[논문]스마트폰 사용시간이 목뼈 및 허리뼈의 굽힘각도와 목뼈의 재현오차에 미치는 영향

김양곤; 강민혁; 김지원; 장준혁; 오재섭

doi:10.12674/ptk.2013.20.1.010

스마트폰 사용시간이 목뼈 및 허리뼈의 굽힘각도와 목뼈의 재현오차에 미치는 영향
Influence of the Duration of Smartphone Usage on Flexion Angles of the Cervical and Lumbar Spine and on Reposition Error in the Cervical Spine 원문보기

한국전문물리치료학회지 = Physical Therapy Korea, v.20 no.1, 2013년, pp.10 - 17

김양곤 (인제대학교 대학원 물리치료학과) , 강민혁 (인제대학교 대학원 재활과학과) , 김지원 (인제대학교 대학원 재활과학과) , 장준혁 (해운대 자생한방병원 물리치료실) , 오재섭 (인제대학교 의생명공학대학 물리치료학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to assess the influence of the duration of smartphone usage on cervical and lumbar spine flexion angles and reposition error in the cervical spine. The study included 18 healthy smartphone users (7 males and 11 females). We measured the kinematics of the upper and lower cervical and lumbar spine flexion angles and the reposition error of the upper and lower cervical spine after 3 s and 300 s smartphone use in sitting. A paired t-test was used to compare the effects of the duration of smartphone usage on the kinematics of cervical and lumbar spine flexion angles and reposition error. The flexion angles of the lower cervical and lumbar spine and the reposition error in the upper and lower cervical spine were significantly increased after 300 s smartphone of use (p.05). These findings suggest that prolonged use of smartphones can induce changes in cervical and lumbar spine posture and proprioception in the cervical spine.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서 본 연구는 스마트폰 사용시간이 목뼈 및 허리뼈의 굽힘각도의 변화와 목뼈의 재현오차에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다. 본 연구의 가설은 스마트폰 사용시간이 장기화 될수록 목뼈 및 허리뼈의 굽힘 각도는 증가될 것이고, 목뼈의 재현오차 역시 증가될 것이라고 설정하였다.
본 연구는 경남 김해 소재 인제대학교에 재학 중인 성인 남녀 18명을 대상으로 스마트폰을 단기간 사용 및 장기간 사용한 경우 목뼈와 허리뼈의 굽힘각도 및 목뼈의 재현오차 정도를 알아보았다. 스마트폰 사용시간이 장기화 될수록 목뼈 및 허리뼈의 굽힘각도는 증가될 것이고, 목뼈의 재현오차 역시 증가될 것이라는 가설을 바탕으로 연구를 실시하였다.
본 연구는 스마트폰 사용시간이 장기화됨에 따라 목뼈와 허리뼈의 굽힘각도 및 목뼈의 재현오차에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 연구결과는 장기간 스마트폰 사용은 단기간 사용한 경우보다 하부목뼈 및 허리 뼈의 굽힘각도가 유의하게 증가되었으며(p<.

가설 설정

따라서 본 연구는 스마트폰 사용시간이 목뼈 및 허리뼈의 굽힘각도의 변화와 목뼈의 재현오차에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다. 본 연구의 가설은 스마트폰 사용시간이 장기화 될수록 목뼈 및 허리뼈의 굽힘 각도는 증가될 것이고, 목뼈의 재현오차 역시 증가될 것이라고 설정하였다.
본 연구는 경남 김해 소재 인제대학교에 재학 중인 성인 남녀 18명을 대상으로 스마트폰을 단기간 사용 및 장기간 사용한 경우 목뼈와 허리뼈의 굽힘각도 및 목뼈의 재현오차 정도를 알아보았다. 스마트폰 사용시간이 장기화 될수록 목뼈 및 허리뼈의 굽힘각도는 증가될 것이고, 목뼈의 재현오차 역시 증가될 것이라는 가설을 바탕으로 연구를 실시하였다. 연구결과 스마트폰을 장기간 사용하였을 경우가 단기간 사용하였을 경우보다 하부목뼈와 허리뼈의 굽힘각도가 유의하게 증가되었다(p<.

