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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 한국 농업인 발 형상을 측정, 수집한 자료를 분석하여 발 유형을 분류하고 유형별 특성 및 분포를 제시함으로써 농업인에게 적합한 인간공학적 작업화 설계를 위한 기초자료를 제공하는 데에 그 목적이 있으며, 이를 통해 농업인의 농작업 부담을 감소시키는 데에 일조하고자 한다. 본 보에서는 전체 수집한 자료 중 남성 농업인의 발 형태를 분석하였다.
- 본 연구는 한국 농업인의 발 유형에 적합한 인간공학적 농작업화 설계를 위한 기초자료를 제공하기 위해 수행되었다. 이를 위해 전국 8개 도의 16개 농촌마을에서 40세 이상 80세 미만인 농업인의 발을 3차원 발스캐너를 이용하여 측정하였으며, 본 보에서는 전체 수집한 자료 중 남성 농업인 366명의 발 형태를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
- 이에 본 연구에서는 한국 농업인 발 형상을 측정, 수집한 자료를 분석하여 발 유형을 분류하고 유형별 특성 및 분포를 제시함으로써 농업인에게 적합한 인간공학적 작업화 설계를 위한 기초자료를 제공하는 데에 그 목적이 있으며, 이를 통해 농업인의 농작업 부담을 감소시키는 데에 일조하고자 한다. 본 보에서는 전체 수집한 자료 중 남성 농업인의 발 형태를 분석하였다.
제안 방법
- 먼저, 적절한 군집의 개수를 검토하기 위해 덴드로그램(Dendrogram)을 이용하였고 제곱 Euclidean 거리 척도를 사용하여 군집간 거리를 산출하였다. 그리고 군집의 수를 임의로 2~6개까지 지정하여 군집간 특성 및 차이를 분석하였고, 최종적으로 발의 형태적 특징이 가장 잘 나타나며, 군집간 차가 뚜렷한 3개의 군집으로 결정하였다. 셋째, 각 군집의 특성을 파악하기 위해 군집별 요인점수 및 측정 항목을 분산분석 및 사후검정을 통해 비교분석 하였다.
- 남성 농업인의 발 형태를 몇 개의 동질적인 군집으로 분류하기 위해 요인분석에서 추출된 8개의 요인점수를 독립변수로 하여 군집분석을 실시하였다. 군집수를 2~6개까지로 분류하여 검토해본 결과, 군집간 발의 형태적 특징이 가장 잘 나타내며 군집간 구분이 뚜렷한 3개 유형으로 분류하였다.
- 셋째, 각 군집의 특성을 파악하기 위해 군집별 요인점수 및 측정 항목을 분산분석 및 사후검정을 통해 비교분석 하였다. 마지막으로 연령층별 군집의 분포를 비교하여 연령에 따른 차이를 분석하였다.
- 아래에는 각 군집별 발 형상 특징을 가시적으로 나타내기 위해 본 연구에 참여한 남성 농업인 중 각 군집별로 한명씩 추출하여 위에서 본 발의 3차원 형상을 제시하였다(Figure 3).
- , Ltd, Japan)를 이용하여 선 자세에서 농업인의 오른쪽 발을 스캐닝한 후, 스캐닝한 형상을 저장하였다. 저장된 발 형상으로부터 발 치수를 추출할 때에는 Foot Dimension 프로그램을 활용하였고, 발에 표시된 기준점 13개와 프로그램 상에서 설정하는 기준점 11개, 총 24개의 기준점(Table 2, Figure 1)을 이용하여 40개의 발 치수 항목을 추출하였다. 자세한 발 치수 항목 및 그 측정 방법은 Fgure 2와 Table 3에 제시하였다.
- 총 40개의 발측정 항목 중 각도 관련 4항목을 제외한 36항목은 크기로 인한 영향력을 최소화하기 위하여 '발길이'로 나눈 지수치를 사용하였다.
