선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 실험에서 어고바이크를 이용해서 부과한 일의 양과 동요길이는 물리적이고 객관적인 지표이다. 따라서 이러한 변수들의 수치가 수준 간에 차이가 있어도 의미를 알기 힘들기 때문에 RPE스케일을 이용해서 실제 피실험자들이 느끼는 정도를 알아보려 노력하였다. 본 연구에서 동요길이 평균은 20초간 움직인 COP 총 이동길이에 대한 12명 피실험자의 평균이다.
- 본 연구는 동요길이를 측정하는 방법을 활용하여, 수행하는 일의 양에 따라 근골격체계에 누적되는 전신피로와 부분적으로 제한된 시야상태가 서있는 자세에서의 자세균형 능력에 미치는 영향을 분석할 목적으로 수행되었다.
- 시야의 일부가 제한되는 상황에서의 자세균형 능력 또한 알아보았다. 실험결과, 들고 있는 상자에 의해 시야가 부분적으로 가려진 경우에는 시야가 완전히 개방된 상태에 비교하여 신체 전후방향의 자세동요가 유의하게 증가함을 알 수 있었다.
제안 방법
- 각 실험 조건 사이에는 충분한 휴식을 제공하여 이전측정에서 누적된 피로가 다음 측정에 영향을 주지 않도록 하였다. 실험조건 간에 상당시간 휴식이 제공된 후에도 초기 휴식 시의 심박수에 도달하지 않는 경우에는 다른 날 실험을 계획하였다.
- 피실험자는 유사한 연령대의 성인 남성(대학생) 12명으로 하여 모두 동일하게 8가지 실험조건에서 반복측정이 이루어졌다. 결과적으로 피실험자 집단 간 차이를 분석할 수 있는 피험자간요인(Between subject factor)은 포함하지 않았으며 피험자내 요인(Within subject factor) 2개로 구성된 피험자내 설계로 계획되었다. 반복측정에 따른 잔여효과(carryover effect)를 최소화하기 위해 8가지 실험조건 중 2개의 휴식수준(시야가 개방된 휴식수준과 시야가 제한된 휴식수준)을 제외한 나머지 6개 조합수준은 무작위의 순서로 진행되었다.
- 그 외에 실험작업 수행 전과 수행 중에 피실험자의 심박수를 실시간으로 검토하기 위해서 POLAR사의 휴대용심박수 측정기(SPORT TESTER™)를 사용하였다.
- 동요길이 자료에 대한 분산분석을 수행하기에 앞서 실험계획에서 설정한 전신피로 각 수준의 작업량을 수행한 후 피실험자들이 주관적으로 느끼는 피로 정도를 알아보기 위해 Borg의 RPE 자료를 분석하였다. 피실험자들은 실험에서 수행한 300watt 작업량 수준을 11.
- 시야상태와 전신피로가 자세균형 능력에 미치는 영향을 분석하기 위한 종속변수는 실험에서 측정한 COP 위치좌표를 이용하여 계산된 피실험자의 전후 방향(AP direction)동요길이와 좌우방향(ML direction) 동요 길이로 하였다. 동요길이는 초당 60회(60Hz)로 수집한 COP(x, y) 위치좌표에서 전후 프레임간의 거리를 계산한 후 모두 합산하여 총 이동 거리를 산정하는 방법으로 획득하였다(아래AP 방향의 동요길이 계산수식 참조). 따라서 동요길이 가클수록 자세동요가 크며 결과적으로 자세균형 능력이 저하됨을 의미한다.
- 결과적으로 피실험자 집단 간 차이를 분석할 수 있는 피험자간요인(Between subject factor)은 포함하지 않았으며 피험자내 요인(Within subject factor) 2개로 구성된 피험자내 설계로 계획되었다. 반복측정에 따른 잔여효과(carryover effect)를 최소화하기 위해 8가지 실험조건 중 2개의 휴식수준(시야가 개방된 휴식수준과 시야가 제한된 휴식수준)을 제외한 나머지 6개 조합수준은 무작위의 순서로 진행되었다.