제안 방법

스마트폰 사용이 시작되면 목과 허리의 자세유지를 강요하지 않고, 스마트폰 사용에 집중하도록 권고하였다. 대상자는 스마트폰 사용을 단기(3초)와 장기(300초)로 나뉘어 각각 3회 사용하였고(Dolan과 Green, 2006), 사용 후에 즉시 목뼈의 재현오차를 3회씩 측정하였다(Jull 등, 2007). 재현오차 측정은 ‘머리-중립자세 재위치 시키기’ 검사 방법을 사용하였다.
목의 중립자세는 대상자의 상부 및 하부 목뼈의 굽힘 끝범위와 폄 끝범위 사이의 상부 및 하부 목뼈 자세로 정의하였다(O'Sullivan 등, 2003). 모든 각도의 변화는 CMS20을 통해 10 ㎐의 표본추출률 (sampling rate)로 측정되었다. WinData v.
재현오차 측정은 ‘머리-중립자세 재위치 시키기’ 검사 방법을 사용하였다. 목과 허리를 곧게 세워 앉은 목의 중립자세를 기준으로 5초간 자세를 기억하도록 지시한 후 목표 위치까지 굽힘하여 3초간 유지 후 다시 중립위치로 돌아오도록 지시하였고, 측정 사이에는 3초간 휴식을 제공하였다. 재현 오차 측정동안 대상자는 시각정보를 차단하기 위하여 눈을 감도록 지시하였으며, 재현오차 측정을 위한 목표 위치는 목 주변 구조물 및 연부조직의 변형을 최소화 하기위해 대상자의 최대 목굽힘 관절가동범위의 65% 목굽힘 상태를 목표 위치로 설정하였다(Lee 등, 2006).
스마트폰 사용 시 목뼈와 허리뼈의 굽힘각도와 목뼈의 재현오차를 측정하기 위하여 삼차원 동작 분석 시스템인 Zebris CMS20 ultrasound-based motion analysis system(CMS20, Zebris Meditechnic GmbH, Isny, Germany)을 사용하였다. 본 연구에서 허리뼈 굽힘각도를 측정하기 위해 능동적 삼중 표식자(active triplet marker)를 L5-S1사이, T12-L1사이에 각각 하나씩 부착하였다(Walsh 등, 2007). 상부 및 하부 목뼈 굽힘각도는 4개의 능동적 단일 표식자(active single marker)를 사용하여 측정하였으며, 각각의 단일 표식자는 복장뼈 위, C7 가시돌기, 바깥귀길, 광대뼈 위에 부착하였다(Kuo 등, 2009)(Figure 1A).
본 연구에서 허리뼈 굽힘각도를 측정하기 위해 능동적 삼중 표식자(active triplet marker)를 L5-S1사이, T12-L1사이에 각각 하나씩 부착하였다(Walsh 등, 2007). 상부 및 하부 목뼈 굽힘각도는 4개의 능동적 단일 표식자(active single marker)를 사용하여 측정하였으며, 각각의 단일 표식자는 복장뼈 위, C7 가시돌기, 바깥귀길, 광대뼈 위에 부착하였다(Kuo 등, 2009)(Figure 1A). 초음파 신호를 감지하는 3개의 마이크로 구성된 측정감지기(transducer sensor)는 대상자의 시상면(sagittal plane)과 평행하게 하여 왼쪽 80 ㎝ 떨어진 곳에 위치하였다.
측정감지기의 중심부는 측정테이블에 앉아있는 각 대상자의 왼쪽 위팔뼈 큰결절 높이에 맞추어 고정하였다. 스마트폰 단기 및 장기 사용 시에는 사용 시작자세(Figure 1B)를 기준으로 영점조절(calibration)을 실시하였고, 재현오차 측정 시에는 중립자세(neutral position)를 맞추어 영점조절을 실시하였다. 목의 중립자세는 대상자의 상부 및 하부 목뼈의 굽힘 끝범위와 폄 끝범위 사이의 상부 및 하부 목뼈 자세로 정의하였다(O'Sullivan 등, 2003).
실험에 참가한 모든 대상자는 스마트폰 사용 시 시작 자세를 통일하기 위하여 측각기(goniometer)를 이용하여 발목, 무릎, 엉덩관절과 팔굽 관절을 90°로 맞추고 체간을 곧게 세운 후 위팔은 체간 옆에 고정하도록 지시하였다.
첫째, 체간의 자세를 통제하기 위하여 스마트폰 사용 자세에서 어깨관절과 팔굽관절의 각도를 통제하였다. 이로 인해 스마트폰 화면 위치가 고정되어 사용자의 목뼈가 일부 굽힘된 상태를 기준으로 실험이 진행되었다. 이는 스마트폰 사용시 상부목뼈의 굽힘각도 변화에 영향을 미쳤을 것으로 사료된다.
본 연구의 제한점은 다음과 같다. 첫째, 체간의 자세를 통제하기 위하여 스마트폰 사용 자세에서 어깨관절과 팔굽관절의 각도를 통제하였다. 이로 인해 스마트폰 화면 위치가 고정되어 사용자의 목뼈가 일부 굽힘된 상태를 기준으로 실험이 진행되었다.
초음파 신호를 감지하는 3개의 마이크로 구성된 측정감지기(transducer sensor)는 대상자의 시상면(sagittal plane)과 평행하게 하여 왼쪽 80 ㎝ 떨어진 곳에 위치하였다. 측정감지기의 중심부는 측정테이블에 앉아있는 각 대상자의 왼쪽 위팔뼈 큰결절 높이에 맞추어 고정하였다. 스마트폰 단기 및 장기 사용 시에는 사용 시작자세(Figure 1B)를 기준으로 영점조절(calibration)을 실시하였고, 재현오차 측정 시에는 중립자세(neutral position)를 맞추어 영점조절을 실시하였다.

