The goal of this study was to compare wrist posture, muscular loads and perceived comfort among wearable wrist rest (WR), general wrist rest(GR), no wrist rest(NR) during keyboard and mouse use. Thirteen subjects performed text editing task in three test conditions: wearable wrist rest(WR), general ...
The goal of this study was to compare wrist posture, muscular loads and perceived comfort among wearable wrist rest (WR), general wrist rest(GR), no wrist rest(NR) during keyboard and mouse use. Thirteen subjects performed text editing task in three test conditions: wearable wrist rest(WR), general wrist rest(GR), no wrist rest(NR). During text editing task, the right wrist posture was recorded by an electrogoniometer and the muscle activity in upper trapezius, anterior deltoid, extensor digitorum, extensor carpi ulnaris were recorded by electromyography. After all of the tests, the subjects rated perceived comfort. Working with wearable wrist rest(WR), compared to no wrist rest(NR) and general wrist rest(GR), decreased wrist radial/ulnar deviation and also decreased muscle activity in upper trapezius and anterior deltoid. At the same time, in work with wearable wrist rest(WR), the subjects rated more comfort at 5 of 8 body locations(shoulder, upper arm, wrist, hand, body).
The goal of this study was to compare wrist posture, muscular loads and perceived comfort among wearable wrist rest (WR), general wrist rest(GR), no wrist rest(NR) during keyboard and mouse use. Thirteen subjects performed text editing task in three test conditions: wearable wrist rest(WR), general wrist rest(GR), no wrist rest(NR). During text editing task, the right wrist posture was recorded by an electrogoniometer and the muscle activity in upper trapezius, anterior deltoid, extensor digitorum, extensor carpi ulnaris were recorded by electromyography. After all of the tests, the subjects rated perceived comfort. Working with wearable wrist rest(WR), compared to no wrist rest(NR) and general wrist rest(GR), decreased wrist radial/ulnar deviation and also decreased muscle activity in upper trapezius and anterior deltoid. At the same time, in work with wearable wrist rest(WR), the subjects rated more comfort at 5 of 8 body locations(shoulder, upper arm, wrist, hand, body).
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제안 방법
Calibratione 피실험자별로 실시하였으며, 측정을 위해 피실험자는 의자에 앉은 편안한 상태에서 팔꿈치를 90도로 유지하고, 손바닥은 펴서 작업대 표면 위에 올려 놓으며, 손목 굴곡/신장 및 요측/척측 편차가 0도인 중립적인 자세를 취하였으며, 이를 영점(Greene and Heckman, 1994; Cook et al., 2004)으로 조정하였다. 그 후 손목을 위로, 우로 각각 20도 만큼 꺾은 상태의 값들을 scaling하였다.
EMG(EMG100C, MP100A; BIOPAC Systems, Inc.) 를 통해 오른쪽 팔 부위 승모근(UT: upper trapezius), 전방 심각근(AD: anterior deltoid), 지신근(ED: extensor digitorum), 척추수근신근(ECU: extensor carpi ulnaris) 총 4 곳의 근육부하를 측정하였다.
, 1994; Gustafsson and Hagberg, 2003). [그림 2]와 [그림 3] 과같이 dual monitor를 활용하여 왼쪽 모니터에는 수정을 하여야 할 문제지를 제시하고 오른쪽 모니터에는 모범 수정안을 제시하였다.
그 후 실험에 대해 자세한 설명을 듣고, 실험에 사용할 착용식 손목 지지대의 착용 및 사용법을 들으며 충분한 연습시간을 가진 후 실험에 임하게 하였다. [그림 4] 와 같이 피실험자는 모니터와 키보드의 위치 및 의자의 높이를 조절하고 나서 표면전극을 오른팔과 어깨에 부착을 하여 MVC와 RVC를 측정하였다. 그리고 오른쪽 손목 위에 elctrogoniometer를 부착한 후 영점조정을 하였다.
, 2004)으로 조정하였다. 그 후 손목을 위로, 우로 각각 20도 만큼 꺾은 상태의 값들을 scaling하였다. Sampling rate는 16Hz이고, data는 측정 시스템에서 PC(Pentium 4-1, 8G, 512RAM)로 옮겨진 후 Acqknowledge 3.
Task를 진행하는 동안 평균적으로 얼마나 손목이 꺾여 있는지를 확인하기 위해 획득된 신호를 8Hz의 low pass filter를 거친 후 8개 sample 씩 averageg한 RMS (Root Mean Square) 값을 구한다. 그 후 전체 구간의 넓이(적분값)를 시간으로 나누어 작업간 손목 움직임을 구하였다.
