컴퓨터컴퓨터컴퓨터컴퓨터 타이핑타이핑타이핑타이핑 작업작업작업작업 시시시시 앞쪽머리자세가앞쪽머리자세가앞쪽머리자세가앞쪽머리자세가

목과목과목과목과 어깨의어깨의어깨의어깨의 근근근근 활성도에활성도에활성도에활성도에 미치는미치는미치는미치는 영향영향영향영향

연세대학교연세대학교연세대학교연세대학교 보건환경대학원보건환경대학원보건환경대학원보건환경대학원

인간공학치료학인간공학치료학인간공학치료학인간공학치료학전공전공전공전공

박박박박 상상상상 덕덕덕덕

컴퓨터컴퓨터컴퓨터컴퓨터 타이핑타이핑타이핑타이핑 작업작업작업작업 시시시시 앞쪽머리자세가앞쪽머리자세가앞쪽머리자세가앞쪽머리자세가

목과목과목과목과 어깨의어깨의어깨의어깨의 근근근근 활성도에활성도에활성도에활성도에 미치는미치는미치는미치는 영향영향영향영향

지도지도지도지도 이이이이 충충충충 휘휘휘휘 교수교수교수교수

이이이이 논문을논문을논문을논문을 석사석사석사석사 학위논문으로학위논문으로학위논문으로학위논문으로 제출함제출함제출함제출함

2005200520052005년년년년 6 6 6 6월월월월 일일일일

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심사위원심사위원심사위원심사위원 인인인인

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2005년 6월 일

감사의감사의감사의감사의 글글글글

“인간은 만남이다” 2002년 3월 많은 걱정과 희망을 품고 대학원에 첫발을

내민 지도 벌써 2년이 지났습니다. 많은 만남들이 있었고 그러한 만남들이

있었기에 오늘의 조그마한 결실을 맞이하게 되었습니다. 지금까지 대학원을

다니면서 어느 하나 소중하지 않은 만남이 없었기에 그분들 모두에게 감사를

드리고 싶습니다.

우선 또 다른 시작의 기회를 만들어 주신 권오윤 교수님께 깊은 감사를

드립니다. 교수님의 삶과 학문에 대한 열정은 저에게는 항상 큰 교훈이었습니다.

전문인으로서 섬세함과 학문적 깊이를 보여주시며 때로는 학생을 위해 번거로운

일들까지도 마다하지 않으시던 이충휘 교수님, 올바른 학문의 길에 대하여 항상

따뜻한 격려를 잊지 않으시던 전혜선 교수님께도 진심으로 감사드립니다. 또한

대학원에 진학하였을 때 배움에 대하여 많은 격려와 배려를 해주신 서울재활병원

정동화 원장님, 저의 건강을 늘 걱정해 주신 이지선 부원장님께 감사의 마음을

전하며 대학원 다니느라 그만큼 병원 일에 소홀해진 부분에 대해 죄송한 마음

금할 길이 없습니다. 그리고 지난 2년 동안 많은 일들을 도와준 물리치료팀

식구들에게도 감사의 마음을 전합니다.

또한 황적원 선생님과 김희원 선생님, 두 분께 말로는 다 표현할 수 없는

고마움을 전합니다. 대학원을 다니면서 많은 힘이 되어주신 영원한 큰형님 정연길

선생님, 부드러운 미소로 모두를 다독거려주신 전명숙 선생님, 그리고 2년을

함께한 최원겸, 김경모 선생님, 논문을 위한 실험에 흔쾌히 참여해 주신 많은

후배님들에게도 감사함을 전하며 마지막 실험을 도와주셨던 이진홍 선생님 정말

고마웠습니다. 실험의 마지막까지 서로를 격려해 가며 함께했던 정경희, 최지우

선생님은 정말 잊지 못할 것 같습니다.

마지막으로 오늘이 있기까지 사랑으로 길러주신 아버지, 어머니와 든든한 나의

동생 상국이, 항상 고마운 내 반쪽 설희, 모두 사랑합니다. 그리고 만물의

시작이자 끝이신 살아계신 하나님께 이 논문을 바칩니다.

