  9. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), 'Musculoskeletal Disorders and Workplace Factors : A Critical Rewiew of Epidemiologic Evidence for Work-Related Musculoskeletal Disorders of the Neck, Upper Extremity, and Low Back', DHHS(NIOSH) Publication, pp. 97-141, 1997 

  10. S. Scutter, K. S. Turker, R. Hall, 'Headaches and neck pain in farmers', The Australian Journal of Rural Health, Vol. 5, No. 1, pp. 2-5, 1997 

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