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문제 정의
- 국내의 침대 설계에 유효한 규격의 제시를 도모하고 장애인, 노인들의 사용자들을 위한 사례분석과 평가를 통한 안락감에 대한 사례를 제시하고자 한다.
- 본 연구에서는 침대 7단계의 자세를 사용자가 조절할 수 있는 가변침대를 이용하여 자세에 따른 체압분포 특성을 알아보았다. 체압분포 특성을 매트리스를 7단계로 나누어 통제적으로 접근하였으며 수면 자세에서 가변침대의 초기 상태와 각도를 조절한 상태에서 체압분포와 주관적 평가 결과를 살펴보았다.
- 침대의 설계 및 평가식 안락감을 정량적으로 평가하는데 사용되는 체압분포 측정을 통해서 신체부위별로 최적의 체압분포 패턴을 유지하여 안락감을 향상시킬 수 있는 침대 설계가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 편안한 척추 곡선(Spine curve)과 신체 형상(Body shape)을 유지하기 위하여 신체의 주요 부분(머리, 어깨, 등, 요추, 엉덩이, 대퇴, 무릎, 발)과 접촉하는 부분의 침대를 7단계의 높이를 조절하기 전과 후에 신체의 체압분포를 수면 각 자세에서 측정하고, 안락감에 대한 주관적 평가를 실시하여 침대의 수면자세1)에 따른 체압분포의 특징을 알아보고자 한다.
가설 설정
- 1. 피실험자에게 실험 목적과 침대의 조절자세에 대한 설명을 충분히 한다.
- - 신체 불편도의 변화량과 체압비의 변화량은 서로 상관이 있다. 즉, 체압분포는 신체 안락감에 영향을 줄 수 있다.
제안 방법
- 조절침대의 체압분포 측정을 위하여 체압의 왜곡, 해상도, 신뢰성, 휴대성, 사용성 등의 여러 문제점을 가지고 있으므로 polymer로 된 박막형 필름인 FSR (Force Sensing Resistor) 센서를 이용한 침대용 체압분포측정기2)를 사용하여 측정하였고 측정 프그램의 교정은 200 g과 300 g의 분동을 이용하여 실험 전에 오차를 교정하였다.
- 노인, 장애자의 설문조사를 통한 규격화한 디자인의 제시를 위한 사례를 분석한다.
- 각 수면자세에서 가변침대의 높이를 조절하기 전의 초기상태와 조절 후의 상태에서 신체 주요 부분의 불편 정도를 다음과 같은 5점 척도를 이용하여 평가하였다.
- 사용자 분석을 위하여 60세 이상 노약자를 대상으로 인터뷰를 실시하여 각 유형별 기능의 통계조사를 통한 분석을 하였다.
- 설문의 어휘는 유니버설 디자인3)의 9가지 조건을 중심으로 보편적 사용성, 편리성, 사용자의 실수의 유발, 안락성, 작동의 편리성, 사용환경, 동선의 합리성, 보수 및 내구성, 정리정돈, 위험요소, 경제성, 심미성 등의 내용을 토대로 병원의 간병인, 간호사 등에게 질문지를 통하여 인터뷰와 설문조사를 실시하였다.
- 노약자용 침대의 사용자 분석을 위하여 장애인 자원봉사자를 대상으로 인터뷰를 실시하여 각 유형별 기능의 통계조사를 통한 분석을 하였다.
- 가변침대 초기 상태의 신체 불편정도를 가시적으로 나타내기 위하여 “1~전혀 불편하지 않다”와 “2~불편하지 않다”를 Comfort로 표현하고, “4~불편하다”와 “5~매우 불편하다”를 Discomfort로 나타내어 제시하였으며.
- 각 수면자세에서 가변침대의 높이를 조절하기 전의 초기상태와 조절 후의 상태에서 신체 주요 부분의 불편 정도를 다음과 같은 5점 척도를 이용하여 평가하였다.
- 침대서 누워 있을 때 신체 각 부분의 불편정도를 측정하고, 가변침대 높이 조절 후 불편정도의 변화량을 파악하기 위해 주관적 불편도 평가5)를 실시하였다.
