[논문]온도변동에 따른 인체 생리적 반응 -제2보: 맥파를 중심으로-

강석중; 금종수; 김동규; 정용현; 이낙범

온도변동에 따른 인체 생리적 반응 -제2보: 맥파를 중심으로-
Physiological Response of Human Body by Temperature Change -Part 2: In Priority to Pulse wave- 원문보기

강석중 (부경대학교 냉동공조공학과) , 금종수 (부경대학교 냉동공조공학과) , 김동규 (부경대학교 냉동공조공학과) , 정용현 (부경대학교 생태공학과) , 이낙범 (전주비젼대학 보건행정과)

In most existing research, it is difficult to evaluate thermal comfort exactly because of reflecting individual ideal or psychological response by subjective questions. Physiological variable was selected in this study to evaluate objectively thermal comfort. MST was appeared very sensitively in indoor temperature and can express correctly thermal comfort of human body. The results of CSV are different each individual feeling sensation, so is difficult to evaluate detailedly thermal comfort unlike TSV. But the results of PP, AIx, ED, SEVR are greatly related to temperature change. So thermal comfort is evaluated more objectively by using PP, AIx, ED, SEVR on behalf of TSV, CSV. Human body was presented physiological feedback by temperature impetus and specially, tendency of heart rate agree with temperature change. Physiological reaction was showed sufficient possibility availing evaluation index of thermal comfort. In the future another one needs to review beside the selected physiological variable.

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문제 정의

2에 도식화하여 나타내었으며, 본 실험을 시작하기 전에 인공기후실을 미리 예열하고 각종 실험장비를 점검 하였다. 실험대상자는 실험시작 30분 전 실험실에 도착하여 간단한 건강상태를 점검하면서 실험에 방해가 될 만한 요소들이 있는지 확인한다. 이상이 없으면 센서를 부착하고 테스트를 한 후 실험을 시작한다.
최근 이러한 연구들이 다소 이루어지고 있으나 데이터의 정량화와 상관관계가 미흡한 상태이므로 본 연구는 제1보에 이어 실내온도조건에 따라 인체 생리적 반응에서 맥파을 중심으로 온열쾌적성 평가의 가능성을 제시하고자 한다.

제안 방법

(2) HRV분석을 통해 얻어진 LF/HF와 SDNN 값은 CSV의 문제점을 보완하여 온도변화에 따른 쾌적감을 정확히 평가 하였다.
본 실험에서 CASE별로 구현한 실내온도를 Fig. 4에 나타내었으며 주관설문을 통해 TSV와 CSV를 측정하여 분석하였다. Fig.
3.3 실험조건

실험대상자는 초기 2회의 적응기간 동안 실제 실험과 동일한 조건에서 실험을 진행하였고 1시간동안 실내온도 32℃을 유지한 후 랜덤한 순서로 20℃, 26℃, 32℃의 실내온도 변화를 주었으며 상대습도 50±5% 일정한 환경 속에서 실험을 하였다.
실험시작부터 매 10분마다 2시간 동안 생리신호, 피부온도, 혈류량, 주관설문 등을 측정한다. 정확한 데이터 확보를 위하여 실험 1회에 1명의 실험대상자가 참가하였고 하루에 2회 실험을 실시하였다.
실험시작부터 매 10분마다 2시간 동안 생리신호, 피부온도, 혈류량, 주관설문 등을 측정한다. 정확한 데이터 확보를 위하여 실험 1회에 1명의 실험대상자가 참가하였고 하루에 2회 실험을 실시하였다.

대상 데이터

본 연구에서 사용되는 실험실은 가로 4.1m, 세로 4.9m, 높이 2.7m의 크기로 임의의 온도 및 습도를 제어할 수 있는 인공기후실을 사용하였다. Table 1에 인공기후실의 사양을 나타내었고 Fig.
실험대상자 선정은 자체 설문조사 결과와 예비 실험(혈압, 설문, 생리신호)을 바탕으로 생활 주기가 규칙적이고 건강한 실험대상자 8명(남자 4, 여자 4)을 선정하였다.