[그림 4] 와 같이 피실험자는 모니터와 키보드의 위치 및 의자의 높이를 조절하고 나서 표면전극을 오른팔과 어깨에 부착을 하여 MVC와 RVC를 측정하였다. 그리고 오른쪽 손목 위에 elctrogoniometer를 부착한 후 영점조정을 하였다.
근육부하를 측정하기 위해 sampling ratee 1024Hz로 설정하였으며, 얻어진 data를 20~500Hz의 band pass filter 를 거쳐 100개 sample씩 average된 RMS를 구한 후 전체구간 넓이(적분값)를 시간으로 나누어 'EMG amplitude'# 구한다. 이렇게 구해진 amplitude는 피실험자의 나이, 성별, 근육 단면적의 크기, 피부두께 등등의 피실험자 개별성에의해서 영향을 받기 때문에 피실험자간의 EMG amplitude를 비교하기 위해서는 정규화(normalize)과정이 필수적이다.
글자 입력은 키보드로 입력을 하며 그 외의 작업들인 이동 텍스트 강조, 글자 굵게, 기울기, 밑줄, 단락 위치, 글자 크기 및 그래프 수정은 마우스를 활용하여 수정을 하도록 하였다. 수정할 부분에는 번호를 부여하여 찾기 쉽게 하였으며, 수정순서는 랜덤이 아니라 순차적으로 하도록 하였다.
모든 실험이 끝난 후 피실험자가 각각의 부위에 대해서 얼마나 편안함을 느꼈는지 Bipolar scale로 -4(very poor comfort)에서 +4(extrem이y comfort)까지 점수를 부여하여 설문조사를 하였으며 결과는 표 11과 같다.
두 방법 모두 어떤 기준값을 정하고 그 값의 몇 %에 해당하는지를 표시하는 방법으로서 MVC는 피실험자가 해당 근육에 최대등척성 수축을 가했을 때의 RMS 값을 기준으로 삼는 반면, RVC는 특정 동작을 취했을 때의 RMS 값을 기준으로 삼는다. 보통 힘이 많이 들어가는 동작인 경우는 MVC로 정규화하고, 힘이 적게 들어가는 동작인 경우 민감성을 높일 수 있는 방법으로 RVC 방법이 선호되는데 본 실험에서는 승모근(UT)와 전방 삼각근(AD)의 경우 RVC 를, 지신 근(ED) 와 척추수근신근(ECU)의 경우는 MVC를 측정하여 normalize에 이용하여 %MVC(%RVC)로 나타내었다. 승모근(UT)의 RVC의 경우 2.
수정할 부분에는 번호를 부여하여 찾기 쉽게 하였으며, 수정순서는 랜덤이 아니라 순차적으로 하도록 하였다. 단, 수정 작업은 동일하나 수정될 내용을 다르게 구성하여 학습 효과를 배제하도록 하였다.
보통 힘이 많이 들어가는 동작인 경우는 MVC로 정규화하고, 힘이 적게 들어가는 동작인 경우 민감성을 높일 수 있는 방법으로 RVC 방법이 선호되는데 본 실험에서는 승모근(UT)와 전방 삼각근(AD)의 경우 RVC 를, 지신 근(ED) 와 척추수근신근(ECU)의 경우는 MVC를 측정하여 normalize에 이용하여 %MVC(%RVC)로 나타내었다. 승모근(UT)의 RVC의 경우 2.0kg의 아령을 팔꿈치를 편 채 어깨 굴곡 90°의 각도로 수직으로 들어올리고 손목은 중립의 자세에서 10초씩 2회 측정하였다. 전방 삼각근 (AD)의 RVC의 경우는 같은 무게의 아령을 팔꿈치를 편 채 어깨 외전 90°의 각도로 손목을 90도 외전시킨 자세로 10초씩 2회 측정하였다(김정룡, 1999; 안대진, 2004).
실험간 피실험자들은 balanced된 random 순서로 착용식 손목 지지대, 일반 손목 지지대, 손목 지지대가 없는 경우에 대하여 준비된 4개 task set 중 random하게 선택된 3개의 set에 대하여 실험이 진행되었다. 실험간에 최소 10분 이상의 시간차이를 두어 혹시 있을지 모르는 after effect를 제거하였다.