2005 년 월

박 상 덕 드림

- i -

차 례

그림 차례 ··············································································· ⅲ

표 차례 ················································································· ⅳ

국문요약 ················································································ ⅴ

제1장 서론 ·············································································· 1

제2장 연구 방법 ········································································ 5

2.1 연구 대상 ········································································ 5

2.2 실험 기기 및 도구 ······························································ 6

2.2.1 표면 근전도 신호 및 분석 시스템········································ 6

2.2.2 작업대 디자인 및 작업자세 ··············································· 6

2.3 실험 방법 ········································································ 7

2.3.1 근전도 전극 및 표식자 부착 ·············································· 7

2.3.2 실험 설계 ··································································· 8

2.3.3 자발적 기준 수축 측정 ··················································· 10

2.4 분석 방법 ······································································· 10

2.4.1 자료 처리 및 표준화······················································ 10

2.4.2 통계 방법 ·································································· 10

제3장 결과 ············································································· 11

제4장 고찰 ············································································· 13

4.1 연구 방법에 대한 고찰 ························································ 13

- ii -

4.2 실험 결과에 대한 고찰 ························································ 14

제5장 결론 ············································································· 19

참고문헌 ················································································ 20

영문요약 ················································································ 28

- iii -

그림 차례

그림 1. 전극 부착 위치································································ 8

그림 2. 앞쪽머리자세와 중립머리자세 ··············································· 9

그림 3. 자세에 따른 위등세모근의 평균 %RVC ·································· 12

그림 4. 자세에 따른 머리널판근의 평균 %RVC ·································· 12

- iv -

표 차례

표 1. 연구 대상자의 일반적 특성 ···················································· 5

표 2. 자세에 따른 위등세모근과 머리널판근의 %RVC 평균값 ·················· 11

- v -

국문요약국문요약국문요약국문요약

컴퓨터컴퓨터컴퓨터컴퓨터 타이핑타이핑타이핑타이핑 작업작업작업작업 시시시시 앞쪽머리자세가앞쪽머리자세가앞쪽머리자세가앞쪽머리자세가 목과목과목과목과 어깨의어깨의어깨의어깨의

근근근근 활성도에활성도에활성도에활성도에 미치는미치는미치는미치는 영향영향영향영향

본 연구에서는 컴퓨터 타이핑 작업 시 앞쪽머리자세(forward head posture)와

중립머리자세(neutral head posture)에 따른 목과 어깨 근육의 근 활성도 변화를

알아보았다.

건강한 성인 남녀 20명을 대상으로 앞쪽머리자세와(자세 1), 중립머리자세(자

세 2)에서 컴퓨터 타이핑 작업 시 표면 근전도 시스템을 이용하여 위등세모근과

머리널판근의 근 활성도를 측정하였다. 근전도 신호는 %RVC(reference

voluntary contraction)로 표준화하였고 두 자세간의 근 활성도는 짝비교 t-검정

(paired t-test)을 하여 비교하였다.

자세 1에서 위등세모근의 근 활성도 %RVC의 평균은 왼쪽이 9.1%, 오른쪽이

7.0%이었고, 자세 2에서는 왼쪽이 6.9%, 오른쪽이 6.0% 이었으며 머리널판근의

경우는 자세 1에서 왼쪽이 61.9%, 오른쪽이 38.8% 이었고, 자세 2에서는 왼쪽

이 56.3%, 오른쪽이 34.0%로 나타났다. 위등세모근과 머리널판근 모두 자세 1에

서 근 활성도가 유의하게 증가하였다(p<0.05).

따라서 중립머리자세는 앞쪽머리자세 보다 위등세모근과 머리널판근의 근 활성

도를 감소시킬 수 있다. 그리고 컴퓨터 타이핑 작업 시 목과 어깨의 부담을 줄이

기 위해서는 중립머리자세를 유지하는 것이 바람직하다.

