[논문]구급대원의 헬멧 무게에 따른 들것 들고 내릴때 근활성도에 미치는 융합 요인분석

신동민; 조병준; 김경용

doi:10.15207/jkcs.2019.10.1.371

구급대원의 헬멧 무게에 따른 들것 들고 내릴때 근활성도에 미치는 융합 요인분석
The effects of muscle activity of ambulance workers carrying a patient on a stretcher with or without helmets 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.10 no.1, 2019년, pp.371 - 380

신동민 (한국교통대학교 응급구조학과) , 조병준 (강원대학교 응급구조학과) , 김경용 (양평소방서)

초록
AI-Helper

본 연구는 구급대원 12명이 참여하여 나누어 근전도를 측정하였다. 헬멧을 착용하지 않는 경우, 920g 헬멧을 착용한 경우, 1310g 헬멧을 착용한 경우로 나누어 근전도를 측정하였다. 머리와 목의 좌우 움직임에서는 반대쪽(흉쇄 유돌근)는 근 활성도가 높았고, 굴곡과 과신전(흉쇄유돌근, 판상근)시 근 활성도는 유의성이 없었다. 특히 긴척추고정판에 무게를 싣고 들어올리거나 내릴때의 세모근과 척추 기립근은 헬멧 유무에 따라 근전도 활성에 다소 차이가 있는 것으로 나타났다. 구급대원들이 긴척추고정판을 이용하여 환자를 들어올리거나 내릴때는 머리와 목의 각도를 좌우로만 움직이지 않는다면 새로 개발한 스마트 헬멧은 대원들의 목 주위의 근육에 영향을 주지 않는다고 사료 된다. 척추기립근이나 세모긍의 경우는 각도가 커짐에 따라 허리와 등근육은 동작을 좌우하는 근육에서 근전도 활성이 높게 나타났다고 사료된다. 그렇지만 기존의 파워리프팅(들어올리는 동작)동작에서 허리를 가능한 꼿꼿히 세우는 규칙을 지킨다면 요추 주위의 근육 및 골격계 질병에 대한 대처를 할 수 있다고 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Electromygram was measured in three different cases; not wearing of a helmet, wearing of a 920g helmet, and wearing of a 1310g helmet, and it was revealed that there was a high level of muscle activities on the opposite side (sternocleidomastoid muscle) while the head and the neck were moving right and left and muscle activities of the curve and of the hyperextension were found to be not significant. Especially, the presence of a helmet seemed to cause a difference in a level of muscle activities on the deltoid and erector spine muscles while lifting or lowering with a weight placed on the deniz backboard. Therefore, it would be possible to assume that this newly developed smart helmet would not affect muscles around the necks of paramedics if they do not move their necks and heads right and left while lowering or lifting a patient using the deniz backboard. In addition, in case of the deltoid and erector spine muscles, it is shown that an increase in the degree of movement could lead to an increase in the level of muscle activities on the muscles controlling of the corresponding action, which are waist and back muscles. Despite it, it would be possible to prevent possible injuries and/or muscular and skeletal diseases around the lumbar by fully complying with a basic rule of straightening of the waist while making a power-lifting motion.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1 .Electrode attachment position
그림 Fig. 2. Muscle activity mesure and position of upper body when lowering the stretcher
그림 Fig. 3. Muscle activity mesure and position of upper body when lifting the stretcher
표 Table 1. Physical characteristics
표 Table 2. Electrode attaching position
표 Table 3. The 8 muscle activity when head and neck bending posture with or without helmet
표 Table 4. The 8 muscle activity when head and neck right bending posture with or without helmet
표 Table 5. The 8 muscle activity when head and neck flexion posture with or without helmet
표 Table 6. The 8 muscle activity when head and neck hyperextension posture with or without helmet
표 Table 7. The muscle activity of upper body when lifting 32.5kg with or without helmet
표 Table 8. The muscle activity of upper body when lowing 32.5kg with or without helmet

