본 연구는 스마트폰 사용으로 인해 발생하는 전방머리자세의 유발 스트레스를 줄이기 위한 웨어러블 센서 착용이 전방머리자세 유발을 일으키는 목세움근과 위등세모근의 근피로에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 본 연구는 20~30대 건강한 성인을 대상으로 하여 일반적으로 스마트폰을 사용하는 대조군, 전방머리자세에 대한 자세를 의식하며 사용하는 비착용군 그리고 웨어러블 센서를 착용하는 실험군으로 나누어 근활성도를 살펴보았다. 목세움근과 윗등세모근의 근활성도는 대조군, 비착용군, 실험군과 비교하여 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 목세움근의 근활성도의 변화는 모든 군에서 증가하였고, 윗등세모근의 경우 비착용군과 대조군에 비해 착용군의 근활성도가 증가하였으나 통계적 유의성은 없었다. 즉 웨어러블 센서의 착용은 의식적인 자세 조절에 있어서 효과적일 수 있지만 다른 부위의 근긴장을 유발 할 수도 있다.
본 연구는 스마트폰 사용으로 인해 발생하는 전방머리자세의 유발 스트레스를 줄이기 위한 웨어러블 센서 착용이 전방머리자세 유발을 일으키는 목세움근과 위등세모근의 근피로에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 본 연구는 20~30대 건강한 성인을 대상으로 하여 일반적으로 스마트폰을 사용하는 대조군, 전방머리자세에 대한 자세를 의식하며 사용하는 비착용군 그리고 웨어러블 센서를 착용하는 실험군으로 나누어 근활성도를 살펴보았다. 목세움근과 윗등세모근의 근활성도는 대조군, 비착용군, 실험군과 비교하여 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 목세움근의 근활성도의 변화는 모든 군에서 증가하였고, 윗등세모근의 경우 비착용군과 대조군에 비해 착용군의 근활성도가 증가하였으나 통계적 유의성은 없었다. 즉 웨어러블 센서의 착용은 의식적인 자세 조절에 있어서 효과적일 수 있지만 다른 부위의 근긴장을 유발 할 수도 있다.
The purpose of this study was to investigate the effect of wearable sensor wear on the muscle contraction of cervical erector spinae and upper trapezius causing the forward head posture induction in order to reduce the stress induced by the use of smartphone. This study was to investigate the muscle...
The purpose of this study was to investigate the effect of wearable sensor wear on the muscle contraction of cervical erector spinae and upper trapezius causing the forward head posture induction in order to reduce the stress induced by the use of smartphone. This study was to investigate the muscle activity of healthy adults in the 20th to 30th generations by dividing them into the control group using the smartphone, the non-wearing group conscious the posture of the head posture, and the wearing group wearing the wearable sensor. There were no differences in muscle activity between cervical erector spinae and upper trapezius compared to the control, non - wearing, and wearing groups. In addition, the changes in muscle activity of cervical erector spinae muscles were increased in all groups, but the muscle activity of upper trapezius muscles were in the wear group compared to the non-wear group and the control group, but there was no statistical significance. That is, wear of the wearable sensor may be effective in controlling the conscious posture, but it may cause the compensation of another part.
The purpose of this study was to investigate the effect of wearable sensor wear on the muscle contraction of cervical erector spinae and upper trapezius causing the forward head posture induction in order to reduce the stress induced by the use of smartphone. This study was to investigate the muscle activity of healthy adults in the 20th to 30th generations by dividing them into the control group using the smartphone, the non-wearing group conscious the posture of the head posture, and the wearing group wearing the wearable sensor. There were no differences in muscle activity between cervical erector spinae and upper trapezius compared to the control, non - wearing, and wearing groups. In addition, the changes in muscle activity of cervical erector spinae muscles were increased in all groups, but the muscle activity of upper trapezius muscles were in the wear group compared to the non-wear group and the control group, but there was no statistical significance. That is, wear of the wearable sensor may be effective in controlling the conscious posture, but it may cause the compensation of another part.
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문제 정의
특히 전방머리자세를 유발하는 목세움근과 위등세모근의 근피로는 전방머리자세를 교정하기 위하여 반드시 해결되어야 할 문제이다. 그래서 본 연구는 스마트폰 사용으로 인해 발생하는 전방머리자세의 유발 스트레스를 줄이기 위한 웨어러블 센서 착용이 전방머리자세 유발을 일으키는 목세움근과 위등세모근의근피로에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
본 연구는 스마트폰 이용 시 발생하는 전방머리자세의 예방에 웨어러블 디바이스가 미치는 영향을 알아보기 위한 연구였다. 본 연구는 스마트폰 사용 시 발생하는 근피로를 측정하기 위하여 양측 목척추세움근과 양측 등세모근의 %RVC를 측정하였다. 왼쪽 목척추세움근에서 대조군(C), 착용하지 않고 의식적으로 조절한 비착용군(N.