- 시야상태와 전신피로가 자세균형 능력에 미치는 영향을 분석하기 위한 종속변수는 실험에서 측정한 COP 위치좌표를 이용하여 계산된 피실험자의 전후 방향(AP direction)동요길이와 좌우방향(ML direction) 동요 길이로 하였다. 동요길이는 초당 60회(60Hz)로 수집한 COP(x, y) 위치좌표에서 전후 프레임간의 거리를 계산한 후 모두 합산하여 총 이동 거리를 산정하는 방법으로 획득하였다(아래AP 방향의 동요길이 계산수식 참조).
- 실험 중에는 계속하여 무선 심박수 측정기가 부착되었으며 실시간으로 심박수를 검토하여 피실험자가 신체적 위험상태에 도달하지 않도록 모니터하였다. 실험 중 피실험자가 중단을 요청하거나 심박수가 피실험자의 예상 최대 심박수의 70% 수준에 이르는 경우에는 실험을 중지하였다.
- 7회/분)12명이 실험에 참여하였다. 실험 참여에 서면으로 동의한 피실험자들을 대상으로 기본 정보를 파악하기 위해 연령, 신체조건, 실험 당일의 몸 상태 등을 조사하였으며, 실험당일에는 자세제어 능력에 영향을 줄 수 있는 심한 운동이나 알코올 또는 약물 복용을 하지 않도록 주의하였다.
- 실험계획에서 설정한 전신피로의 각 수준을 부과하기 위해 어고바이크를 타도록 하였으며, 그 이전에 메트로놈의 청각신호에 따라 규칙적으로 페달을 돌리기 위한 충분한 연습시간을 제공하였다. 휴식수준을 포함한 전신피로의 각 수준이 부과된 직후에는 Borg의 RPE 스케일[3]을 이용하여 피실험자의 주관적 평가 자료를 수집하였다.
- 실험에 이용된 독립변수는 2수준의 시야상태(Visual Field)와 4수준의 전신피로(Whole Body Fatigue)이며 총 8(= 2×4) 조건의 조합수준에서 반복 측정하였다.
- 실험을 시작하기에 앞서 피실험자에게 실험의 목적과 방법에 대한 설명의 기회가 주어졌으며, 실험 중에 발생할 수 있는 위험을 사전에 모니터링 하기 위해 무선 심박수 측정기를 부착하였다.
- 각 실험 조건 사이에는 충분한 휴식을 제공하여 이전측정에서 누적된 피로가 다음 측정에 영향을 주지 않도록 하였다. 실험조건 간에 상당시간 휴식이 제공된 후에도 초기 휴식 시의 심박수에 도달하지 않는 경우에는 다른 날 실험을 계획하였다.
- 자료획득 시간은 샘플링 주파수 60Hz에서 20초간 측정하였다. 실험에서 의도된 2개의 독립변수 중 하나는 육체적인 전신피로이며, 이러한 피로는 시간이 경과함에 따라 서서히 회복된다.
- 전신피로 수준은 어고바이크 페달의 마찰력과 총 이동거리를 조합하여 수행한 일의 양(단위 : watt)을 다르게 함으로써 부과되었으며, 실험에서 설정된 4수준은 각기 휴식수준(rest), 300watt 수준, 600watt 수준, 900watt 수준이다. 참고로 300watt 수준에서 수행한 일의 양을 예로 들어 설명하면, 페달의 마찰력과 총 이동거리를 조합하여 분당 작업량이 50watt/min가 되도록 조절한 상태에서 6분간 어고바이크 페달을 회전한 작업량이다(즉, 50watt/min×6min = 300watt).
- 전신피로와 시야상태의 각 수준조합 조건에서 무작위의 순서로 COP의 위치좌표를 측정하는 동안에는 선 자세에서 전면을 주시하며 가능한 한 자세의 균형을 유지하도록 지시하였다. 시야가 제한된 조건에서는 빈 상자를 2단으로 겹쳐 들어 시야 전면의 상당부분이 보이지 않도록 하였다.
- 본 연구는 실험방법과 분석에서 다소의 제약사항이 있다. 첫째, 시야가 제한된 실험조건을 현실성 있게 구현하기 위해 상자를 가볍게 들도록 하였다. 결과적으로, 상자를 들지 않았을 때와 비교하여 팔의 위치에 약간의 차이가 발생하였고, 비록 빈 상자이지만 상자 자체의 무게 또한 자세동요에 어느 정도 영향을 주었을 것으로 생각된다.