- 실험장소는 이천 노인복지회관에서 약 2일간 진행 되었으며 피실험자는 체압분포 측정에 영향을 줄 수 있는 지갑과 같은 소지품을 제거하고 가벼운 평상복을 착용하여 실험에 임하였다. 조절 침대는 각도를 등받이, 다리부분의 조절 리모컨을 타이머로 측정하여 각도를 조절하여 신체와 침대의 체압분포를 조절할 수 있도록 하였다. 동일한 피실험자에 대한 실험절차는 다음과 같다.
- 3. 신체 불편도의 평가지에 따라 목, 어깨, 허리, 엉덩이, 다리의 불편도를 평가한다.
- 1) 피실험자의 키, 몸무게, 어깨 너비, 허리 너비, 엉덩이 너비, 요추전만으로서 6개의 측정 항목을 선정하고 마틴식 인체측정기를 이용하여 KS A 7003과 KS A 7004에 따라 직접측정방법으로 추정한다.
- 기존의 많은 연구자들이 여러 방법을 이용하여 체압 분포를 측정하였다. 이들 방법은 스트레인게이지, 교정된 스프링, periscopes 압축공기에 의해 제어되는 접촉 스위치 그리고 광학기술을 이용하였다. 그러나 체압의 왜곡, 해상도, 신뢰성, 휴대성, 사용성 등의 여러 문제점을 가지고 있으므로 polymer로 된 박막형 필름인 FSR (Force Sensing Resistor) 센서를 이용한 침대용 체압분포측정기를 사용하여 측정하였고 측정 프로그램의 교정은 200 g과 300 g의 분동을 이용하여 실험 전에 오차를 교정하였다.
- 이들 방법은 스트레인게이지, 교정된 스프링, periscopes 압축공기에 의해 제어되는 접촉 스위치 그리고 광학기술을 이용하였다. 그러나 체압의 왜곡, 해상도, 신뢰성, 휴대성, 사용성 등의 여러 문제점을 가지고 있으므로 polymer로 된 박막형 필름인 FSR (Force Sensing Resistor) 센서를 이용한 침대용 체압분포측정기를 사용하여 측정하였고 측정 프로그램의 교정은 200 g과 300 g의 분동을 이용하여 실험 전에 오차를 교정하였다.
- 실험을 실시하기 전에 실험 참가자의 인체특성 자료를 측정하고, 측정 침대에 누워 7단계의 각도 조절에 따른 만족도에 대한 설문조사를 실시하였다. 실험 참가자들에게 실험과정을 설명하고, 체압 분포 장비의 점검을 실시하였다.
- 실험참가자가 측정 침대에 누워 7단계의 각도 조절에 따른 체압분포를 측정하였다.
- 실험 중에는 실험자와 실험참가자와 대화를 할 수 없도록 하였고, 실험참가자는 가벼운 평상복 차림으로 실험에 참가하도록 하였다. 실내온도는 섭씨 25도로 조절하였으며 수면에 방해가 되지 않도록 쾌적한 실내온도와 오전 11시에서 12시 사이에 실험을 실시하였다.
- 실험 중에는 실험자와 실험참가자와 대화를 할 수 없도록 하였고, 실험참가자는 가벼운 평상복 차림으로 실험에 참가하도록 하였다. 실내온도는 섭씨 25도로 조절하였으며 수면에 방해가 되지 않도록 쾌적한 실내온도와 오전 11시에서 12시 사이에 실험을 실시하였다.
- 4) 신체 불편도 평가지에 따라 목, 어깨, 등, 팔꿈치, 요추, 손/손목, 엉덩이/대퇴, 무릎, 발/발목의 불편도를 평가한다.
- 체압분포도 측정기를 0점 조정(calibration)을 하고, 체압분포도 측정기를 매트리스위에 설치하여 실험 참가자의 체압을 측정하였다. 측정된 값은 아래의 식으로 압력 집중도를 구하였다.
- 10명의 피실험자에 의한 설문 조사의 결과를 보면 자세에 대하여 취침, 휴식, 독서, 식사에 대한 빈도분석의 결과를 도출해 보았다. 그 결과 만족도는 휴식, 취침, 독서, 식사의 순서대로 만족도가 나타났으며 식사자세에 대한 불편감을 호소하고 있다.