핵심 되는 말: 근 활성도, 머리널판근/위등세모근, 앞쪽머리자세, 중립머리자세.

- 1 -

제제제제1111장장장장 서론서론서론서론

최근 들어 작업관련성 근골격계 질환(work-related musculoskeletal

disorder: WRMSD)이 주목할 만큼 증가하고 있다(Tepper et al. 2003). 세계보

건기구(World Health Organization: WHO)에 의하면 작업관련성 근골격계 질환

이란 ‘신체의 반복적 혹은 지속적인 사용에 의하여 발생하거나 선행되거나 악화될

수 있는 근육, 힘줄, 말초신경, 혈관계의 장해’를 의미한다(신수정, 이상헌, 정민예

2004).

컴퓨터의 발달과 사무 자동화의 영향으로 영상표시단말기(Video Display

Terminal: VDT) 사용이 보편화 되면서 영상표시단말기를 사용하는 작업자의 작

업관련성 근골격계 질환이 커다란 문제가 되고 있다. 미국에서 조사된 바에 의하

면 영상표시단말기를 사용하는 작업자의 근골격계 질환 발생률은 20∼40%에 이

르는 것으로 보고되고 있다(Bernard et al. 1994; NIOSH 1990).

컴퓨터 영상표시단말기를 사용하는 작업자에게서 발생하는 근골격계 질환은 관

점에 따라 여러 가지 용어로 표현되고 있다. 흔히 미국에서는 누적외상성 질환

(cumulative traumatic disorder: CTD), 영국과 호주 등에서는 반복성 긴장 손상

(repetitive strain injury: RSI), 스웨덴에서는 인간공학관련 손상(ergonomically

related injuries: ERI), 일본에서는 ‘경견완증후군’(cervicobrachial syndrome)

등의 용어를 사용하고 있으며 이외에도 과사용증후군(overuse syndrome), 미세

외상(microtrauma) 등이 있다(김현욱 2002). 우리나라에서는 일본에서 사용되는

‘경견완증후군’이라는 진단명을 받아들여 사용하고 있고 영상표시단말기 취급근로

자 작업관리지침에서 ‘영상표시단말기 작업으로 인한 관련증상(VDT 증후군)’이라

- 2 -

함은 영상표시단말기를 취급하는 작업으로 인하여 발생되는 경견완증후군 및 기

타 근골격계 증상, 눈의 피로, 피부증상, 정신신경증상 등이라 정의하고 있다(노동

부 2004). 최근에는 미국 국립산업안전보건연구원(National Institute for

Occupational Safety and Health: NIOSH) 등을 중심으로 작업관련성 근골격계

질환 이라는 포괄적인 진단명이 많이 사용되고 있는 추세이다(권호장과 김돈규

1998). 본 연구에서는 근골격계 질환에 대한 다양한 명칭을 ‘작업관련성 근골격

계 질환’으로 통일하여 사용하였다.

인간공학에서는 작업관련성 근골격계 질환의 세 가지 유발 요인으로 힘(force),

자세(posture), 그리고 반복성(repetition)을 공통적으로 언급하고 있다. 컴퓨터

를 사용하는 작업은 이들 세 가지 요인이 복합적으로 관여하는 매우 전형적인 사

례이며, 이들 요인들이 작업자의 근골격계에 중대한 영향을 미치게 된다(Laeser,

Maxwell, and Hedge 1998). Sauter 등(1991)은 수백 명의 컴퓨터 사용자를 대

상으로 설문 조사를 실시한 결과, 작업자세가 근골격계 문제를 발생시킬 수 있는

주요 요인이라고 보고 하였고, Putz–Anderson(1992)은 작업관련성 근골격계 질

환은 누적적이고 특정 신체 부위에 지속적인 스트레스로 인하여 장기간에 걸쳐

점차적으로 발생된다고 하였다. 또한 Chaffin(1973)과 Hagberg(1984)는 장시간

동안 영상표시단말기를 이용하는 작업에서 근골격계 질환으로 발전하는 주요 위

험요인이 목과 어깨의 부자연스러운 자세 때문일 것이라고 보고하였다. 이처럼 영

상표시단말기 작업은 다른 작업에 비해 정적인 자세(static posture)에서 장시간

에 걸친 근육의 활동에 의해 조절되기 때문에 어깨부위의 근골격계 질환을 초래

하는데 가장 위험한 요인이 되고 있다(Aarås et al. 2001).