- 피실험자가 어고바이크를 탄 상태에서 페달을 정해진 속도로 회전하도록 유도하기 위한 비프음(beep)형태의 청각신호는 YAMAHA사의 메트로놈(모델 : QT-1)을 사용하여 제공하였다. 청각신호의 박자 주기는 100회/분으로 조절하여 양 발에 의한 바퀴 회전율이 50회/분이 되도록 조절하였다. 각 수준의 전신피로 부과작업을 수행한 후, 피실험자가 주관적으로 감지하는 노력의 정도를 알아보기 위해 Borg[3]의 RPE 평가표를 이용하였다.
- [Figure 1]은 COP 측정 시 시야상태에 따른 피실험자의 자세를 비교하여 보여주고 있다. 측정 중에 발의 위치를 일정하게 하기 위해 뒤꿈치 중심의 간격은 15cm, 양 발을 벌리는 각도는 30˚가 되도록 1개의 힘판 위에 테이프로 표시하고 그 위에 양 발을 올려놓고 서도록 유도하였다.
- 8cm) 1개를 이용하여 측정하였다. 측정자료 추출을 위한 샘플링 주파수는 60Hz로 하였으며, 획득된 COP 위치좌표(x, y)는 피실험자가 서있는 자세를 기준으로 피실험자의 전후 방향(anterior-posterior(AP) direction)과 좌우 방향(medio-lateral(ML) direction) 자세 동요길이(postural sway length)를 계산하는데 이용되었다.
- 피실험자들은 실험에서 수행한 300watt 작업량 수준을 11.5±1.235(fairly light와 somewhat hard의 중간), 600watt 작업량 수준을 14.6±1.128(hard), 마지막으로 900watt 작업량 수준을16.7±1.335(very hard)로 각각 평가하였다.
- 힘판 위에서의 COP 위치좌표를 활용한 자세 동요길이(Postural sway length) 측정 방법을 이용하여 전신피로와 시야상태가 서있는 상태에서 자세균형을 유지하려는 능력에 주는 영향을 평가하였다. 통계적 분석 결과, 전신피로를 유발하는 육체적인 일의 양이 증가함에 따라 신체의 전후 방향으로의 동요길이가 유의하게 증가하는 것으로 나타났다.
대상 데이터
- 서있는 자세에서 신체가 지면에 가하는 압력중심(COP)의 위치좌표는 Bertec사의 힘판(Model#K90701 : Type 4060-08, 규격 : 60cm×40cm×8.8cm) 1개를 이용하여 측정하였다.
- 시야 제한을 위한 상자는 우체국 등에서 사용하는 규격 5호 상자(규격 :가로 48cm×세로 38cm×높이 34cm, 재질 : 종이)를 2단으로 겹쳐 사용하였다.
- 지난 1년간 근골격계관련 질환을 경험한 일이 없고 과거심혈관계질환 병력이 없는 건강한 성인 남성(나이 : 23.5±1.8세, 키 : 174±6.5cm, 휴식 중 심박수 : 72.5±5.7회/분)12명이 실험에 참여하였다.
- 실험에 이용된 독립변수는 2수준의 시야상태(Visual Field)와 4수준의 전신피로(Whole Body Fatigue)이며 총 8(= 2×4) 조건의 조합수준에서 반복 측정하였다. 피실험자는 유사한 연령대의 성인 남성(대학생) 12명으로 하여 모두 동일하게 8가지 실험조건에서 반복측정이 이루어졌다. 결과적으로 피실험자 집단 간 차이를 분석할 수 있는 피험자간요인(Between subject factor)은 포함하지 않았으며 피험자내 요인(Within subject factor) 2개로 구성된 피험자내 설계로 계획되었다.
- 실험계획에서 설정한 전신피로의 각 수준을 부과하기 위해 어고바이크를 타도록 하였으며, 그 이전에 메트로놈의 청각신호에 따라 규칙적으로 페달을 돌리기 위한 충분한 연습시간을 제공하였다. 휴식수준을 포함한 전신피로의 각 수준이 부과된 직후에는 Borg의 RPE 스케일[3]을 이용하여 피실험자의 주관적 평가 자료를 수집하였다.