대상 데이터

본 연구는 평소 스마트폰을 사용하고 있는 건강한 성인 남녀 18명(남자 7명, 여자 11명)을 대상으로 실시하였다(Table 1). 연구에 참여한 모든 대상자들은 연구에 대한 의도를 최대한 배제하기 위하여 연구 목적에 대한 제한적 내용 제공과 함께 실험 방법에 대하여 충분한 설명을 들었고, 자발적으로 실험 참여에 동의하였다.
본 연구에 사용된 스마트폰 기기는 크기(세로×가로× 두께) 125.3×66.1×8.89 ㎜이며 무게는 121 g으로 4.0인치의 화면크기를 가진 갤럭시 SⅡ(SHW-M250S, Samsung Electronics Co., Ltd.)를 사용하였다.
상부 및 하부 목뼈 굽힘각도는 4개의 능동적 단일 표식자(active single marker)를 사용하여 측정하였으며, 각각의 단일 표식자는 복장뼈 위, C7 가시돌기, 바깥귀길, 광대뼈 위에 부착하였다(Kuo 등, 2009)(Figure 1A). 초음파 신호를 감지하는 3개의 마이크로 구성된 측정감지기(transducer sensor)는 대상자의 시상면(sagittal plane)과 평행하게 하여 왼쪽 80 ㎝ 떨어진 곳에 위치하였다. 측정감지기의 중심부는 측정테이블에 앉아있는 각 대상자의 왼쪽 위팔뼈 큰결절 높이에 맞추어 고정하였다.

데이터처리

목뼈 및 허리뼈의 굽힘각도는 스마트폰 사용종료 시점의 각도를 각각 평균내어 분석에 이용하였으며, 재현 오차 역시 단기 및 장기간 사용 후에 측정된 값의 각 평균값을 분석에 이용하였다. 스마트폰 사용시간의 순서는 무작위 선정하여 실시하였다.
스마트폰 사용 시 스마트폰 사용시간에 따른 목뼈와 허리뼈의 굽힘각도와 목의 재현오차를 비교하기 위해 짝비교 t-검정(paired t-test)을 실시하였다. 목의 재현 오차 각도는 모두 절대값 처리되었으며, 본 연구의 모든 굽힘각도 수치에서 양수는 굽힘, 음수는 폄으로 정의하였다.

이론/모형

스마트폰 사용 시 목뼈와 허리뼈의 굽힘각도와 목뼈의 재현오차를 측정하기 위하여 삼차원 동작 분석 시스템인 Zebris CMS20 ultrasound-based motion analysis system(CMS20, Zebris Meditechnic GmbH, Isny, Germany)을 사용하였다. 본 연구에서 허리뼈 굽힘각도를 측정하기 위해 능동적 삼중 표식자(active triplet marker)를 L5-S1사이, T12-L1사이에 각각 하나씩 부착하였다(Walsh 등, 2007).
재현오차 측정은 ‘머리-중립자세 재위치 시키기’ 검사 방법을 사용하였다.

