[논문]변동형 대차 구동방식의 지압 침대 개발 및 유효성 평가

허성필; 박세진; 안도현

doi:10.9723/jksiis.2020.25.6.047

변동형 대차 구동방식의 지압 침대 개발 및 유효성 평가
Development and Effectiveness Evaluation of Acupressure Bed with Variable Type Bogie 원문보기

한국산업정보학회논문지 = Journal of the Korea Industrial Information Systems Research, v.25 no.6, 2020년, pp.47 - 54

허성필 (강릉원주대학교) , 박세진 (한국표준연구원 KSB융합연구단) , 안도현 ((주)쓰리에이치 기업부설연구소)

초록
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지압은 신체의 특정 부위에 압력을 가하는 치료행위로 주로 한의학 분야에서 통증 경감에 활용되어 왔다. 하지만 시술자의 역량, 경험, 체력에 따라 치료 효과가 달라지는 경우가 많아 표준화된 지압이 필요하며 관련하여 기구가 출시되고 있으나 주로 롤링 마사지 방식이어서 에너지 집중도가 떨어지며 부상의 위험성이 있었다. 따라서 본 연구에서는 변동형 대차를 기반으로 수직 지압을 제공하는 장치를 구현하였다. 장치의 지압력 유효성 확인을 위해 하중 실험 및 체압 분포, 만족도를 실험한 결과 지압봉은 150kg까지 버티며, 체압비는 0 % < x ≤ 5% 구간에서 비교품의 체압 비율에 비해 낮게 측정되었으며, 또한 주관적 만족도는 평균 2.11점의 높은 점수를 받았다. 따라서 수직 지압이 적용된 장치가 기존 제품과 비교하면 체압 분산에 효과가 있었으며 만족도가 높다고 볼 수 있었다. 향후 연구에서는 수직 지압 사용 그룹과 전문 치료사의 지압 그룹을 구성하여 개발 기기가 사람에 비해 균일한 지압을 제공하는지 비교 평가할 필요가 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The acupressure is a treatment that applies pressure to certain parts of the body and has been mainly used for pain relief in the field of oriental medicine. However, the treatment effect is often different depending on the practitioner's ability, experience, and physical strength, so standardized acupressure is needed. In this regard, the equipment is being released, but this is mainly a rolling massage method, which reduces energy concentration and poses a risk of injury. Therefore, in this study, a device that provides vertical acupressure based on variable bogie (wheel truck) was implemented. As a result of experimenting with load and body pressure distribution and desirability to validate the device's bearing pressure, the acupressure rod held up to 150kg, the body pressure ratio was measured lower than the body pressure ratio of the comparison item in section 0%

주제어

표/그림 (14)

그림 Fig. 1 Structure of Erector Spinae Muscles (Richard, et al., 2010)
그림 Fig. 2 Standard Acupuncture Point (Korean Medicine Convergence Research Information Center, 2020)
그림 Fig. 3 System Configuration Picture
그림 Fig. 4 Structure of the Operating Part
그림 Fig. 5 Inside of Acupressure Bed
그림 Fig. 6 Experiment Progress Scene
그림 Fig. 7 Before and After Load Test
그림 Fig. 8 Body Pressure Ratio
표 Table 1 Satisfaction Evaluation with Acupressure and Heat
표 Table 2 Results of Load Test
그림 Fig. 10 Subjective Comparison Evaluation Result of Comfort and Satisfaction
그림 Fig. 9 Results of Subjective Evaluation of Thermal Satisfaction according to Body Parts
그림 Fig. 11 Subjective Evaluation Result of Discomfort after 10 Minutes of Use
표 Table 3 Evaluation Score of Satisfaction with Acupressure and Heat