- 본 연구에서는 침대 7단계의 자세를 사용자가 조절할 수 있는 가변침대를 이용하여 자세에 따른 체압분포 특성을 알아보았다. 체압분포 특성을 매트리스를 7단계로 나누어 통제적으로 접근하였으며 수면 자세에서 가변침대의 초기 상태와 각도를 조절한 상태에서 체압분포와 주관적 평가 결과를 살펴보았다.
- 실험을 실시하기 전에 실험 참가자의 인체특성 자료를 측정하고, 측정 침대에 누워 7단계의 각도 조절에 따른 만족도에 대한 설문조사를 실시하였다. 실험 참가자들에게 실험과정을 설명하고, 체압 분포 장비의 점검을 실시하였다.
대상 데이터
- 피실험 대상자는 남녀 각각 5명, 10명이고 연령별 분포는 평균 77세(분포나이는 71∼83세)로 10명이 실험에 참여하였다.
- 남녀 각각 5명, 10명이고 연령별 분포는 평균 77세(분포나이는 71∼83세)로 10명이 실험에 참여하였다.
- 한국 표준 체형에 의하면(sizekorea.kats.go.kr) 70세 이상 한국 표준 신장과 몸무게는 남, 162.4 kg, 61.1 kg이며 여 149.1 cm, 55.3 kg로써 천○○씨(162 cm, 64 kg)와 연○○(152 cm, 58 kg)의 한국 표준 체격과 유사한 대상자가 포함되어 있으며 두 남녀를 기준으로 신장이 크거나 작은 대상자들을 피실험자로 선별하였다.
- 실험참가자는 이천 노인복지 회관의 70세 이상의 노약자들을 대상으로 하였으며 평소 질병이나 장애가 없는 실험참가자를 선발하였다.
- 실험장소는 이천 노인복지회관에서 약 2일간 진행 되었으며 피실험자는 체압분포 측정에 영향을 줄 수 있는 지갑과 같은 소지품을 제거하고 가벼운 평상복을 착용하여 실험에 임하였다. 조절 침대는 각도를 등받이, 다리부분의 조절 리모컨을 타이머로 측정하여 각도를 조절하여 신체와 침대의 체압분포를 조절할 수 있도록 하였다.
이론/모형
- ① 피실험자의 키, 몸무게, 어깨 너비, 허리 너비, 엉덩이 너비, 요추전만으로서 6개의 측정항목을 선정하고 마틴식 인체측정기를 이용하여 KS A 7003과 KS A 7004에 따라 직접측정방법으로 추정한다.
성능/효과
- 가변침대 초기 상태의 신체 불편정도를 가시적으로 나타내기 위하여 “1~전혀 불편하지 않다”와 “2~불편하지 않다”를 Comfort로 표현하고, “4~불편하다”와 “5~매우 불편하다”를 Discomfort로 나타내어 제시하였으며. 체압비의 변화와 신체의 불편도 변화량 사이의 관계를 파악하기 위한 주관적 불편도 평가의 변화량(조절 전의 주관적 평가치-조절 후의 주관적 평가치)과 체압비의 변화량(조절 전의 체압비-조절 후의 체압비)의 상관분석 결과 중에서 유의미한 관계를 가지는 항목을 나타내었다. 가변침대의 높이 조절 변화와 신체의 불편도 변화량 사이의 관계를 파악하기 위한 주관적 불편도 평가의 변화량과 가변침대의 높이 조절량의 상관분석 결과 중에서 유의미한 관계를 가지는 항목을 나타내었다.
- 체압비의 변화와 신체의 불편도 변화량 사이의 관계를 파악하기 위한 주관적 불편도 평가의 변화량(조절 전의 주관적 평가치-조절 후의 주관적 평가치)과 체압비의 변화량(조절 전의 체압비-조절 후의 체압비)의 상관분석 결과 중에서 유의미한 관계를 가지는 항목을 나타내었다. 가변침대의 높이 조절 변화와 신체의 불편도 변화량 사이의 관계를 파악하기 위한 주관적 불편도 평가의 변화량과 가변침대의 높이 조절량의 상관분석 결과 중에서 유의미한 관계를 가지는 항목을 나타내었다.