본 연구는 스마트폰 이용 시 발생하는 전방머리자세의 예방에 웨어러블 디바이스가 미치는 영향을 알아보기 위한 연구였다. 본 연구는 스마트폰 사용 시 발생하는 근피로를 측정하기 위하여 양측 목척추세움근과 양측 등세모근의 %RVC를 측정하였다.
제안 방법
손바닥이 위를 향하게 하여 1kg의 아령을 양손에 들고 5초간 유지하는 동안 근전도 신호를 각각 3회반복 측정하였다. 5초 값에서 처음 1초와 마지막 1초를제외한 3초 동안의 평균 RMS 값으로 측정하였으며 근피로를 예방하기 위해 각 측정 사이에 10초의 휴식을 취하였다.
그리고 각 회당 30초씩의 휴식시간을 갖게 하였다. 그리고 다음날 대상자는 장치를 착용한 후 장치를 작동 시키지 않은 채 대상자 스스로가 바른자세를 유지하도록 주의 시킨 후 스마트폰 게임을 실시하도록 하였고 게임을 실시하는 동안 5분에 걸쳐 총 3회씩 근전도를 측정하였다. 마지막으로 대상자는 교정 장치를 착용하고 장치를 작동시킨 후 스마트폰 게임을 실시하도록 하였고 게임을 실시하는 동안 5분에 걸쳐 총 3회씩 근전도를 측정하였다.
표면근전도 전극들을 양쪽 목세움근과 위등세모근의 근육섬유의 주행방향에 평행하게 부착하였다. 근전도 상의 잡음을 피하고 저항을 줄이기 위하여 근전도 부착 부위의 피부 주변을 청결히하고 제모를 실시하였다. 그리고 선행연구에 따라 목세움근의 근전도 전극과 위등세모근의 전극을 각각 부착하였다[13].
대상자들의 적응을 피하기 위해 총 3일에 걸쳐서 동일대상자에게 실험을 실시하였다. 대상자들은 스마트폰을 하는 동안 무릎과 엉덩관절은 모두 90도가 되고 발은 바닥에 닿아있도록 의자의 높이를 조절하였고 등받이에 기대어 않지 않도록 하였다. 먼저 첫날은 모든 대상자에게 일반적으로 가장 편한 자세에서 스마트폰 게임을 실시하도록 하였고 게임을 실시하는 동안 5분에 걸쳐 총 3회씩 근전도를 측정하였다.
대상자들의 적응을 피하기 위해 총 3일에 걸쳐서 동일대상자에게 실험을 실시하였다. 대상자들은 스마트폰을 하는 동안 무릎과 엉덩관절은 모두 90도가 되고 발은 바닥에 닿아있도록 의자의 높이를 조절하였고 등받이에 기대어 않지 않도록 하였다.
대상자의 자세 교정 예방을 위해 일상생활에서 착용형 자세 추적장치 Alex(Wearable posture tracker,Alex-N5, N. Inc, Korea)를 사용하였다. 본 기구는 양측귀에 걸어 목 뒤쪽으로 착용하는 착용형 기구로, 내부에 목의 기울기에 따라 연동되는 3축 가속도 신호 측정시스템이 내장되어 있다.
그리고 다음날 대상자는 장치를 착용한 후 장치를 작동 시키지 않은 채 대상자 스스로가 바른자세를 유지하도록 주의 시킨 후 스마트폰 게임을 실시하도록 하였고 게임을 실시하는 동안 5분에 걸쳐 총 3회씩 근전도를 측정하였다. 마지막으로 대상자는 교정 장치를 착용하고 장치를 작동시킨 후 스마트폰 게임을 실시하도록 하였고 게임을 실시하는 동안 5분에 걸쳐 총 3회씩 근전도를 측정하였다.
대상자들은 스마트폰을 하는 동안 무릎과 엉덩관절은 모두 90도가 되고 발은 바닥에 닿아있도록 의자의 높이를 조절하였고 등받이에 기대어 않지 않도록 하였다. 먼저 첫날은 모든 대상자에게 일반적으로 가장 편한 자세에서 스마트폰 게임을 실시하도록 하였고 게임을 실시하는 동안 5분에 걸쳐 총 3회씩 근전도를 측정하였다. 그리고 각 회당 30초씩의 휴식시간을 갖게 하였다.
실험을 통하여 얻게 된 근전도 자료는 1,000Hz의 비율로 표본화하여 기록되었으며, 근전도 수치를 통해 직접 전달된 전기적 신호 파형(Raw data)은 연구의목적에 따라 보다 정확한 정보를 얻기 위하여 RMS(RootMean Square)값으로 정량화 하였다. 본 연구에서는 근전도 신호의 비교를 위해 특정 동작의 근수축을 기준 수축(Reference voluntary contra: RVC)으로 삼아 이를 기준으로 표준화하는 %RVC 방법을 사용하였다. 측정 시턱을 당기고 서있는 자세에서 팔꿉관절을 완전히 편 후양팔을 바깥돌림하여, 날개뼈의 연장선에 일직선이 되도록 하였다.