- 측정을 위해 먼저 피측정자의 발에 치수 추출을 위한 기준점 13개를 표시한 뒤 3차원 발스캐너(IFU-H-O1, I-Ware Laboratory Co., Ltd, Japan)를 이용하여 선 자세에서 농업인의 오른쪽 발을 스캐닝한 후, 스캐닝한 형상을 저장하였다. 저장된 발 형상으로부터 발 치수를 추출할 때에는 Foot Dimension 프로그램을 활용하였고, 발에 표시된 기준점 13개와 프로그램 상에서 설정하는 기준점 11개, 총 24개의 기준점(Table 2, Figure 1)을 이용하여 40개의 발 치수 항목을 추출하였다.
대상 데이터
- 2009년 4월부터 2011년 7월까지 전국 8개도, 16개 농촌마을(강원 고성, 경남 거창, 경북 영주, 전남 강진, 전북 고창, 충남 예산, 충북 진천 등)에서 5년 이상 지속적으로 농업에 종사해온 40세 이상 80세 미만의 특별한 발 관련 질환이 없는 농업인을 대상으로 측정을 실시하였다.
- 연구에 참여한 남성 농업인은 총 366명이며, 연령별 분포는 Table 1에 제시하였다.
- 본 연구는 한국 농업인의 발 유형에 적합한 인간공학적 농작업화 설계를 위한 기초자료를 제공하기 위해 수행되었다. 이를 위해 전국 8개 도의 16개 농촌마을에서 40세 이상 80세 미만인 농업인의 발을 3차원 발스캐너를 이용하여 측정하였으며, 본 보에서는 전체 수집한 자료 중 남성 농업인 366명의 발 형태를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
데이터처리
- 0 이상을 나타내는 주성분에 대하여 Varimax 직교회전을 실시하였다. 둘째, 남성 농업인 발 형태를 유형별로 분류하기 위해 요인분석에서 추출된 항목들의 요인점수를 독립변수로 하여 군집분석을 실시하였다. 먼저, 적절한 군집의 개수를 검토하기 위해 덴드로그램(Dendrogram)을 이용하였고 제곱 Euclidean 거리 척도를 사용하여 군집간 거리를 산출하였다.
- 둘째, 남성 농업인 발 형태를 유형별로 분류하기 위해 요인분석에서 추출된 항목들의 요인점수를 독립변수로 하여 군집분석을 실시하였다. 먼저, 적절한 군집의 개수를 검토하기 위해 덴드로그램(Dendrogram)을 이용하였고 제곱 Euclidean 거리 척도를 사용하여 군집간 거리를 산출하였다. 그리고 군집의 수를 임의로 2~6개까지 지정하여 군집간 특성 및 차이를 분석하였고, 최종적으로 발의 형태적 특징이 가장 잘 나타나며, 군집간 차가 뚜렷한 3개의 군집으로 결정하였다.
- 분석 방법으로는 첫째, 축약된 소수의 요인으로 남성 농업인 발 형태를 나타내기 위해 40개 치수 항목에 대한 탐색적 요인분석(exploratory factor analysis)을 실시하였다. 적절한 요인수는 고유값(Eigen value)을 기준으로 결정하였고, 명확한 요인구조를 파악하기 위해 고유값 1.
- 그리고 군집의 수를 임의로 2~6개까지 지정하여 군집간 특성 및 차이를 분석하였고, 최종적으로 발의 형태적 특징이 가장 잘 나타나며, 군집간 차가 뚜렷한 3개의 군집으로 결정하였다. 셋째, 각 군집의 특성을 파악하기 위해 군집별 요인점수 및 측정 항목을 분산분석 및 사후검정을 통해 비교분석 하였다. 마지막으로 연령층별 군집의 분포를 비교하여 연령에 따른 차이를 분석하였다.
- 자료의 분석에는 SPSS 14.0 Statistical Package Program을 이용하였고, 추출된 치수 데이터는 항목별, 연령별 평균과 표준편차에 의하여 평균으로부터 ±3σ 이상 벗어난 값들을 일단 이상 데이터로 분류, 원본과 대조하여 수정 및 삭제하였다.