근골격계의 불편함(discomfort)은 작업자의 기능적인 능력(functional

- 3 -

capacity)과 작업부하간의 만성적인 불균형에 의한 것으로 생각되며 작업자의 기

능적 능력을 증가시키거나 작업부하를 감소시켜 이러한 불균형을 줄일 수 있다

(Mathiassen, and Winkel 1996). 정적이거나 매우 반복적으로 근육에 부하

(load)가 걸리는 일과 관련이 있는 직업에 종사하는 경우 목과 어깨 주변의 통증

으로 인해 많은 문제들이 발생된다(Hagberg, and Wegman 1987). 장시간 지속

되는 컴퓨터 작업은 윗몸(upper body)의 정적인 자세를 필요로 한다(Sauter,

Schleifer, and Kuntson 1991). 특히 영상표시단말기를 보면서 타이핑 작업을 하

는 동안 손, 팔, 어깨, 머리가 고정된 자세에서 영상표시단말기를 주시해야 하기

때문에 작업자는 장시간 동안의 부자연스런 자세로 인해 지속적인 정적 부하에

노출되어 근육들에 과도한 부하가 가해지게 되고 결국 손상을 받게 된다(권혁철

과 정동훈 2001; Chung, and Choi 1997; Sauter, Schleifer, and Kuntson 1991).

앞쪽머리자세(forward head posture)는 일반적으로 목뼈(cervical vertebra)

아래쪽은 굽힘(flexion)이 목뼈 위쪽은 폄(extension)이 동반된 자세이며 사무직

종사자들에게서 흔히 볼 수 있다. 특히 이러한 자세는 임상에서 자세(posture)와

관련하여 빈번하게 설명되는 목과 어깨에 통증이 있는 환자에게서 관찰된다

(Braun, and Amundson 1989; Hanten et al. 1991). 목뼈의 지속적인 앞쪽 굽힘

(forward flexion)은 목 부위 조직의 부하를 증가시키며(Gooch 1993; Harms-

Ringdahl, and Ekholm 1986; Twomey, and Taylor 1982), 이러한 현상은 목뼈

부위 근육들의 근전도상의 활동을 증가 시키게 된다(Schuldt et al. 1986). 결국

앞쪽머리자세로 인한 목뼈부위 근육과 관절에 가해지는 부하의 증가는 사무직에

서의 작업관련성 근골격계 질환 발생의 주요 원인이 될 것이다(Szeto, Straker,

and Raine 2002). 따라서 본 연구에서도 목과 어깨부위의 움직임에 작용하는 여

- 4 -

러 근육 중 위등세모근(upper trapezius)과 머리널판근(splenius capitis)을 선정

하여 앞쪽머리자세에서 영상표시단말기를 보면서 타이핑을 하는 동안의 근 활성

도를 측정하였다.

등세모근은 시각적인 요구가 필요한 작업이나 정교함이 요구되는 작업을 실시

할 때 손과 팔의 움직임이 반복되어 손상 받을 위험이 높은 것으로 알려져 있다

(Haslegrave 1994). 1951년 Lundervold에 의해 근육에 걸리는 부하 형태에 대

한 연구가 시작되었고, 여러 가지 형태의 타이핑에 대한 인간 공학적 연구가 계속

진행되고 있다(Hagg, and Astrom 1997).