AI 본문요약
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문제 정의

이에 본 연구에서는 수직 지압이 가능하며 고정 경로가 아닌 상하좌우 경로 변경이 가능한 조절 변동형 대차방식을 적용한 지압 기기를 개발하고자 하였다. 또한 본 연구에서는 원적외선이 방사되는 세라믹(Kim, et al., 2003), 온열(Kim, et al., 2005), 뜸(Kim, et al., 2006), 생체신호 측정 (Kim, 2010)등을 동시 적용할 수 있도록 하였으며 향후 수면 관리(Kim, et al., 2006)까지 적용 가능한 형태로 제작하고자 하였다.
, 2020). 이에 본 연구에서는 수직 지압이 가능하며 고정 경로가 아닌 상하좌우 경로 변경이 가능한 조절 변동형 대차방식을 적용한 지압 기기를 개발하고자 하였다. 또한 본 연구에서는 원적외선이 방사되는 세라믹(Kim, et al.

제안 방법

4에서와 같이 대차에 엑스자형 높이 조절 모듈을 추가하여 지압봉이 좌우 최대 100mm 이동할 수 있도록 구성하였고, 최대 140mm 상승할 수 있도록 제작하였다. 그리고 치료 효과를 높이기 위해 지압과 동시에 최대 70℃까지 온열을 제공하기 위한 열전도율이 높은 알루미늄 소재를 적용하고 열선을 부착하였다. 다만, 생체신호 측정 모듈의 경우 이번 연구에서는 적용이 어려워 차기 연구에 적용하기로 하였다.
대차 방식을 적용한 작동부에 지압을 제공하기 위하여 실제 침대를 설계 및 제작하였다. 침대 (3H Massage Bed) 본체는 1, 010 (W) x 2, 280 (D) x 830 (H)로 제작되었다.
대차가 이동하면 특정 높이에 배열된 세라믹 지압봉을 순차적으로 밀어 올려지면서 전개할 수 있도록 구성하였으며, 타이밍벨트를 적용하여 왕복 운동이 가능하도록 하여 필요한 횟수만큼 수평운동을 반복할 수 있도록 설계하였다.
두번째로, 균일하고 만족한 지압을 제공하는지를 확인하기 위하여 기존 롤링 방식의 마사지와 체압분포를 비교하여 체압비를 산출하였다. 피실험자는 허리 및 다리에 질병이 없는 남녀 10명을 모집하였으며 피실험자의 키 (176.
또한 인체 해부학적 척추 구조에 따라 경추, 흉추, 요추로 구분하여 지압 기능에 대한 주관평가를 실시하였고 온열마사지 미작동 상태에서 바로 누운 자세 후 수직 지압 방식 침대와 롤링 마사지 방식 침대의 편안함과 만족감에 대해서도 비교하였다.
또한, Fig. 4에서와 같이 대차에 엑스자형 높이 조절 모듈을 추가하여 지압봉이 좌우 최대 100mm 이동할 수 있도록 구성하였고, 최대 140mm 상승할 수 있도록 제작하였다. 그리고 치료 효과를 높이기 위해 지압과 동시에 최대 70℃까지 온열을 제공하기 위한 열전도율이 높은 알루미늄 소재를 적용하고 열선을 부착하였다.
본 연구에서는 대차를 적용한 수직 지압 침대의 유효성을 평가하기 위하여 3가지 항목으로 실험을 실시하였다.
세번째로, 온열마사지 지압 침대의 지압 기능, 온열 기능, 안락함에 대한 주관적 만족도를 평가하였다. 총 응답자는 10명으로, 각 문항의 평균 점수로 분석하였으며, 직접 신체 부위에 체크하는 문항은 비율 (%)로 평가하였다.
실험환경은 온도, 습도, 조도를 고정하여 시험을 실시하였다. 실험실 온도는 (24.
이를 위해서 근막이완술이 사용되는데 근막 조직의 장벽에 제한적인 압력을 가하여 풀어주는 방법 등이 있다(Ok, 2013). 이에 따라 지압봉의 위치를 척추기립근의 근막 위치에 중첩되도록 설계 및 구성하였다.
총 응답자는 10명으로, 각 문항의 평균 점수로 분석하였으며, 직접 신체 부위에 체크하는 문항은 비율 (%)로 평가하였다. 주관적 만족도 평가는 실험 실시 후에 전체적인 만족도에 대해서 질문을 하였으며, 피실험자별 주관적 만족도 평가의 일관성을 유지하고자, 설문지를 작성하여 설문을 실시하였다.
첫번째로, 지압봉이 실제로 지압을 하기 위해서 일정 수준 이상의 하중을 버텨야 하므로 이를 위해 지압봉 순차 상승기를 이용하여 25kg 단위별 하중 실험을 진행하였고 시험 중 초기 상태 대비 하중 인가 시 무게에 따른 시료의 동작이 원활하며, 시험 후 시료의 변형이 나타나는가의 여부를 확인하였다.
피실험자는 실험 목적과 측정 방법에 대한 설명을 충분히 듣고 실험에 동의 후, 키와 몸무게는 KS ISO₇₂50-11 기준에 따라 직접 측정 방법으로 측정하고 약 5분 동안 휴식을 취한 후 상의탈의, 의복탈의에 의한 열 손실을 동일하게 하기 위하여 5초 뒤에 1.5 m 떨어진 장소에서 열화상 카메라로 촬영 후 착의하고 Fig. 6처럼 대상 마사지 침대에 바로 누운 자세 (천장을 보는 자세) 에서안정화를 위해 약 5분 후 체압분포 측정을 진행하고 대조군 마사지 침대에 바로 누운 자세에서 5분안정화뒤체압분포측정하였다.