데이터처리
- 수준 간 평균비교는 Tukey’s Honstly Significant Differences(HSD)검정을 이용하였다.
- 통계적 분석은 StatView(version 5.0.1, SAS Institute Inc.)를 이용하였으며, 분산분석과 분산분석 후의 검정에 사용한 유의 수준은 전체적으로 5%를 적용하였다. 수준 간 평균비교는 Tukey’s Honstly Significant Differences(HSD)검정을 이용하였다.
이론/모형
- 청각신호의 박자 주기는 100회/분으로 조절하여 양 발에 의한 바퀴 회전율이 50회/분이 되도록 조절하였다. 각 수준의 전신피로 부과작업을 수행한 후, 피실험자가 주관적으로 감지하는 노력의 정도를 알아보기 위해 Borg[3]의 RPE 평가표를 이용하였다. Borg의 평가표 스케일은 6에서 20으로 설정되어 있으며, 7은“매우 매우 가벼운 정도(very, very light)”, 19는 “매우 매우 어려운 정도(very, very hard)”의 수준을 의미한다[9].
- 피실험자에게 실험계획에서 설정된 다양한 수준의 전신피로를 부과하기 위한 장비로 MONARK사의 어고바이크(Ergonomic bicycle, Model : Ergomedic 828E)를 사용하였다. 피실험자가 어고바이크를 탄 상태에서 페달을 정해진 속도로 회전하도록 유도하기 위한 비프음(beep)형태의 청각신호는 YAMAHA사의 메트로놈(모델 : QT-1)을 사용하여 제공하였다. 청각신호의 박자 주기는 100회/분으로 조절하여 양 발에 의한 바퀴 회전율이 50회/분이 되도록 조절하였다.
- 피실험자에게 실험계획에서 설정된 다양한 수준의 전신피로를 부과하기 위한 장비로 MONARK사의 어고바이크(Ergonomic bicycle, Model : Ergomedic 828E)를 사용하였다. 피실험자가 어고바이크를 탄 상태에서 페달을 정해진 속도로 회전하도록 유도하기 위한 비프음(beep)형태의 청각신호는 YAMAHA사의 메트로놈(모델 : QT-1)을 사용하여 제공하였다.
성능/효과
- 첫째, 시야가 제한된 실험조건을 현실성 있게 구현하기 위해 상자를 가볍게 들도록 하였다. 결과적으로, 상자를 들지 않았을 때와 비교하여 팔의 위치에 약간의 차이가 발생하였고, 비록 빈 상자이지만 상자 자체의 무게 또한 자세동요에 어느 정도 영향을 주었을 것으로 생각된다. 둘째, 전신피로를 부과하기 위해 이용한 자전거 타기는 유산소운동으로 분류되기도 한다.
- 이러한 결과에 대해 의문을 가졌으며, 혹시 원자료에 이상점(outlier)이 있는지 검토 하였으나 확인되지 않았다. 또한, 분산분석 후 수준 간 비교에서 Rest와 300watt 수준 간 동요길이에 통계적으로 유의한 차이가 없음을 확인하였다. 따라서 300watt 정도의 일로 균형능력의 유의한 저하는 발생하지 않지만, 900watt 정도의 일은 균형능력 저하를 초래한다고 말할 수 있으며, 앞서 유의하게 나타난 주효과 검정 결과와 일치한다.
- 분산분석 및 사후분석을 통해 유의한 결과로 분석된 전후동요의 평균차이를 좀 더 자세히 살펴보면, Rest와900watt 간에는 0.390-0.338m = 0.052m, 그리고 300watt와 900watt 간에는 0.390-0.334m = 0.056m의 차이를 보이고 있다. 즉, 약 5cm의 차이이다.