Hamilton(1996)은 두 가지 문서 위치에 따른 머리자세와 목 부위 근육의 긴

장도를 비교하였으며, Kleine 등(1999)은 작업시간 동안 허리가 구부러지는 것을

보상(compensation)하기 위해 어깨를 들어 올리는 것과 관련하여 등세모근의 근

활성도를 연구하였다. Tepper 등(2003)은 인간공학적 컴퓨터 장치에서 타이핑을

하는 동안 위등세모근의 근 활성도상에 미치는 효과에 대하여 연구하였다. 정도영

등(2002)은 컴퓨터 작업 시 중립자세와 머리를 45°왼쪽으로 회전하였을 때 위

등세모근의 근 활성도를 비교하였다. 윤덕기(2002)는 목과 어깨 부위의 근육의

움직임을 관할하는 머리널판근(splenius capitis), 목빗근(strenocleidomatoideus),

등세모근(trpezius), 어깨세모근(deltoid)의 근 활성도를 측정하였다.

이처럼 작업자세와 목과 어깨와 관련된 다양한 인간공학적 연구들이 있지만,

앞쪽머리자세와 관련된 목과 어깨에 대한 근전도 연구는 부족하였다. 따라서 본

연구에서는 앞쪽머리자세에서 컴퓨터 타이핑 작업 시 위등세모근과 머리널판근의

근 활성도에 미치는 영향을 알아보았다.

- 5 -

제제제제2222장장장장 연구연구연구연구 방법방법방법방법

2.1 2.1 2.1 2.1 연구연구연구연구 대상대상대상대상

본 연구는 실험의 목적과 방법에 대한 설명을 들은 후 본 실험에 참여할 것을

동의한 건강한 성인 남녀 20명을 대상으로 실시되었으며, 대상자의 선정 조건은

다음과 같다.

첫째, 목과 어깨 및 윗팔의 관절운동범위에 제한이 없으며, 지난 6개월 동안

윗팔의 통증, 지각이상 등의 근골격계 장애가 없는 자

둘째, 한글 워드프로세스 사용 경험이 있으며, 한컴타자연습프로그램1을 사용하

여 키보드를 보지 않고 분당 200타 이상을 칠 수 있는 자

연구 대상자의 평균 연령은 25세, 평균 신장은 171 ㎝, 평균 체중은 55 ㎏ 이

었다(표 1).

표 1. 연구 대상자의 일반적 특성 (N=20)

성별

(남/녀)

연령

(yrs)

키

(㎝)

몸무게

(㎏)

우세손

(오른손/왼손)

12/8 25±3 a 171±9 55±20 20/0 a 평균±표준편차

1 ㈜한글과 컴퓨터

- 6 -

2.22.22.22.2 실험실험실험실험 기기기기기기기기 및및및및 도구도구도구도구

2.2.1 2.2.1 2.2.1 2.2.1 표면표면표면표면 근전도근전도근전도근전도 신호신호신호신호 및및및및 분석분석분석분석 시스템시스템시스템시스템

표면 근전도 자료 수집은 MP100WSW2와 Bagnoli EMG System3을 사용하였

다. 표면 근전도의 전극은 DE-3.1 이중 차등(double differential) 전극들과 접지

전극(ground electrode)을 사용하였다. 이중 차등 전극의 배치는 폭 1 ㎜, 길이 10

㎜의 순은 막대 3개가 10 ㎜ 간격으로 나란히 배열되었으며, 양쪽 끝의 두 개는 활

성전극(active electrode), 가운데 하나는 기준전극(reference electrode)으로 하여

이중 차등 앰프에 연결하였다. 또한 4개 채널의 표면 근전도 아날로그 신호와

MP100에서 디지털 신호로 전환된 아날로그 신호는 개인용 컴퓨터에서

Acqknowledge 3.724 소프트웨어를 이용하여 자료를 수집하였다.

근전도 신호의 표본 추출률(sampling rate)은 1,024 ㎐로 설정하였고, 주파수

대역폭(bandwidth)은 Bagnoli EMG System의 측정 주파수 대역 필터인 20~

450 ㎐와 60 ㎐ 노치 필터(notch filter)를 사용하였다. 타이핑을 하는 동안 각

근육별 근전도 신호를 RMS(root mean square)처리하여 분석하였다.