실험을 모두 진행한 후에 피실험자들은 설문지를 통하여목, 어깨, 상박, 하박, 손목, 손 손가락, 총체적 편안함까지 총 8부분에 대하여 착용식 손목 지지대, 일반 손목 지지대, 손목 지지대 없는 경우에 대해 얼마나 편안함을 느꼈는지 점수를 부여하였다. Bipolar scale로 점수 범위는 -4 (very poor comfort)에서부터 +4 (extremely comfort)까지 부여하였다(Karlqvist et al.
0kg의 아령을 팔꿈치를 편 채 어깨 굴곡 90°의 각도로 수직으로 들어올리고 손목은 중립의 자세에서 10초씩 2회 측정하였다. 전방 삼각근 (AD)의 RVC의 경우는 같은 무게의 아령을 팔꿈치를 편 채 어깨 외전 90°의 각도로 손목을 90도 외전시킨 자세로 10초씩 2회 측정하였다(김정룡, 1999; 안대진, 2004). 그리고 지신근(ED)와 척추수근신근(ECU)의 경우 각각 손의 아래에서 위쪽으로, 손의 왼쪽에서 오른쪽 바깥으로 5초간 2회씩 힘을 주어 MVC 값을 구하였다(Gustafsson and Hagberg, 2003).
두 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째는 text editing task 를 하는 동안 손목 지지대가 있을 때와 없을 때 근육 부하와 손목 움직임이 어떻게 다른지를 확인하는 것이며, 두 번째는 착용식 손목 지지대의 효과를 일반 손목 지지대와 손목 지지대가 없는 경우와 비교하여 효과를 검증하는 것이다.
피실험자는 실험실에 도착하게 되면 먼저 기초 설문지를 작성하였다. 그 후 실험에 대해 자세한 설명을 듣고, 실험에 사용할 착용식 손목 지지대의 착용 및 사용법을 들으며 충분한 연습시간을 가진 후 실험에 임하게 하였다.
대상 데이터
13명의 건강한 남자 대학원생이 실험에 참여하였다. 성별에 따른 영향을 없애기 위해서 피실험자를 남자로만 국한시켰으며, 오른손을 이용하여 마우스를 사용하는 피실험자를 대상으로 실험하였다.
성별에 따른 영향을 없애기 위해서 피실험자를 남자로만 국한시켰으며, 오른손을 이용하여 마우스를 사용하는 피실험자를 대상으로 실험하였다. 피실험자 세부사항은 표 1과 같다.
데이터처리
1 소프트웨어를 이용하여 처리되었다. Task를 진행하는 동안 평균적으로 얼마나 손목이 꺾여 있는지를 확인하기 위해 획득된 신호를 8Hz의 low pass filter를 거친 후 8개 sample 씩 averageg한 RMS (Root Mean Square) 값을 구한다. 그 후 전체 구간의 넓이(적분값)를 시간으로 나누어 작업간 손목 움직임을 구하였다.
114가 나왔다. 따라서 paired t-test를 실시하였으며 그 결과는 표 9와 같이 나왔다.
유의한 결과가 나올 경우에는 어떤 집단간에 차이가 있는지를 확인하기 위해 Tukey test을 사용하여 쌍을 이루는 모든 데이터의 수준 평균간 차이에 대한 신뢰구간을 구하였다. 만약 일원 분산분석에서 유의한 결과가 나오지 않을 경우에는 paired t-test를 실시하였다.
분석 프로그램으로 minitab을 활용하였으며 3 종류의 지지대 사이에 유의한 차이가 있는지 확인하기 위해 일원 분산분석(One-way ANOVA)을 실시하였다. 유의한 결과가 나올 경우에는 어떤 집단간에 차이가 있는지를 확인하기 위해 Tukey test을 사용하여 쌍을 이루는 모든 데이터의 수준 평균간 차이에 대한 신뢰구간을 구하였다.
손목 위아래 꺾임 정도를 알아보기 위해 일원 분산분석을 하였으며 결과는 표 3과 같다.
ANOVA)을 실시하였다. 유의한 결과가 나올 경우에는 어떤 집단간에 차이가 있는지를 확인하기 위해 Tukey test을 사용하여 쌍을 이루는 모든 데이터의 수준 평균간 차이에 대한 신뢰구간을 구하였다. 만약 일원 분산분석에서 유의한 결과가 나오지 않을 경우에는 paired t-test를 실시하였다.