- 수준간의 평균을 세부적으로 비교한 결과를 요약하면, 휴식수준, 300watt 수준 및 600watt 수준까지는 작업량의 변화에 따른 전신피로가 증가되어도 수준 간 유의한 차이가 발견되지 않았으나, 실험에서 설정한 최대수준의 작업량인 900watt 수준에서는 휴식수준과 300watt 수준에 비교하여 동요길이가 유의하게 증가하였다. 이 결과를 Borg의 주관적 평가지표를 이용하여 해석하면, 피실험자들은 일의 양이 없거나(즉 휴식상태) “힘든(hard)” 정도에서는 동요길이에 유의한 차이를 보이지 않았으나 일의 양이 “매우 힘든” 정도에 도달함에 따라 동요길이가 유의하게 증가하였으며 결과적으로 자세균형 능력이 현저하게 저하되었다고 말할 수 있다.
- 시야상태 2수준은 시야를 가리는 아무런 장애물이 없어 자유롭게 전방을 주시할 수 있는 개방상태(Open Visual Field)와 취급하는 상자에 의해 시야가 부분적으로 제한된 상태(Limited Visual Field)로 조절되었다. 시야 제한을 위한 상자는 우체국 등에서 사용하는 규격 5호 상자(규격 :가로 48cm×세로 38cm×높이 34cm, 재질 : 종이)를 2단으로 겹쳐 사용하였다.
- 신체 전후 방향의 동요길이에 대한 분석 결과와는 다르게 전신피로 주효과(F3,88;0.05 = 1.111, p = 0.3491)와 시야상태 주효과(F1,88;0.05 = 0.056, p = 0.8135) 모두 유의수준 5%에서 유의하지 않음을 확인 수 있으며, 전신피로×시야상태의 2인자 교호작용 효과(F3,88;0.05 = 1.215, p =0.3092) 또한 발견되지 않았다.
- 시야의 일부가 제한되는 상황에서의 자세균형 능력 또한 알아보았다. 실험결과, 들고 있는 상자에 의해 시야가 부분적으로 가려진 경우에는 시야가 완전히 개방된 상태에 비교하여 신체 전후방향의 자세동요가 유의하게 증가함을 알 수 있었다. 일상의 생활공간 또는 산업체에서 작업 수행 중에 취급하는 물품에 의해 시야의 일부 또는 상당 부분이 가려지는 상황은 빈번히 발생할 수 있기 때문에 그러한 시야 상태에서는 자세균형 능력 저하에 따른 사고 위험에 주의하여야 함을 알 수 있다.
- 이 결과를 Borg의 주관적 평가지표를 이용하여 해석하면, 피실험자들은 일의 양이 없거나(즉 휴식상태) “힘든(hard)” 정도에서는 동요길이에 유의한 차이를 보이지 않았으나 일의 양이 “매우 힘든” 정도에 도달함에 따라 동요길이가 유의하게 증가하였으며 결과적으로 자세균형 능력이 현저하게 저하되었다고 말할 수 있다.
- 이러한 결과는 전신피로를 유발하는 일의 양이 증가할수록 인간의 자세균형 능력이 유의하게 감소하며 결과적으로 일상생활 또는 작업 중 신체자세 동요 증가에 따른 전도 및 추락 재해의 위험이 높아진다는 것을 의미한다.
- 전신피로×시야상태의 2인자 교호작용 효과는 유의하지 않은 것으로 나타났다(F3,88;0.05 = 0.176, p = 0.9126).
- [Table 1]은 서 있는 자세를 기준으로 신체 전후(AP)방향의 동요길이에 대한 분산분석 결과를 보여주고 있다. 전신피로(Whole Body Fatigue) 주효과(F3,88;0.05 = 5.425, p =0.0018)와 시야상태(Visual Field) 주효과(F1,88;0.05 = 5.962,p = 0.0166)는 각기 유의수준 5%에서 유의한 것으로 나타났다. [Figure 2]와 [Figure 3]은 각기 전신피로와 시야상태의 각 수준에 따른 신체 전후방향 동요길이를 비교하여 보여주고 있다.
- 전신피로에 대하여 시행 한 Tukey’s HSD 수준 간 평균비교를 수행한 결과에 따르면, Rest(평균 동요길이 :0.338m)와 900watt(평균 동요길이 : 0.390m) 간 및 300watt(평균 동요길이 : 0.334m)와 900watt 간에서 전후방향 동요길이에 유의한 차이가 발견되었으며(p 0.05).