2.2.2 2.2.2 2.2.2 2.2.2 작업대작업대작업대작업대 디자인디자인디자인디자인 및및및및 작업자세작업자세작업자세작업자세

영상표시단말기 작업은 다양한 체형의 작업자들에 의해 수행되기 때문에 컴퓨

터 책장과 의자의 높이는 각 대상자의 특성에 맞게 조절할 수 있는 것을 사용하

였다. 대상자가 무릎관절(knee joint)을 90°굽힘으로 유지하는 범위 내에서 편안

2 BIOPAC System Inc. CA, USA. 3 Delsys Inc. Boston, MA, USA. 4 BIOPAC System Inc. Santa Barbara, USA.

- 7 -

하게 느낄 수 있도록 약간의 높이 조절을 허용하였으며 타이핑 작업 시 대상자의

아랫팔(forearm)이 바닥과 평행한 상태에서 작업이 이루어 지도록 하였다. 영상

표시단말기의 높이는 앉은 자세에서 지면에 평행한 시선과 영상표시단말기의 최

상부가 일치하는 높이로 하였다(Chaffin, and Andersson 1991).

2.3 2.3 2.3 2.3 실험실험실험실험 방법방법방법방법

2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 근전도근전도근전도근전도 전극전극전극전극 및및및및 표식자표식자표식자표식자 부착부착부착부착

본 실험에서 근 활성도 측정을 위해 사용된 근육은 일반적으로 정적 운동에서

누적 외상성 질환이 잘 발생한다고 알려진(Chaffin, and Andersson 1991) 위등

세모근과 머리널판근을 측정하였다. 근육 부위는 컴퓨터 영상단말기 작업에 관한

선행연구에서 측정에 이용된 부위와 신체의 움직임의 원리를 고려하여 적절히 선

정하였으며 전극은 근섬유의 결의 방향에 따라 실험자가 피 실험자의 근육 부위

를 눌러보아 근육의 위치를 파악하여 측정하였다. 표면전극은 근육이 수축함에 따

라 근육힘살(muscle belly)의 위치가 변하는 것을 고려하였고 선행 연구를 참조

하여 부착하였다(그림 1)(Jensen, and Westgard 1995). 표면 근전도 신호에 대

한 피부저항을 감소시키기 위하여 부착부위를 가는 사포로 3~4회 문질러 피부

각질층을 제거하고, 소독용 알코올로 피부지방을 제거한 후에 소량의 전해질 젤

(electrolyte gel)을 바른 표면전극을 피부에 부착하였고 접지전극(ground

electrode)은 왼쪽 손목에 부착하였다.

- 8 -

그림 1. 전극 부착 위치

2.3.2 2.3.2 2.3.2 2.3.2 실험실험실험실험 설계설계설계설계

대상자들은 앞쪽머리자세를 유지한 상태(자세 1)와 중립머리자세(자세 2)를

유지한 상태로 타이핑을 하였다(그림 2). 대상자들이 일정한 자세를 유지하고 실

험자가 원하는 정확한 자세에서 타이핑을 하는지 관찰하기 위하여 어깨뼈봉우리

(arcromion)와 귓구멍(acoustic pore)에 표식자(marker)를 부착 하였다. 앞쪽머

리자세는 턱을 내밀면서 귓구멍에 부착된 표식자의 위치가 어깨뼈봉우리에 부착

된 표식자 보다 앞쪽에 위치 하도록 한 자세이다. 턱의 내민 정도와 거리를 일정

하게 유지하도록 하기 위하여 복장뼈자루(manubrium of sternum)에서 턱의 끝

부분까지의 거리를 수평계와 직각자를 이용하여 9 ㎝까지 턱을 내민 상태로 유지

하도록 하였고 타이핑 작업 시 이 거리를 유지하기 위해 턱에서 복장뼈자루까지

대각선으로 테이프를 붙여 팽팽하게 유지하도록 하였다. 턱과 복장뼈자루까지의

거리 9 ㎝는 사전 모의 실험을 통해 피실험자가 불편함을 느끼지 않고 턱을 내민

상태에서 타이핑 작업을 수행 할 수 있는 평균값으로 정하였다.