측정 시턱을 당기고 서있는 자세에서 팔꿉관절을 완전히 편 후양팔을 바깥돌림하여, 날개뼈의 연장선에 일직선이 되도록 하였다. 손바닥이 위를 향하게 하여 1kg의 아령을 양손에 들고 5초간 유지하는 동안 근전도 신호를 각각 3회반복 측정하였다. 5초 값에서 처음 1초와 마지막 1초를제외한 3초 동안의 평균 RMS 값으로 측정하였으며 근피로를 예방하기 위해 각 측정 사이에 10초의 휴식을 취하였다.
본 연구에서는 근전도 신호의 비교를 위해 특정 동작의 근수축을 기준 수축(Reference voluntary contra: RVC)으로 삼아 이를 기준으로 표준화하는 %RVC 방법을 사용하였다. 측정 시턱을 당기고 서있는 자세에서 팔꿉관절을 완전히 편 후양팔을 바깥돌림하여, 날개뼈의 연장선에 일직선이 되도록 하였다. 손바닥이 위를 향하게 하여 1kg의 아령을 양손에 들고 5초간 유지하는 동안 근전도 신호를 각각 3회반복 측정하였다.
표면전극은 지름이 30mm인소형 표면전극(Kendall, USA)을 사용하였으며 두 전극간의 간격은 2cm로 배치하였다. 표면근전도 전극들을 양쪽 목세움근과 위등세모근의 근육섬유의 주행방향에 평행하게 부착하였다. 근전도 상의 잡음을 피하고 저항을 줄이기 위하여 근전도 부착 부위의 피부 주변을 청결히하고 제모를 실시하였다.
대상 데이터
본 연구는 하루에 3시간에서 5시간정도 스마트폰을 사용하는 20대에서 30대에 해당되는 10명의 건강한 성인남자와 여자를 대상자로 진행되었다. 거북목 혹은 전반 머리자세 등의 이상소견이 있는 자, 상지의 기능 이상이 있는 자는 제외하였다.
본 연구를 위해 크기(세로×가로×두께) 153.2×76.1×7.6㎜이며 무게는 171g의 무게를 가진 갤럭시 노트5(SM-N920, Samsung Electronics Co., Ltd., Seoul,Korea) 스마트폰 기기를 사용하였다.
, 한국)을 사용하였으며, Telescan 프로그램을 이용 하여 분석하였다. 표면전극은 지름이 30mm인소형 표면전극(Kendall, USA)을 사용하였으며 두 전극간의 간격은 2cm로 배치하였다. 표면근전도 전극들을 양쪽 목세움근과 위등세모근의 근육섬유의 주행방향에 평행하게 부착하였다.
데이터처리
스마트폰 사용동안 목세움근과 위등세모근의 표면 근전도 신호를 수집하기 위해 근전도 시스템(LXM3204,LAXTHA Inc., 한국)을 사용하였으며, Telescan 프로그램을 이용 하여 분석하였다. 표면전극은 지름이 30mm인소형 표면전극(Kendall, USA)을 사용하였으며 두 전극간의 간격은 2cm로 배치하였다.
그리고 선행연구에 따라 목세움근의 근전도 전극과 위등세모근의 전극을 각각 부착하였다[13]. 실험을 통하여 얻게 된 근전도 자료는 1,000Hz의 비율로 표본화하여 기록되었으며, 근전도 수치를 통해 직접 전달된 전기적 신호 파형(Raw data)은 연구의목적에 따라 보다 정확한 정보를 얻기 위하여 RMS(RootMean Square)값으로 정량화 하였다. 본 연구에서는 근전도 신호의 비교를 위해 특정 동작의 근수축을 기준 수축(Reference voluntary contra: RVC)으로 삼아 이를 기준으로 표준화하는 %RVC 방법을 사용하였다.
0통계프로그램을 사용하였다. 장치 착용 후 장비 작동 여부에 따른 목세움근과 위등세모근의 근전도 차이를 분석하기 위하여 일원배치 분산분석(One-way ANOVA)을사용하였고, 사후검정으로 LSD를 이용하였다. 통계학적 유의수준 α는 0.
성능/효과
기존의 연구가 웨어러블 디바이스의 사용을통한 목과 머리의 각도 변화에 초점을 맞추었다. 그러나본 연구에서는 통계적 유의성은 없었지만 우세손인 오른쪽 윗등세모근의 근피로 수치가 증가하는 것을 알 수 있었다. 이는 스마트폰의 지속적인 사용으로 인한 것이라고 판단되어 진다.