대상 데이터

침대 (3H Massage Bed) 본체는 1, 010 (W) x 2, 280 (D) x 830 (H)로 제작되었다. 전원은 AC 220V를 인가할 수 있도록 제작하였고 전력 소모량은 670W이다. 지압봉의 상승 폭은 대기점으로부터 최대 75mm까지 상승하도록 하였으며 Fig.
침대 (3H Massage Bed) 본체는 1, 010 (W) x 2, 280 (D) x 830 (H)로 제작되었다. 전원은 AC 220V를 인가할 수 있도록 제작하였고 전력 소모량은 670W이다.
산출하였다. 피실험자는 허리 및 다리에 질병이 없는 남녀 10명을 모집하였으며 피실험자의 키 (176.51 ± 3.39) cm, 몸무게 (75.60 ± 5.34) kg, BMI (22.57 ± 2.95) ㎏/㎡로 나타났다.

데이터처리

총 응답자는 10명으로, 각 문항의 평균 점수로 분석하였으며, 직접 신체 부위에 체크하는 문항은 비율 (%)로 평가하였다. 주관적 만족도 평가는 실험 실시 후에 전체적인 만족도에 대해서 질문을 하였으며, 피실험자별 주관적 만족도 평가의 일관성을 유지하고자, 설문지를 작성하여 설문을 실시하였다.

이론/모형

체압분석에 있어서는 FSR (Force Sensing Resistor)로 구성된 체압분포기 (X-SENSOR)를사용하였으며, 데이터 값 추출 후 체압을 식 (1) 과 같이 산출하였다.