- 9 -

중립머리자세에서는 턱을 당겨 귓구멍에 부착된 표식자와 어깨뼈봉우리에 부착

된 표식자가 수직선에 일치하는 위치로 정하였고, 두 표식자를 수직선에 일치시키

기 위하여 실험실 천장에 수직으로 추가 달린 끈을 매달아 기준선으로 사용하였

다. 대상자들은 중립머리자세에서도 턱의 끝과 복장뼈자루에 부착된 테이프가 떨

어지지 않도록 자세를 유지하였다.

자세 1(앞쪽머리자세) 자세 2(중립머리자세)

그림 2. 앞쪽머리자세와 중립머리자세

각각의 조건에서 2분간 타이핑을 하는 동안 위등세모근과 멀리널판근의 근전

도를 측정하였고 두 실험 모두 목 이외의 곳으로 보상하는 움직임을 막기 위하여

가슴과 허리를 벨트로 고정하였다.

- 10 -

2.3.32.3.32.3.32.3.3 자발적자발적자발적자발적 기준기준기준기준 수축수축수축수축 측정측정측정측정

측정 시 서 있는 자세에서 양팔을 바깥회전하고 팔꿈치관절은 완전히 펴지도록

하였고, 어깨뼈(scapular)의 연장선과 팔꿈치관절이 곧게 유지되도록 한 후, 손등

이 위를 향하게 하여 1 ㎏의 추를 양손에 들고 15초 동안 유지하는 동안 위등세

모근과 머리널판근에서 근전도 신호를 각각 4회 반복 측정하였다(Hansson et al.

2000). 4번 반복하여 구한 값에서 각각 중간 5초 동안의 평균값으로 자발적기준

수축(Reference Voluntary Contraction: RVC)을 구하였다.

2.42.42.42.4 분석분석분석분석 방법방법방법방법

2.4.1 2.4.1 2.4.1 2.4.1 자료자료자료자료 처리처리처리처리 및및및및 표준화표준화표준화표준화

본 연구에서는 앞쪽머리자세와 중립머리자세에서 2분간 측정한 근전도 자료를

RMS(Root Mean Square) 처리 한 후, 중간 1분 동안의 평균값을 구하고, 그 값

을 %RVC (Hansson et al. 2000)를 이용하여 표준화(normalization)하였다.

2.4.2 2.4.2 2.4.2 2.4.2 통계통계통계통계 방법방법방법방법

자세 1과 자세 2에서 위등세모근과 머리널판근의 근 활성도의 평균을 비교하

기 위해 짝비교 t-검정(paired t-test)을 실시하였다. 통계학적 유의수준 α=

0.05로 하였으며 자료의 통계처리를 위해 상용 통계프로그램인 윈도용

SPSS(Statistical Package for the Social Sciences) 12.0 프로그램을 사용하였다.

- 11 -

제제제제3333장장장장 결과결과결과결과

대상자들은 컴퓨터 타이핑 작업 시 자세 1에서 전체 2분의 근전도 데이터 중

가운데 1분간의 위등세모근의 근 활성도 %RVC의 평균은 왼쪽이 9.1%이고 오른

쪽이 7.0%이었고, 자세 2에서는 왼쪽이 6.9%이고 오른쪽이 6.0%이었다. 머리널

판근의 경우는 자세 1에서 왼쪽이 61.9%, 오른쪽이 38.8%이었고, 자세 2에서는

왼쪽이 56.3%, 오른쪽이 34.0%로 나타났다. 위등세모근과 머리널판근 모두 자세

1에서의 근 활성도가 유의하게 증가하였다(표 3)(그림 3, 그림 4).