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구는 구급대원들의 기존 헬멧과 스마트헬멧의 두가지 무게와 헬멧이 없을 경우 환자를 긴척추 고정판에 올려놓고 들어올리는 동작에 따른 근활성도 차이를 규명하고, 새로 제시하는 스마트 헬멧 무게가 신체 근골격계에 미치는 영향을 알아보자 한다.
이 헬멧의 목표는 크게 세 가지로 구분되며, 각각은 재난 상황에서 요구조자 및 구조대원의 위치 및 상태파악이 가능한 센서 융합기술 개발, 통신 및 디스플레이 개발, 현장 편리성 기술개발을 하나로 통합한 스마트 센서융합 소방헬멧 개발을 목표로하는 스마트 헬멧을 개발 하는 것이다. 무게는 1310g으로 구조, 구급대원들이 지상에서 환자 찾고 치료하는데 있으며 환자 정보와 본인의 정보를 현장본부에 전송하는 목적으로 개발하였다.
신속하게 착용 및 사이즈 조절 가능하며,3방향에서 끈을 조절할 수 있어 안정성과 완벽한 고정력 있으며, 제조사는 한국/(주)산청 이다. 이 헬멧의 목표는 크게 세 가지로 구분되며, 각각은 재난 상황에서 요구조자 및 구조대원의 위치 및 상태파악이 가능한 센서 융합기술 개발, 통신 및 디스플레이 개발, 현장 편리성 기술개발을 하나로 통합한 스마트 센서융합 소방헬멧 개발을 목표로하는 스마트 헬멧을 개발 하는 것이다. 무게는 1310g으로 구조, 구급대원들이 지상에서 환자 찾고 치료하는데 있으며 환자 정보와 본인의 정보를 현장본부에 전송하는 목적으로 개발하였다.
이 연구는 소방현장에서 소방관들이 상황실 및 총괄팀으로부터 실외 정보에 대한 대략적인 자료를 제공받는데 한계가 있어 현장 업무와 사고 반응에 다양한 문제점을 가지고 있다. 최근 소형화 경량화, 신뢰성 확보가 가능한 스마트 디바이스 분야의 요소기술과 ICT 플랫폼 기술을 이용하여 현장 소방관들에게 현장에 대한 다양한 정보를 제공하고, 사고현장 정보를 총괄팀에 실시간 제공이 가능해짐에 따라 대량재난 및 사고현장의 고열, 방수 등의 환경을 부합하면서도 기존장비와 융합되는 형태에 모듈형 웨어러블 플랫폼 개발의 요구사항을 만족하기 위해서 본 연구에서 새로운 헬멧을 개발 하였다. 소방관이 착용하는 보호장구류는 약 20kg에 무게의 가 중화를 시키는 반면 헬멧은 1.
본 연구는 구급대원들의 기존 헬멧(920g)과 스마트 헬멧(1310g)의 두가지 무게와 헬멧이 없으때의 8가지 근육의 근활성도를 측정 하였다. 특히 환자를 긴척추고정판에 올려놓고 들어올리는 동작에 따른 근활성도 차이를 규명하고, 새로 제시하는 스마트 헬멧 무게와 기존 헬멧의 무게 차이에 따른 8개의 근육 활성도에 어떻게 영향을 미치는지 알아보자 한다.

가설 설정

연구의 대상자가 12명으로 한정하였기 때문에 일반화하기에는 한계가 있으며, 둘째. 실제 상황이 아닌 실험상황을 가정했다는 것, 셋째. 근활성도를 한정했다는 것이다.