목세움근과 윗등세모근의 근활성도는 아무런 통제 없이 스마튼폰을 사용한 대조군, 의식적으로 자세를 교정한 비착용군과 웨어러블 디바이스를 착용한 착용군과 비교하여 차이가 없는 것으로 나타났다(p>.05).
05). 목세움근의 근활성도의 변화는 모든 군에서 증가하였고, 윗등세모근의 경우 비착용군과 대조군에 비해 착용군의 근활성도가 증가하였고 특히 우측 착용군의 근활성도가 가장 증가한 것으로 나타났다. 하지만 통계적 유의성은 없었다.
본 연구의 결과 스마트폰을 사용하는데 있어서 웨어러블 디바이스의 착용은 착용 유무에 따라 근활성도의 통계적 차이를 발생하지 않았다.
특히 웨어러블 디바이스의 착용으로 인한 지속적인 자세 경고는 대상자로 하여금 근활성의 증가를 유발할 수도 있을 것으로 보여진다. 우측 우세손인 대상자들의 우측 윗등세모근의 근활성이 웨어러블 디바이스착용군에서 가장 큰 값을 나타냈다. 이는 스마트폰의 이용을 위해 머리를 전방으로 이동하는 대신 스마트폰을 들고 있는 팔의 높이를 증가시키기 위한 것으로 보여진다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
전방머리자세를 유발하는 근육의 문제는 무엇인가?
하지만 웨러러블 센서를 통한 전방머리자세의 예방에 관한 연구들은 목뼈의각도 변화를 살펴본 연구들이 대다수였고 전방머리자세를 유발하는 가장 큰 원인 중 하나인 근육의 문제를 살펴본 연구는 없었다. 특히 전방머리자세를 유발하는 목세움근과 위등세모근의 근피로는 전방머리자세를 교정하기 위하여 반드시 해결되어야 할 문제이다. 그래서 본 연구는 스마트폰 사용으로 인해 발생하는 전방머리자세의 유발 스트레스를 줄이기 위한 웨어러블 센서 착용이 전방머리자세 유발을 일으키는 목세움근과 위등세모근의근피로에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
웨어러블 센서 착용이 전방머리자세 유발을 일으키는 목세움근과 위등세모근의 근피로에 미치는 영향은 어떠한가?
본 연구는 20~30대 건강한 성인을 대상으로 하여 일반적으로 스마트폰을 사용하는 대조군, 전방머리자세에 대한 자세를 의식하며 사용하는 비착용군 그리고 웨어러블 센서를 착용하는 실험군으로 나누어 근활성도를 살펴보았다. 목세움근과 윗등세모근의 근활성도는 대조군, 비착용군, 실험군과 비교하여 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 목세움근의 근활성도의 변화는 모든 군에서 증가하였고, 윗등세모근의 경우 비착용군과 대조군에 비해 착용군의 근활성도가 증가하였으나 통계적 유의성은 없었다. 즉 웨어러블 센서의 착용은 의식적인 자세 조절에 있어서 효과적일 수 있지만 다른 부위의 근긴장을 유발 할 수도 있다.
전방머리자세의 문제점은 무엇인가?
이러한스마트폰의 지속적인 사용으로 인한 근피로는 신체의 전방머리자세를 유발하는 것으로 보고되고 있다[7]. 전방머리자세는 목뼈의 생체역학적 부하의 분산을 감소시키고목뼈의 압박력을 증가시키는 원인되며 이는 목뼈의 퇴행성 변화를 유발한다[8]. 이러한 전방머리자세의 문제점을해결하기 위해 다양한 치료와 교정운동이 사용되어지고있다[9].
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K. T. Yoo & H. S. Lee. (2016). Effects of Therapeutic Exercise on Posture, Pain and Asymmetric Muscle Activity in a Patient with Forward Head Posture: case report. Journal of Korean Society of Physical Medicine, 11(1), 71-82. DOI : 10.13066/kspm.2016.11.1.71
L. A. Tan, D. C. Straus & V. C. Traynelis. (2015). Cervical interfacet spacers and maintenance of cervical lordosis. Journal of Neurosurgery: Spine, 22(5), 466-469. DOI : 10.3171/2014.10.spine14192
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G. A. Hansson et al. (2000). Sensitivity of trapezius electromyography to differences between work tasks-influence of gap definition and normalisation methods. Journal of Electromyography and Kinesiology, 10(2), 103-115. DOI : 10.1016/s1050-6411(99)00030-9
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Y. Jung, D. Kang & J. Kim. (2010). Upper body motion tracking with inertial sensors. 2010 IEEE International Conference on (pp. 1746-1751). USA : IEEE. DOI : 10.1109/robio.2010.5723595
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