- 전신피로와 시야상태 각 수준별 신체 좌우(ML) 방향의 동요길이 평균들은 전신피로가 커질수록, 그리고 시야가 상자에 의해 제한되었을 때 다소 증가하는 경향을 보였으나 그 차이가 유의하지 않았다. [Table 2]는 신체 좌우방향의 동요길이에 대한 분산분석 결과를 보여주고 있다.
- 연구결과가 시사하는 바를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 전신을 이용한 노동을 수행하는 작업자에게 자신들의 자세제어 능력이 저하되어 있으며 그 결과 전도 및 추락 등의 산업재해 위험성도 증가되어 있음을 교육하고 주지시켜 주어야 한다. 둘째, 이러한 위험성은 작업대상물 또는 장비 등에 의해 시야가 제한되는 작업환경에서 배가될 수 있다.
- 힘판 위에서의 COP 위치좌표를 활용한 자세 동요길이(Postural sway length) 측정 방법을 이용하여 전신피로와 시야상태가 서있는 상태에서 자세균형을 유지하려는 능력에 주는 영향을 평가하였다. 통계적 분석 결과, 전신피로를 유발하는 육체적인 일의 양이 증가함에 따라 신체의 전후 방향으로의 동요길이가 유의하게 증가하는 것으로 나타났다.
- 한편 신체 좌우방향으로의 동요길이는 전신피로 수준간 유의한 변화를 보이지 않은 것으로 분석되었다. 그러나 전신 피로가 증가함에 따라 동요길이가 다소 증가하는 경향을 보여주었다.
후속연구
- 둘째, 전신피로를 부과하기 위해 이용한 자전거 타기는 유산소운동으로 분류되기도 한다. 따라서 호흡(숨가쁨)이 자세균형에 영향을 주었을 가능성이 있으나, 본 연구에서는 인체역학적인 분석에 국한하고 있어 피로에 따른 생리학적인 변화가 자세균형에 미칠 수 있는 영향을 설명하지 못하고 있다. 셋째, 본 연구에서는 자세균형의 평가지표로 동요길이 만을 분석하였으나, 자세동요 측정관련 변수의 선택은 중요하며 이러한 변수들 간 상관관계분석 또한 중요한 연구과제의 하나라고 생각된다.
- 셋째, 본 연구에서는 자세균형의 평가지표로 동요길이 만을 분석하였으나, 자세동요 측정관련 변수의 선택은 중요하며 이러한 변수들 간 상관관계분석 또한 중요한 연구과제의 하나라고 생각된다. 마지막으로 본 실험은 실험계획에서 설명한 바와 같이 피험자내 설계(Within subject design)로 계획되어 피실험자간 차이를 분석하는 데 한계를 갖고 있다. 향후 남/여, 청년층/고령층, 또는 근골계환자집단/통제집단 간의 자세균형능력을 비교할 수 있도록 피험자간 설계(Between subject design)를 계획하여 수행할 필요성이 있다고 판단된다.
- 따라서 호흡(숨가쁨)이 자세균형에 영향을 주었을 가능성이 있으나, 본 연구에서는 인체역학적인 분석에 국한하고 있어 피로에 따른 생리학적인 변화가 자세균형에 미칠 수 있는 영향을 설명하지 못하고 있다. 셋째, 본 연구에서는 자세균형의 평가지표로 동요길이 만을 분석하였으나, 자세동요 측정관련 변수의 선택은 중요하며 이러한 변수들 간 상관관계분석 또한 중요한 연구과제의 하나라고 생각된다. 마지막으로 본 실험은 실험계획에서 설명한 바와 같이 피험자내 설계(Within subject design)로 계획되어 피실험자간 차이를 분석하는 데 한계를 갖고 있다.
- 마지막으로 본 실험은 실험계획에서 설명한 바와 같이 피험자내 설계(Within subject design)로 계획되어 피실험자간 차이를 분석하는 데 한계를 갖고 있다. 향후 남/여, 청년층/고령층, 또는 근골계환자집단/통제집단 간의 자세균형능력을 비교할 수 있도록 피험자간 설계(Between subject design)를 계획하여 수행할 필요성이 있다고 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.