일원 분산분석 결과 刀 =0.541이 나왔으며 이에 따라 paired t-test 를 실시하였다. 결과는 표 10과 같다.
일원분산분석 결과 刀-value가 0.000이 나왔으며 어느 집단 간에 차이가 있었는지 확인하기 위해 Tukey test를 실시하였다.
일원분산분석 결과 刀-value가 0.656이 나와서 paired t-test를 실시하였으며 결과는 표 2와 같다.
일원분산분석을 실시한 결과 p-value가 0.006이 나왔으며 어떤 집단간에 차이가 있는지 확인하기 위해 Tukey test 하였으며 결과는 표 6과 같다.
이론/모형
과제는 text editing을 활용하였다(Karqvist et al., 1994; Gustafsson and Hagberg, 2003). [그림 2]와 [그림 3] 과같이 dual monitor를 활용하여 왼쪽 모니터에는 수정을 하여야 할 문제지를 제시하고 오른쪽 모니터에는 모범 수정안을 제시하였다.
오른 손목의 요측/척측 편차와 굴곡/신장을 측정하기 위해 Twin axis electrogoniometer오牛 data logger(DA100C, MP100A; BIOPAC Systems, Inc.)가 사용되었다. 부착 위치는 참고선(Bucholz and Wellman, 1997)을 활용하여 telescopic endblocke 손등 위에 fixed end blocke。卜랫팔 위에 올린 후 수술용 양면테이프로 부착하였다.
성능/효과
8 부위 중에서 5 부위(어깨, 상박, 손목, 손 몸전체) 에서유의한 차이가 있었으며, 특히 5 부위에서 모두 손목 지지대 없는 경우 < 일반 손목 지지대 < 착용식 손목 지지대의 순서로 주관적 편안함이 높았다.
결과는 표 10과 같다. Paired t-test 결과 손목 지지대 없는 경우와 일반 손목 지지대, 손목 지지대 없는 경우와 착용식 손목 지지대 사이에는 유의한 차이가 있었지만 일반 손목 지지대와 착용식 손목 지지대 사이에는 유의한 차이(刀 =0.141)가 없었다.
Paired t-test를 실시한 결과를 보면 착용식 손목 지지대를 사용할 경우에만 손목 지지대 없는 경우와 일반 손목 지지대를 사용하는 경우보다 좌/우측 손목 움직임이 유의 缶<0.1)하게 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 착용식 손목 지지대를 사용하면 손목 지지대가 없는 경우보다 6%, 일반 손목 지지대보다 4% 정도 손목의 움직임을 줄일 수 있다.
Tukey test 결과는 표 4와 같으며 이를 통해 손목 지지대 없는 경우와 일반 손목 지지대간, 손목 지지대 없는 경우와 착용식 손목 지지대간에는 차이가 있으며, 일반 손목 지지대와 착용식 손목 지지대간에는 차이가 없음을 확인할 수 있다. 특히 손목 지지대가 없는 경우에 키보드와 마우스를 작업을 할 경우에는 손목이 약 23도 정도 꺾인 상태로 작업을 하게 되는데, 기존 관련 연구들을 보았을 때 위/아래와 좌/우측 손목 꺾임이 20도를 넘게 되면 수근관내 압력이 증가하게 되어 손목과 손에 장애를 유발하는 위험요인이 된다(Keir et al.
1)하게 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 착용식 손목 지지대를 사용하면 손목 지지대가 없는 경우보다 6%, 일반 손목 지지대보다 4% 정도 손목의 움직임을 줄일 수 있다.
유의한 결과가 나타난다. 그 중에서 어느 집단 간에 유의한 차이가 있었는지를 확인하기 위해 다시 Tukey의 동시신뢰구간을 구한 결과 착용식 손목 지지대만이 일반 손목 지지대와 손목 지지대 없는 경우와 유의하게 차이가 있었다. 단 어깨 부분에서는 착용식 손목 지지대와 손목 지지대 없는 경우만이 유의한 차이가 있었다.
넷째, 척추수근신근(Extensor carpi ulnaris)에서는 일반 손목 지지대와 착용식 손목 지지대 사이에는 유의한 차이 ⑦ =0.141)가 없었지만 손목 지지대 없는 경우와 일반 손목 지지대(水0.05), 손목 지지대 없는 경우와 착용식 손목 지지대⑦<0.05)간에는 유의한 차이가 있었다. 따라서 손목 지지대가 없는 경우보다 일반 손목 지지대 사용시 8%, 착용식 손목 지지대 사용시 12% 정도 근육부하를 줄일 수 있다.