- 분석 방법으로는 첫째, 축약된 소수의 요인으로 남성 농업인 발 형태를 나타내기 위해 40개 치수 항목에 대한 탐색적 요인분석(exploratory factor analysis)을 실시하였다. 적절한 요인수는 고유값(Eigen value)을 기준으로 결정하였고, 명확한 요인구조를 파악하기 위해 고유값 1.0 이상을 나타내는 주성분에 대하여 Varimax 직교회전을 실시하였다. 둘째, 남성 농업인 발 형태를 유형별로 분류하기 위해 요인분석에서 추출된 항목들의 요인점수를 독립변수로 하여 군집분석을 실시하였다.
이론/모형
- 본 연구에서는 농업인의 발 치수 측정을 위해 3차원 측정법을 사용하였고 발측정 장비와 측정 기준점, 측정 방법 및 치수 추출 방법은 제5차 한국인 인체치수조사사업 보고서(KATS, 2004)에 기술된 것과 동일하다.
성능/효과
- 농업인의 군집별 분포와 8개 요인에 대한 군집간 차이 및 각 군집별 발 형태의 특징을 살펴보기 위해 군집별로 요인점수에 대한 분산분석 및 사후검정 결과를 Table 5에 제시하였다. 8개의 요인 모두에 대해 군집간 유의한 차이가 있었는데, 군집 1은 엄지의 변형 정도를 나타내는 요인 3과 발목의 굵기를 나타내는 요인 7에서 다른 두 군집과 특히 큰 차이를 보였다. 군집 2는 발 앞부분의 부피를 설명하는 요인 1과 엄지 발가락과 둘째 발가락의 길이 비를 나타내는 요인 8에서, 군집 3은 발꿈치~발등의 길이를 설명하는 요인 5와 발목의 굵기를 나타내는 요인 7에서 다른 군집들과 현저한 차이를 보였다.
- 발 볼의 엄지관절 부위가 돌출되어 있으면서 엄지 발가락이 바깥쪽으로 휜 형태가 많고, 발목이 굵다는 특징이 있다. 군집 2는 발 앞부분이 발등은 높으면서 발너비가 작아 편평률이 크고 단면이 둥근 발로 발둘레와 볼거리도 모두 작아 가는 형태이며, 발 볼 각도도 작고 발목도 가늘며 변형이 없는 일반발로 22%만이 군집 2에 속해 3개의 군집 중 인원이 가장 적었다. 이들 중에는 둘째 발가락이 상대적으로 긴 그리스인 형(Greek Foot)이 많았다.
- 남성 농업인의 발 형태를 몇 개의 동질적인 군집으로 분류하기 위해 요인분석에서 추출된 8개의 요인점수를 독립변수로 하여 군집분석을 실시하였다. 군집수를 2~6개까지로 분류하여 검토해본 결과, 군집간 발의 형태적 특징이 가장 잘 나타내며 군집간 구분이 뚜렷한 3개 유형으로 분류하였다.
- 남성 농업인 발 측정치에 대한 최종 요인분석 결과 8개의 요인이 추출되었고, 총 82.5%의 설명력을 나타냈다. 요인 1은 볼거리, 발둘레 등 발 앞쪽 부위의 형태를 나타내는 요인이며, 요인 2는 복사 높이와 관련된 요인, 요인 3은 볼 내측의 형태 및 엄지의 변형 정도와 관련이 있었다.
- 남성 농업인의 발 측정치에 대한 최종 요인분석 결과 길이 8항목, 너비 4항목, 높이 6항목, 둘레 5항목, 각도 3항목, 두께 1항목 등 총 27개의 항목을 사용, 8개의 요인이 추출되었고, 발 형태에 대한 총 82.5%의 설명력을 나타냈다(Table 4).
- 75%의 설명력을 나타냈다. 요인 3은 발중심선(Center Line)을 기준으로 엄지 발가락과 볼중심점(Ball Center Point)의 위치관계를 나타내는 요인으로 볼 내측의 형태 및 엄지의 변형 정도, 무지외반증과 관련이 있으며 11.75%의 기여율을 보였다. 요인 4는 발중심점상측길이(Ball Center to Toe 2 Length)와 발중심점하측길이(Ball Center to Heel Length)의 비율과 관련된 요인으로 9.