성능/효과

추후 연구에서는 사용자의 팔을 고정하지 않고 자연스러운 자세를 고려한 연구가 진행되어야 할 것이다. 둘째, 스마트폰 사용시간을 최대 300초로 설정하였다. 이와 같은 스마트폰 사용시간 설정으로 인하여 통계적으로는 유의하였지만 굽힘각도 및 재현오차 각도 변화가 미비하였다.
또한 본 연구의 재현오차 비교 결과도 스마트폰을 장기간 사용한 후가 단기간 사용한 후보다 상부목뼈 및 하부목뼈에서 재현오차가 유의하게 증가되었다(p＜.05). Cheng 등(2010)은 만성 목통증환자가 건강한 성인에 비해 목의 재현오차가 증가되었다고 보고하였다.
05). 또한 스마트폰을 장기간 사용한 후에 상부목뼈 및 하부목뼈의 재현오차는 유의하게 증가되었다(p<.05). 하지만 스마트폰 사용시간에 따른 상부목뼈의 굽힘각도는 유의한 차이를 보이지 않았다(p>.
스마트폰 사용 시 스마트폰 사용시간에 따른 목뼈와 허리뼈의 굽힘각도와 목의 재현오차를 비교하기 위해 짝비교 t-검정(paired t-test)을 실시하였다. 목의 재현 오차 각도는 모두 절대값 처리되었으며, 본 연구의 모든 굽힘각도 수치에서 양수는 굽힘, 음수는 폄으로 정의하였다. 모든 통계처리는 SPSS ver.
05). 본 연구결과는 스마트폰 장기사용이 척추의 자세변화 및 목뼈의 고유수용성 감각에 영향을 주었다는 사실을 보여준다.
하지만 장기로 설정된 5분이라는 짧은 시간에도 목뼈 및 허리뼈의 굽힘이 발생되었고, 재현오차 역시 증가된 것을 바탕으로 스마트폰 사용시간이 5분 이상 지속될 경우 목뼈 및 허리뼈의 굽힘각도 및 목뼈의 재현오차는 더욱 증가될 것으로 사료된다. 본 연구의 결과를 종합해 볼 때, 장기간 동안 스마트폰 사용은 잠재적인 목뼈 및 허리뼈 통증을 유발할 수 있는 요인으로 여겨지며, 스마트폰 사용자는 스마트폰 사용 시 항상 올바른 자세를 인지하고 유지하며 필요시에는 장기간보다는 단기간으로 일정 시간을 정하여 스마트폰을 사용할 것을 권고한다.
본 연구의 결과에서 스마트폰을 단시간 사용한 후보다 장시간 사용한 후 하부 목뼈 굽힘각도 변화와 같이 허리뼈의 굽힘각도도 증가되었다(p＜.05). Page 등(2009)은 척추는 사슬과 같이 연결되어있고 어느 한 부분의 변형은 다른 부분의 변형을 유발할 수 있다고 하였는데, 이전 연구에서는 앉아있는 자세가 지속될 시 허리의 굽힘각도가 증가되고 머리의 전방이동 되어 척추의 문제가 된다고 하였다(Bendix와 Biering-Sørensen,1983).
연구결과 스마트폰을 장기(300초) 사용한 경우가 단기(3초) 사용한 경우보다 하부목뼈 및 허리뼈의 굽힘각도가 유의하게 증가하였으며, 상부 및 하부목뼈의 재현오차도 단기 사용보다 장기 사용 시 유의하게 증가하였다(p＜.05)(Table 2)(Table 3). 그러나 스마트폰 사용 기간에 따른 상부목뼈의 굽힘각도 사이에는 유의한 차이가 없었다(p＞.
연구결과 스마트폰을 장기간 사용하였을 경우가 단기간 사용하였을 경우보다 하부목뼈와 허리뼈의 굽힘각도가 유의하게 증가되었다(p<.05).
연구결과는 장기간 스마트폰 사용은 단기간 사용한 경우보다 하부목뼈 및 허리 뼈의 굽힘각도가 유의하게 증가되었으며(p<.05), 상부목뼈 및 하부목뼈의 재현오차 역시 유의하게 증가되었지만(p.05).