다중비교를 실시한 결과 손목 지지대 없는 경우와 일반 손목 지지대간에는 유의한 차이가 없지만 착용식 손목 지지대는 손목 지지대 없는 경우와 일반 손목 지지대와 비교할 때 유의한 차이가 있었다. 키보드와 마우스 작업간 착용식 손목 지지대를 활용하게 되면 손목 지지대 없는 경우보다 15%, 일반 손목 지지대보다 12% 정도 근육부하를 줄일 수 있다.
둘째, 승모근(Upper trapezius)에서는 착용식 손목 지지대를 사용할 경우에는 손목 지지대가 없는 경우보다 15% 정도, 일반 손목 지지대 보다 12% 정도 근육부하를 줄일 수 있었으며, 전방 삼각근(Anterior deltoid)에서는 착용식 손목 지지대를 사용할 때가 손목 지지대 없는 경우보다 23% 정도, 일반 손목 지지대보다 24% 정도 근육 부하를 줄일 수 있었다.
둘째, 위/아래 손목 움직임에서는 일반 손목 지지대와 착용식 손목 지지대간에는 유의한 차이가 없었다. 그리고 손목 지지대 없이 키보드와 마우스 작업을 수행할 경우 위아래 손목 움직임이 20도가 넘어 근골격계 질환을 유발할 수있으므로 착용식 손목 지지대 또는 일반 손목 지지대를 활용하여야 한다.
도움이 된다. 따라서 paired t-test 결과를 보았을 때 손목 지지대 없는 경우보다 일반 손목 지지대와 착용식 손목 지지대를 사용할 때 척추수근신근(extensor carpi ulnaris)의 근육부하를 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.
05)간에는 유의한 차이가 있었다. 따라서 손목 지지대가 없는 경우보다 일반 손목 지지대 사용시 8%, 착용식 손목 지지대 사용시 12% 정도 근육부하를 줄일 수 있다.
단 어깨 부분에서는 착용식 손목 지지대와 손목 지지대 없는 경우만이 유의한 차이가 있었다. 또한 어깨, 상박, 손목, 손 몸전체에서 동일하게 손목 지지대가 없는 경우보다 일반 손목 지지대가 사용하는 경우가 편안함이 증가하였고, 일반 손목 지지대를 사용하는 것보다 착용식 손목 지지대를 사용할 때 편안함이 더 증가하는 것을 확인할 수 있다.
셋째, 지신근(Extensor digitorum)에서는 각 쌍간에 유의한 차이가 있었으며, 일반 손목 지지대를 사용할 때가 근육 부하를 가장 줄일 수 있었고, 그 다음이 착용식 손목 지지대였다.
같다. 일반 손목 지지대와 손목 지지대 없는 경우간에는 유의한 차이가 없으며, 착용식 손목 지지대와 손목 지지대가 없는 경우, 착용식 손목 지지대와 일반 손목 지지대간에는 유의한 차이가 있음을 확인할 수 있다. 착용식 손목 지지대를 활용
그러므로 키보드와 마우스 작업시에 일반 손목 지지대 또는 착용식 손목 지지대를 활용하여야 손목과 손에 장애 유발을 예방할 수 있다. 착용식 손목 지지대는 손목 지지대 없는 경우보다 48% 정도 줄일 수 있으며, 일반 손목 지지대는 손목 지지대 없는 경우보다 38% 정도 줄일 수 있었다.
참고로 착용식 손목 지지대를 활용할 경우에는 손목 지지대 없는 경우보다 48%, 일반 손목 지지대는 손목 지지대 없는 경우보다 38% 정도 위아래 손목 움직임을 줄일 수 있었다.
첫째, 손목 지지대가 없는 경우와 일반 손목 지지대를 사용하는 경우에는 두 가지 지지대 형태간에 승모근(Upper trapezius)과 전방 삼각근(Anterior deltoid)에서 유의한 차이가 없었다.
첫째, 좌/우측 손목 꺾임 정도는 손목 지지대가 없는 경우와 일반 손목 지지대를 사용하는 경우에는 유의한 차이는 없었지만, 착용식 손목 지지대를 사용할 경우에는 손목 지지대 없는 경우보다 6% 정도 그리고 일반 손목 지지대를 사용할 때보다 4% 정도 좌/우측 손목 꺾임을 줄일 수 있었다.
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