성능/효과

결과에 따르면 체압비 0 % < x ≤ 5 % 구간에서 롤링 마사지 침대의 체압비율이 매우 높게 측정되었으나, 체압비40%<x≤45%에 해당하는 압력은 0%로 측정되었다.
높았다. 그뿐만 아니라 타사 제품의 롤링방식 마사지와 비교하면 수직 방식의 지압에 대한 만족도가 높음을 확인하였다. 이는 수직 지압 침대가 부상의 위험이 적을뿐 아니라 누웠을 시 편안함 등의 주관적인 만족도가 높은 것으로 판단된다.
10점으로 매우 낮은 점수를 받았다. 또한 온열 기능에 대한 평가 결과에서는 “손발 열발생= 2.21점”, “몸전체 열발생= 2.82점”, “온열 기능에 대한 만족도= 2.91점”으로 높은 점수를 받았다.
또한 인체 해부학적 척추 구조에 따라 경추, 흉추, 요추로 구분하여 지압 기능에 대한 주관평가 결과 Fig. 9에서 볼 수 있듯이 흉추부의 만족도 평가율은 모든 연구 대상자들이 data-checked="false">만족한다고평가하였으나요추부위지압시통증이있었다고 평가한피험자는80%로매우높은것으로나타났 다. 그리고 지압강도 향상 희망의 경우 약 data-checked="false">20%로대체적으로강도가적절한것으로평가되었다.
또한 지압에 따른 체압의 분산 효과를 확인하였을 때 온열이 적용된 대차를 적용한 수직 지압 침대의 경우 신체 압력의 분산으로 인해 체압의 비율은 40% 이하로 나타났다. 이는 Rithalia (2005)의 연구결과와 비교하였을 때 수면 침대로 적합하다고 판단된다.
본 연구에서는 수평의 에너지를 수직의 에너지로 전환하는 대차 (Bogie, wheel truck) 방식을 적용한 수직 지압 침대의 실험 결과 지압 모듈은 135kg까지의 하중을 버틸 수 있어 통상적인 조건을 가진 사람은 안정적으로 사용이 가능함을 확인하였다.
주관적 방식의 만족도에 대한 평가 결과를 살펴보면, 지압 기능은 흉추부에 대한 만족도가 높았고, 온열 기능의 경우는 몸통 부위에 대해 만족도가 높았다. 그뿐만 아니라 타사 제품의 롤링방식 마사지와 비교하면 수직 방식의 지압에 대한 만족도가 높음을 확인하였다.

후속연구

있다. 그리고 향후 성능이 고르게 나타나는지를 판단하기 위하여 동일한 지압 패턴을 제공하는 수직 지압 장치를 통해 지압 받는 그룹과 전문 치료사를 통해 지압을 받는 그룹을 구성하여 각각의 지압 전후 생체신호 분석 (Heo et al., 2015)을 수행하여 개발 기기가 사람에 비해 균일한 지압을 제공하는지 비교 평가할 필요가 있다.
그리고 치료 효과를 높이기 위해 지압과 동시에 최대 70℃까지 온열을 제공하기 위한 열전도율이 높은 알루미늄 소재를 적용하고 열선을 부착하였다. 다만, 생체신호 측정 모듈의 경우 이번 연구에서는 적용이 어려워 차기 연구에 적용하기로 하였다.
또한 실험 결과에서 요추 부위의 지압 통증이 80%로 높게 나타났으므로 이를 해결하기 위하여 요추 부분에 적용되는 지압봉의 높이를 전체적으로 낮게 자율 조정하여 통증을 완화해 줄 필요가 있다. 그리고 향후 성능이 고르게 나타나는지를 판단하기 위하여 동일한 지압 패턴을 제공하는 수직 지압 장치를 통해 지압 받는 그룹과 전문 치료사를 통해 지압을 받는 그룹을 구성하여 각각의 지압 전후 생체신호 분석 (Heo et al.
이는 수직 지압 침대가 부상의 위험이 적을뿐 아니라 누웠을 시 편안함 등의 주관적인 만족도가 높은 것으로 판단된다. 하지만 좀 더 객관적인 만족도의 측정을 위해 감각에 대한 만족도 모델을 추가 실험할 필요가 있으며, 향후 연구에서는 지압을 받는 피실험자 군의 범위를 넓혀서 다양한 신체, 연령, 성별 등을 선정하여 그룹별로 성능평가를 실시 한다면 성능평가의 신뢰성이 제고될 것으로 기대된다.

참고문헌 (15)

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Ok, C. S. (2013). Alternative Medicine. Paju, Jigu Publishing.
Richard, L., Drake, A., Vogl, W., and Mitchell, A. W. (2010). Gray,s Anatomy, Korea, Epublic.
Rithalia, S. (2005). A Guide to Evaluating Different Wheelchair Seat Cushions, International Journal of Therapy and Rehabilitation, 12(5), 226-229.

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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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