- 55%의 설명력을 나타냈다. 요인 5는 발꿈치에서 발등의 직선거리 및 둘레, 발등높이와 관련된 요인으로 발꿈치~발등 사이의 형태를 나타내며 9.37%의 설명력을, 요인 6은 볼 가측의 형태 및 새끼 발가락의 위치와 관련된 요인으로 8.80%의 설명력을, 요인 7은 발목의 굵기와 관련된 요인으로 분석되며 8.31%의 설명력을 나타냈다. 마지막으로 요인 8은 엄지 발가락 길이 항목만으로 이루어지는데, 본 연구에서는 발의 형태에 관한 요인 및 군집분석에서 각도를 제외한 모든 항목을 발길이에 대한 지수 항목으로 변환하여 사용하였으므로 요인 8은 엄지 발가락과 둘째 발가락의 상대적 길이의 차로 해석할 수 있을 것이다.
- 이상에서 농업인의 발 유형 및 형태가 일반인과 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 차이로 인해 획일적인 형태로 제작되고 있는 작업화를 착용하는 농업인들은 신발 맞음새에 대한 불편감을 느낄 수 있으며, 이러한 불편감은 또다시 발의 변형을 야기하는 원인 중 하나가 될 수 있다.
후속연구
- 이러한 차이로 인해 획일적인 형태로 제작되고 있는 작업화를 착용하는 농업인들은 신발 맞음새에 대한 불편감을 느낄 수 있으며, 이러한 불편감은 또다시 발의 변형을 야기하는 원인 중 하나가 될 수 있다. 따라서 농작업화 설계 시에 농업인의 발 형태에 관한 이해가 선행되어야 할 것으로 사료되며, 본 연구의 결과는 편안한 농작업화 개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구의 결과는 지수치를 활용하여 발의 형태를 분석한 것으로 추후 현행 치수체계에서 농업인과 일반인의 실측 치수 및 그 분포에 대한 비교 분석이 필요할 것이다.
- 발의 형태에 관한 여러 선행연구에서 길이, 둘레, 너비 등 단순 크기 항목이 주요 요인으로 추출된 것에 비해 본 연구에서는 지수 항목을 분석에 활용함으로써 발의 입체적 형상에 대한 상대적 형태 및 위치가 주된 요인으로 추출되어 실제 농작업화 제작 시 보다 실질적인 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
- 따라서 농작업화 설계 시에 농업인의 발 형태에 관한 이해가 선행되어야 할 것으로 사료되며, 본 연구의 결과는 편안한 농작업화 개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구의 결과는 지수치를 활용하여 발의 형태를 분석한 것으로 추후 현행 치수체계에서 농업인과 일반인의 실측 치수 및 그 분포에 대한 비교 분석이 필요할 것이다.
- 군집 1에서 나타나는 발 형태처럼 엄지 발가락이 바깥쪽으로 휘고 엄지관절 부위가 안쪽으로 돌출하게 되면 일반적으로 통증을 동반하게 되는데, 엄지 발가락이 휜 정도에 따라 엄지 외반 각도가 15° 미만인 경우 정상, 15° 이상부터 20° 미만은 경증 무지외반증(hallux valgus)으로, 20° 이상부터 40° 미만은 중등도, 40° 이상이면 중증으로 분류한다(Frey, 1991). 이러한 무지외반증은 연령이 높을수록, 그리고 남성보다는 여성에게서 많이 나타나는데(Scott et al., 2007; Kim, 1996) 본 연구의 대상인 농업인 남성은 동일한 방법으로 측정된 같은 연령대의 일반인 남성(non-farmers)보다 엄지 발가락 관절 부위의 돌출이 다수 관찰되어 농작업 특성과 관련이 있을 것으로 추측되며 이에 관해서는 추후 심층적인 분석이 필요할 것으로 사료된다.
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