제안 방법

근육의 활성도를 측정하기 위해 Telomyo DTS(Noraxon Inc., USA)를 이용하여 상체 근육의 근전도 신호를 측정하였다. 자료가 정리된 근전활성도 아날로그 신호를 Telomyo DTS로 보내서 디지털 신호로 전환한 다음 컴퓨터 CR-XP Master program(Noraxon Inc.
데이터 수집은 실험에 참가한 36명의 구조 및 구급대원들을 대상으로 헬멧 착용전・후 상황에서 따라 들것을 들어올리기, 내리기를 실시하였고, 이때 목, 어깨, 허리의 각도와 Rt_SCM, Lt_SCM, Rt_CervicalPS, Lt_CervicalPS,Rt_Trapezius, Lt_Trapezius Rt_Erectorspinae,Lt_Erectorspinae의 상체 근육을 비교하였다.
근전도 신호의 표본 추출률은 100Hz이었고, 20-250Hz의 대역 필터(band pass filter)와 잡음을 제거하기 위해 60Hz 노치필터(Notch fiter)를 이용하였다. 모집된 신호는 완파 정류(Full wave rectification)한 후 실효평균값(Root mean square, RMS)처리하였다. 표면전극 부착부위에서 피부저항을 감소시키기 위해 면도기로 톨을 제거하고, 가는 사포로 3~4회 문지른 다음 알코올 솜으로 문질러 피부각질층을 제거했다.
본 연구는 구급대원들의 기존 헬멧(920g)과 스마트 헬멧(1310g)의 두가지 무게와 헬멧이 없으때의 8가지 근육의 근활성도를 측정 하였다. 특히 환자를 긴척추고정판에 올려놓고 들어올리는 동작에 따른 근활성도 차이를 규명하고, 새로 제시하는 스마트 헬멧 무게와 기존 헬멧의 무게 차이에 따른 8개의 근육 활성도에 어떻게 영향을 미치는지 알아보자 한다.
5Kg의 무게를 들어 올렸으며 다리쪽에서 들어 올린 피험자만 동작분석을 하였다. 비대칭인 물체의 무게 중심은 실에 추를 매달아 연직선을 2개 그어 두 직선이 만나는 곳을 찾는 방법으로 무게중심을 찾았다. 실공간의 좌표계의 설정(Reference Frame)은 대상자가 들것을 바라보는 방향을 Y축, 지면에 대하여 수직방향을 Z축으로 하고 Z축에서 Y축으로의 벡터의 외적(Cross Product)을 X축으로 하였다.
근활성도를 한정했다는 것이다. 실제 상황이 아닌 실험상황에서 같은 대상자가 다른 3가지 상황(헬멧 미착용, 920g 기존 헬맷 착용, 1,310g 스마트 헬맷 착용)을 적용하였다. 따라서 추후 연구에서는 더 많은 구급대원을 대상으로 신체 전반적으로 한 연구가 필요할 것이라고 생각된다.
여러 가지 헬멧 모델의 강도안전에 관한 응력과 변형률을 해석하였다 . 다음 세대 헬멧은 일하는 사람의 안전과 작업 성과를 높일 수 있도록 제작되어야 하고, 장시간 착용해도 불편함이 없으면서 목, 머리를 방어할 수 있어야 한다.
본 연구는 근골격계 관련 질환이나 외과적 수술이력이 없고, 신경학적 병력이 없으며, 관절가동범위에 문제가 없는 구급대원 12명이 참여하여 들것 들기를 실시하였다. 연구대상은 헬멧을 착용하지 않는 경우, 920g 헬멧을 착용한 경우, 1310g 헬멧을 착용한 경우로 나누어 근전도를 측정하였다. 측정시기는 3일을 거쳐 충분한 휴식을 취한 후 총 3회를 실시하였다.
, USA)를 이용하여 상체 근육의 근전도 신호를 측정하였다. 자료가 정리된 근전활성도 아날로그 신호를 Telomyo DTS로 보내서 디지털 신호로 전환한 다음 컴퓨터 CR-XP Master program(Noraxon Inc.,USA)을 이용하여 필터링과 기타 신호 처리를 하였다.
연구대상은 헬멧을 착용하지 않는 경우, 920g 헬멧을 착용한 경우, 1310g 헬멧을 착용한 경우로 나누어 근전도를 측정하였다. 측정시기는 3일을 거쳐 충분한 휴식을 취한 후 총 3회를 실시하였다. 모든 대상자는 연구의 목적 및 방법에 대해 이해를 하였으며, 자의적인 동의를 얻은 후 연구에 참가하였다.
피험자 실험시 앉은 자세에서 머리와 목을 좌, 우로 구부리고, 굴곡, 신전 시키고, 서서 들것을 들고 내리는 동작을 하면서 실험 하였다
1Kg을 들어 올렸다. 한명이 32.5Kg의 무게를 들어 올렸으며 다리쪽에서 들어 올린 피험자만 동작분석을 하였다. 비대칭인 물체의 무게 중심은 실에 추를 매달아 연직선을 2개 그어 두 직선이 만나는 곳을 찾는 방법으로 무게중심을 찾았다.

대상 데이터

긴 척추고정판은 척추고정판, 머리고정끈, 머리패드,벨트로 구성 되어 있다. 무게는 6.1Kg, 크기는 183 X 42X 4.4cm, 최대하중은 275 kg, 제조사로는 미국/Ferno 이다. 소방관 구조헬멧은 화재 및 구조활동 현장에서 일어나는 여러 위험일로부터 소방관의 목, 머리부위, 안면상부를 보호함을 헬멧 이다.
본 연구는 근골격계 관련 질환이나 외과적 수술이력이 없고, 신경학적 병력이 없으며, 관절가동범위에 문제가 없는 구급대원 12명이 참여하여 들것 들기를 실시하였다. 연구대상은 헬멧을 착용하지 않는 경우, 920g 헬멧을 착용한 경우, 1310g 헬멧을 착용한 경우로 나누어 근전도를 측정하였다.
중량은 920g, 크기는 64 cm, 색상은 녹색 이다. 신속하게 착용 및 사이즈 조절 가능하며,3방향에서 끈을 조절할 수 있어 안정성과 완벽한 고정력 있으며, 제조사는 한국/(주)산청 이다. 이 헬멧의 목표는 크게 세 가지로 구분되며, 각각은 재난 상황에서 요구조자 및 구조대원의 위치 및 상태파악이 가능한 센서 융합기술 개발, 통신 및 디스플레이 개발, 현장 편리성 기술개발을 하나로 통합한 스마트 센서융합 소방헬멧 개발을 목표로하는 스마트 헬멧을 개발 하는 것이다.