성능/효과

(3) 맥파형 분석을 통해 얻어진 PP, AIx, ED, SEVR값은 개인의 생각이나 심리적 반응이 제한되고 실내온도변화와 경향이 일치하였다. 특히 SEVR는 실내변화 스케일과 비슷하고 실내온도가 같은 경우에도 값이 일정하게 나타나 TSV의 문제점을 보완하여 온도변화에 따른 온열쾌적감을 정확히 평가할 수 있었다.
요골동맥에서 수축기혈압과 이완기혈압의 차이를 PP라고 부르며 일반적으로 정상 성인에서 PP는 대략 35～45 mmHg 정도가 되는데 이것은 주로 일회박출량과 동맥혈관의 탄성에 의해서 크게 영향을 받는다.⁽⁴⁾ 중심동맥(대동맥)에서 얻어진 파형으로 이전까지 관혈적 방법에 의해서만 얻을 수 있었던 중심동맥(대동맥)의 압력을 얻을 수 있고, AIx를 구하여 혈관경직도를 측정하고 SERV를 구하여 관상동맥 혈류상태 및 관상동맥질환의 위험성을 파악하고 ED을 측정하여 심근 수축력 상태를 판단할 수 있다.⁽⁵⁾
Fig. 13에 나타낸 TSV 값과 Fig. 14에 나타낸 SEVR 값을 비교해 보면 서로 반대의 결과가 나타나지만 실내온도에 따른 일정한 경향을 보였으며 특히 SEVR의 경우 실내온도 32℃ A구간에서 그 값이 일정하게 나타나 TSV를 보완할 수 있었다.
그러므로 개인의 생각이나 심리적 반응의 영향으로 정확한 온열쾌적감 평가에 어려움이 있는 설문평가에서 CSV을 대신하여 LF/HF 값으로 온도변동에 대한 쾌적감을 정확히 평가할 수 있고 TSV을 대신하여 SEVR 값으로 실내온도변화를 파악할 수 있으며 변화 스케일도 평가할 수 있다.
제1보에서 HRV분석을 통해 얻어진 LF/HF와 SDNN은 실내온도변화에 대하여 상관적인 반응을 보였다.⁽⁶⁾ Fig.
(3) 맥파형 분석을 통해 얻어진 PP, AIx, ED, SEVR값은 개인의 생각이나 심리적 반응이 제한되고 실내온도변화와 경향이 일치하였다. 특히 SEVR는 실내변화 스케일과 비슷하고 실내온도가 같은 경우에도 값이 일정하게 나타나 TSV의 문제점을 보완하여 온도변화에 따른 온열쾌적감을 정확히 평가할 수 있었다.

후속연구

이러한 결과로 생리적 반응이 온열쾌적성 평가지표로써 활용될 충분한 가능성을 보여주었으며 본 연구에 선정된 생리적 변수 외에 다른 생리적 변수의 상관성을 추후 검토할 필요가 있다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

과학의 발달로 인간이 쾌적한 생활을 요구하는 까닭은?

과학의 발달로 인간은 실내생활의 목적이 단순한 보호수준을 넘어 자신의 건강을 유지하거나 업무 효율을 높이기 위해 쾌적한 생활을 요구한다.

쾌적감이란?

쾌적감이란 인간이 쉽게 동조하고 몰입할 수 있어서 인간과 환경이 일체가 되기 쉬운 상태를 말하며 최근에는 이 쾌적성을 평가하기 위한 연구들이 많이 진행되고 있다.

온도변동에 따른 인체 생리적 반응을 분석하여 얻은 결론은?

(1) TSV와는 달리 CSV의 경우 온열쾌적성 평가에 있어 개인차를 나타나므로 평가 방법에 대한 고려가 필요하다. (2) HRV분석을 통해 얻어진 LF/HF와 SDNN 값은 CSV의 문제점을 보완하여 온도변화에 따른 쾌적감을 정확히 평가 하였다. (3) 맥파형 분석을 통해 얻어진 PP, AIx, ED, SEVR값은 개인의 생각이나 심리적 반응이 제한되고 실내온도변화와 경향이 일치하였다. 특히 SEVR는 실내변화 스케일과 비슷하고 실내온도가 같은 경우에도 값이 일정하게 나타나 TSV의 문제점을 보완하여 온도변화에 따른 온열쾌적감을 정확히 평가할 수 있었다.

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