- 신체부위의 만족도는 목이 가장 높았으며 허리와 엉덩이 부위의 불편감을 호소하는 응답이 가장 많았다. 이는 많은 노약자들이 침대에서 혈액순환이 부족하여 욕창이 발생하곤 하는데 그러한 매트리스의 문제점이 나타나고 있다.
- 위의 결과를 보면 목에 대하여 만족도가 높은 편이었으며 허리와 엉덩이 부분의 불편감을 호소하고 있다. 평판의 침대보다는 B의 만족도가 가장 높았으며 C, D의 자세는 만족하고 있으며 G, F와 같이 등받이를 최대로 세운 자세는 불편함을 호소하고 있다, 특히, 식사의 자세는 K, S 규격으로 제작된 침대임에도 불구하고 사용자와 접이식 식탁, 등받이의 각도가 적절하지 않아서 테이블을 사용할 경우 엉덩이를 움직여야 하는 불편함이 발견되었으며 등받이를 세운 채로 식사나 독서를 편하게 할 수 있도록 각도를 개선해야 한다.
- 위의 결과를 보면 목에 대하여 만족도가 높은 편이었으며 허리와 엉덩이 부분의 불편감을 호소하고 있다. 평판의 침대보다는 B의 만족도가 가장 높았으며 C, D의 자세는 만족하고 있으며 G, F와 같이 등받이를 최대로 세운 자세는 불편함을 호소하고 있다, 특히, 식사의 자세는 K, S 규격으로 제작된 침대임에도 불구하고 사용자와 접이식 식탁, 등받이의 각도가 적절하지 않아서 테이블을 사용할 경우 엉덩이를 움직여야 하는 불편함이 발견되었으며 등받이를 세운 채로 식사나 독서를 편하게 할 수 있도록 각도를 개선해야 한다.
- 10명의 피실험자에 의한 설문 조사의 결과를 보면 자세에 대하여 취침, 휴식, 독서, 식사에 대한 빈도분석의 결과를 도출해 보았다. 그 결과 만족도는 휴식, 취침, 독서, 식사의 순서대로 만족도가 나타났으며 식사자세에 대한 불편감을 호소하고 있다. 일반 취침 자세보다 등받이와 다리를 조절하여 리클라이닝 자세가 가장 좋은 주관적 평가의 결과로 도출되었다.
- 그 결과 만족도는 휴식, 취침, 독서, 식사의 순서대로 만족도가 나타났으며 식사자세에 대한 불편감을 호소하고 있다. 일반 취침 자세보다 등받이와 다리를 조절하여 리클라이닝 자세가 가장 좋은 주관적 평가의 결과로 도출되었다.
- 체압분포 측정결과를 살펴보면 바로 누운자세에서는 주로 요추, 엉덩이 부분의 불편으로 인하여 침대의 D, E 자세에서 가변침대 조절 전후에 체압 비의 차이가 많은 경향을 보이고 있다. 즉, 조절 후에 가슴과 엉덩이부분은 체압이 증가하였으며 엉덩이 부분은 체압이 감소하였다. 이는 엉덩이 부위의 체압을 요추부분으로 분산시킨 것으로 판단된다.
후속연구
- 노약자를 위한 사례평가의 결과를 보면 이동을 위한 난간 사용의 기능을 요구하고 있으며 통풍기능을 통하여 욕창방지와 위생 및 청결성에 대한 요구를 알 수 있다. 또한 다양한 기능이 가능한 노약자의 침대4)에 있어서 단순한 인지기능을 통한 조작의 간편성을 의식하여 제품을 개발해야 함을 알 수 있었다. 색채, 조명과 같은 감성적 요소보다 조작, 청결성과 같은 기능적 충족을 위한 제품이 요구되고 있다.
- 추후에는 체압분포 특징을 이용하여 인공지능적으로 사용자의 체형에 적합하도록 최적의 수면자세와 체압분포를 제시하여 줄 수 있는 침대가 개발되어야 할 것이다.
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