데이터처리

수집된 데이터는 spss ver. 21.0을 이용하여 각 부위별 상황별로 기술 통계를 실시하였고 헬멧착용 전・후의 차이를 검증하기 위해 paired t-test 분석방법을 사용하였다.

성능/효과

본 연구에서 일반적으로 머리와 목의 좌우 움직임에서는 반대쪽(흉쇄 유돌근)는 근 활성도가 높았고, 굴곡과 과신전(흉쇄유돌근, 판상근)시 근 활성도는 유의성이 없었다. 특히 긴척추고정판에 무게를 싣고 들어올리거나 내릴때의 세모근과 척추 기립근은 헬멧 유무에 따라 근육 활성도에 차이가 있는 것으로 미루어 볼 때 들것 이송에 있어 요추부위의 근육 골격계 질병을 유발할 가능성이 있다고 판단된다.
본 연구에서 일반적으로 머리와 목의 좌우 움직임에서는 반대쪽(흉쇄 유돌근)는 근 활성도가 높았고, 굴곡과 과신전(흉쇄유돌근, 판상근)시 근 활성도는 유의성이 없었다. 특히 긴척추고정판에 무게를 싣고 들어올리거나 내릴때의 세모근과 척추 기립근은 헬멧 유무에 따라 근육 활성도에 차이가 있는 것으로 미루어 볼 때 들것 이송에 있어 요추부위의 근육 골격계 질병을 유발할 가능성이 있다고 판단된다.
머리와 목의 좌우 움직임에서는 반대쪽(흉쇄 유돌근)는 근 활성도가 높았고, 굴곡과 과신전(흉쇄유돌근, 판상근)시 근 활성도는 유의성이 없었다. 특히 긴척추고정판에 무게를 싣고 들어올리거나 내릴때의 세모근과 척추기립근은 헬멧 유무에 따라 근활성도에 차이가 있는 것으로 나타났다.
헬멧 유무 무게를 들어올릴때와 내릴때 상체 근육의 근활성도는 오른쪽 세모근, 오른쪽, 왼쪽 척추기립근은 유의성은 나타났지만 흉쇄 유돌근과 판상근은 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다.
헬멧 유무에 따른 머리와 목을 왼쪽으로 구부렸을 때 오른쪽 흉쇄 유돌근만 근활성도가 있었고 오른쪽으로 구부렸을 때 왼쪽 흉쇄 유돌근만 근활성도의 유의성(P<.001)이 나타났다.

후속연구

실제 상황이 아닌 실험상황에서 같은 대상자가 다른 3가지 상황(헬멧 미착용, 920g 기존 헬맷 착용, 1,310g 스마트 헬맷 착용)을 적용하였다. 따라서 추후 연구에서는 더 많은 구급대원을 대상으로 신체 전반적으로 한 연구가 필요할 것이라고 생각된다.
본 연구의 제한점으로는 첫째. 연구의 대상자가 12명으로 한정하였기 때문에 일반화하기에는 한계가 있으며, 둘째.
본 연구의 제한점으로는 첫째. 연구의 대상자가 12명으로 한정하였기 때문에 일반화하기에는 한계가 있으며, 둘째. 실제 상황이 아닌 실험상황을 가정했다는 것, 셋째.
그렇지만 기존의 파워리프팅(들어올리는 동작)동작에서 허리를 가능한 꼿꼿히 세우는 규칙을 지킨다면 요추 주위의 근육 골격계 질환에 대한 예방을 할 수 있다고 생간된다. 추후 헬멧 개발 시 보다 지속적 장기적으로 무게 차이를 관찰 연구를 하여 목과 허리의 스트레스 및 근피로를 줄일 수 있으며 이로 인해 근골격계 질환도 예방할 수 있을 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	구 조헬멧에는 어떤 것들이 있는가?	. 진압헬멧은 화재진압·구급·화재조사시 소방관이 착용하는 형태고 구 조헬멧은 화재진압·구조 등 모든 현장에서 사용가능한 Type 1형태의 헬멧과 화재교육 및 화재가 동시에 발생되지 않는 일반구조업무현장에서 이용 가능한 Type 2형태가 있다[4].
	소방공무원에게 헬멧의 역할은 무엇인가?	재난과 소방 용역 사업에는 큰 비용이 들어 가고 있으며, 스마트 헬멧에 관한 용역사업도 진행되고 있다[2]. 헬멧은 머리부분을 물건의 충돌로부터 충격, 높은 건물에서 넘어질 경우로부터 발생하는 충격, 화재사고 등,다양한 오염물질 등으로부터 방어해준다[3].
	응급구조사의 목, 어깨 등 근골격계 증상에 주목하는 이유는 무엇인가?	매 순간 작업 시 헬멧을 사용해야하는 응급구조사에게 목, 어깨 등 근골격계 증상도 대두되고 있다. 구조 및 구급대원의 헬멧의 무게는 약 500g - 1200g 정도로 다양하지만 목, 어깨 주위의 소근육으로 머리뿐만 아니라 헬멧을 지탱하기에는 적지 않은 무리가 따르게 된다. 또한 응급구조사 특성상 헬멧을 착용한 뒤 정적인 동작보다는 구보, 들어 나르기 등 동적인 동작이 많이 요구되기 때문에 헬멧의 무게보다 더 큰 부하가 발생하게 된다.