후속연구

또한 스마트폰과 같은 영상단말기의 사용으로 유발된 목굽힘은 결국 목뼈 주변 구조물 및 인대의 손상을 야기하여 목의 통증으로 발전 될 수 있으며(Bonney와 Corlett, 2002; Fernández-de-las-Peñas 등, 2006; Fredriksson 등^,2002), 목뼈의 반복적이고 지속적인 자세의 유지는 만성 목통증을 유발 할 위험이 있다고 하였다(Hagberg와 Wegman, 1987; Veiersted와 Westgaard, 1993). 이를 종합하여 볼 때 일반적인 영상 단말기보다 상대적으로 화면이 더 작은 스마트폰의 사용은 목뼈 및 주변 구조물에 더욱 심각한 손상을 야기할 수 있을 것이다.
셋째, 본 연구의 실험 수행 시 자세변화에 따른 척추세움근의 근활성도를 측정 하지 않았다. 추후 연구에서는 목뼈와 허리뼈의 각도변화 측정과 동시에 척추 주변 근육의 근활성도에 대한 연구도 이루어져야 할 것이다.
이는 스마트폰 사용시 상부목뼈의 굽힘각도 변화에 영향을 미쳤을 것으로 사료된다. 추후 연구에서는 사용자의 팔을 고정하지 않고 자연스러운 자세를 고려한 연구가 진행되어야 할 것이다. 둘째, 스마트폰 사용시간을 최대 300초로 설정하였다.
이와 같은 스마트폰 사용시간 설정으로 인하여 통계적으로는 유의하였지만 굽힘각도 및 재현오차 각도 변화가 미비하였다. 추후에는 스마트폰 사용시간을 좀 더 연장하여 자세 및 재현오차 변화 추이를 비교하는 연구가 진행되어야 할 것이다. 셋째, 본 연구의 실험 수행 시 자세변화에 따른 척추세움근의 근활성도를 측정 하지 않았다.
따라서 스마트폰 사용자는 스마트폰 사용 시에 올바른 자세인지와 단기간 사용할 것을 권고한다. 추후의 연구에서는 목뼈와 허리뼈의 각도뿐만 아니라 근활성도에 대한 연구가 이루어져야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	스마트폰과 같은 영상단말기를 장시간 사용하게 되어 생기는 전방머리자세와 구부정한 자세를 지속적으로 유지하면 어떤 문제가 생기는가?	스마트폰과 같은 영상단말기를 장시간 사용하게 되면 전방머리자세(forward head posture)나 구부정한 자세(slouched posture)와 같은 부적절한 자세를 유발할 수 있다(Janwantanakul 등, 2012; Szeto와 Lee, 2002). 또한 지속적으로 전방머리자세와 구부정한 자세를 유지 하는 것은 목뼈 및 허리뼈 주변 구조물들은 물론 인대의 손상을 야기할 수 있다(Bonney와 Corlett, 2002; Fernández-de-las-Peñas 등, 2006; Kendall 등, 2005; Page 등, 2009). 이렇듯 척추 구조물은 서로 사슬(chain)과 같이 연결되어 목뼈 자세의 변형은 허리뼈 자세까지 영향을 미칠 수 있다(Page 등, 2009).
	척추의 고유수용성 감각의 기능은?	척추의 고유수용성 감각은 신체 각 부위의 협응된 움직임으로부터 관절의 위치와 움직임의 방향을 감지하는 기능을 한다(Dolan과 Green, 2006; Rowe 등, 2005; Swinkels와 Dolan, 1998). 하지만 고유수용성 감각은 근육, 인대 등에 존재하는 고유수용성 감각수용기로부터 제공되기 때문에 부적절한 자세에 의한 근육 활성 및 인대의 변성은 이러한 고유수용성 감각을 손상시킬 수 있다(Brumagne 등, 1999; McGill과 Brown, 1992).
	스마트폰과 같은 영상단말기를 장시간 사용하게 되면 어떤 부적절한 자세를 유발할 수 있는가?	스마트폰과 같은 영상단말기를 장시간 사용하게 되면 전방머리자세(forward head posture)나 구부정한 자세(slouched posture)와 같은 부적절한 자세를 유발할 수 있다(Janwantanakul 등, 2012; Szeto와 Lee, 2002). 또한 지속적으로 전방머리자세와 구부정한 자세를 유지 하는 것은 목뼈 및 허리뼈 주변 구조물들은 물론 인대의 손상을 야기할 수 있다(Bonney와 Corlett, 2002; Fernández-de-las-Peñas 등, 2006; Kendall 등, 2005; Page 등, 2009).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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