참고문헌 (19)

Y. J. Ahn, MC, Kang, TG Lee,(2016). "Study on Remedies of Convergence Design for Personalized Fire Helmets", J. Korean Soc. Precis. Eng. 33, 5, 371-376. DOI10.7736/KSPE.2016.33.5.371

원문보기 상세보기
S. H. Cho(2008), "A Study on the Optimized Design of the Helmets for Fire and Gas Safety," Journal of The Korean Institute of Gas, Vol. 12, No. 3, 1-3.
Y. T. Han, JH Jung, MJ Park,(2017). Trend analysis on the development of rescue helmets for fire-fighters. Korean institute of fire science. conference. 11, 237-238.
P. G. Park, R Kim, HS Ro, BS Yoon(2018). A Study on Impact Analysis of Smart Structural Helmet for Firefighters. Korean Journal of Hazardous Materials. 5, 2. 111-117.
KFIS 043, "The Standard of Firefighting Rescue Helmet", 2014.
H. K. Kim, J. H. Sim, C. K. Kim(2008). "A Study on the Strength Analysis of the Helmets for Fire and Gas Safety", J. of the Korean Insti. of Gas, 12, 3, 31-37.
J. H. Weon, J. S. Oh, and H. S. Cynn HS(2010). "Influence of forward head posture on scapular upward rotators during isometric shoulder flexion", Jour. of Body Mov Ther, 14, 367-374. DOI10.1016/j.jbmt.2009.06.006

상세보기
D. M. Shin and I. S. Lee(2006). "Dynamic Model during Emergency Medical Technicians Lifting Postures", Kor. Soci. of sport and leisure studies, 27, 203-214.
D. M. Shin, E. J. Hong, K. Y. Kim, J. H. Kim and T. Y. Moon(2013). "Musculoskeletal Diseases in 119 Rescuers", Jour. of Digi. Policy & Management, 11, 9, 209-219.
S. H. Hwang(2017). "Design and Evaluation of Intelligent Helmet Display System". Journal of the Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, 45, 5, 417-428.

원문보기 상세보기
K. S. Lee and H. J. Ji(2012). "A Study of Overexertion of Neck and Arm Muscles when Working on Objects Overhead at Orchards", Proceeding of Ergo. Soci. of Korea, 67-76.
K. S. Lee and J. W. Park(2012). "A Study of Loadings of Neck Muscles when Bent Backward", Kor. Soci. of Safety, 27, .1, 111-116.
J. Kim, Koo SE, Lim JY, Jin MW, Choi JM,(2016). "Smart Helmet," Journal of the Korea Contents Society, 5 357-358.
H. S. Kang, T. G. Lee, Y.J. Ahn(2016). "Necessary and Application Plan of Wearable Device in an Emergency," Korean Society of Precision Engineering, 5, 38-39.
M. O. Oh, Shin J. K., Kang M. C., Shin B. S., and Moon M. K.(2016). "Importance-Performance Analysis for Developing Convergence Firefighter Helmets" J. of Korean Society of Manufacturing Process Engineers, 15. (6). 114-119.
Y. J. Ahn, Lee T. G, Jeong YY, Son MA, Yu, BJ(2017). "A Study on the Design of Next-Generation Korean Bulletproof Helmet - Focusing on the Bulletproof helmet shell shape design". Journal of Video culture contents. 12, 1, 179-192.
KOSHA 2014-46, "Standard Safety Certification of Personal Protective Equipment", 2014.
EN 443, "Helmets for Fire Fighting in Buildings and Ohter Structures", 2008.
NFPA standard 1971-2013, National Fire Protection Association, 2013.

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증