표 3. 자세에 따른 위등세모근과 머리널판근의 %RVC 평균값

자세 1: 앞쪽머리자세, 자세 2: 중립머리자세 * p<0.05 a 평균±표준편차

실험 자세 %RVC

자세 1 자세 2 t-값 p

위등세모근(왼쪽) 9.14± 5.07 a 6.93± 4.13 -2.34 0.03*

위등세모근(오른쪽) 7.02± 3.75 6.08± 3.61 -2.85 0.01*

머리널판근(왼쪽) 61.91±36.07 56.39±33.52 -2.36 0.03*

머리널판근(오른쪽) 38.84±36.07 34.09±14.54 -3.31 0.00*

- 12 -

자세 1: 앞쪽머리자세, 자세 2: 중립머리자세 * p<0.05

그림 3. 자세에 따른 위등세모근의 평균 %RVC

자세 1: 앞쪽머리자세, 자세 2: 중립머리자세 * p<0.05

그림 4. 자세에 따른 머리널판근의 평균 %RVC

왼쪽 오른쪽0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

자세 2

자세 1*

*

근전

도 신

호량

(%RV

C)

왼쪽 오른쪽0

10

20

30

40

50

60

70자세 1

자세 2

*

*

근전

도신

호량

(%RV

C)

- 13 -

제제제제4444장장장장 고찰고찰고찰고찰

4.1 4.1 4.1 4.1 연구연구연구연구 방법에방법에방법에방법에 대대대대한한한한 고찰고찰고찰고찰

본 연구는 컴퓨터 타이핑 작업 시 위등세모근과 머리널판근의 두 가지 작업자

세에 따른 근 활성도를 비교하기 위하여 실시하였다. 선행 연구들에서는 머리의

각도나 시선의 높이에 초점을 두고 연구하였으나 본 실험에서는 머리 자세에 따

라 근 활성도를 비교하였다.

중립머리자세는 귓구멍의 표식자와 어깨뼈봉우리에 부착된 표식자를 턱을 당겨

서 수직선상에 일치시키는 자세로 정하였으며 두 표식자를 수직선 상에 일치시키

기 위하여 실험실 천장에 추가 달린 끈을 매달아 기준선으로 사용하였다. 앞쪽머

리자세는 중립머리자세와 동일한 시선높이에서 귓구멍에 부착된 표식자의 위치가

어깨뼈봉우리에 부착된 표식자 보다 앞쪽에 위치 하도록 하기 위해 턱을 앞으로

내밀도록 하였으며, 두 자세 모두 몸통의 움직임으로 인한 오염변인을 통제하기

위하여 벨트를 이용하여 몸통을 의자에 고정시켰다.

표면전극을 이용한 근 활성도는 근육의 운동단위와 발화율(firing rate)을 직접

적으로 나타낼 수는 없지만 일반적으로 근육의 전기적 활성도를 나타내기 때문에

근 긴장도(tension) 연구에서 많이 사용되고 있다(Soderberg, and Cook 1984).

근 활성도의 표준화는 근육에서 발생되는 생리적 신호를 최대로 통제하게 해주며,

동일 근육 내 여러 전극을 이용하거나, 여러 근육을 비교할 때, 그리고 수일에 걸

쳐 실험을 하는 경우에 반드시 필요하다(Knutson et al. 1994; Soderberg, and

Cook 1984). 본 연구에서도 위등세모근과 머리널판근의 자세에 따른 근전도 값

- 14 -

을 비교하기 위해 %RVC를 이용하여 표준화 하였다.

4.4.4.4.2 2 2 2 실험실험실험실험 결과에결과에결과에결과에 대한대한대한대한 고찰고찰고찰고찰

최근 컴퓨터 단말기 사용으로 인하여 발생하는 작업관련성 근골격계 질환이 작

업자 개인의 신체적 문제는 물론 경제적 문제 등 사회문제로 대두되고 있다. 미국

NIOSH에서는 2,000건 이상의 관련 역학문헌을 검토하여 신체부위별 장해와 작

업관련 요인에 대한 연관성을 발표하였다(Bernard, and Fine 1997). NIOSH의

견해로는 목과 어깨 부위는 작업자세와 강한 연관성이 있으며 반복성과 힘은 연

관성이 있고 진동에 대해서는 아직 충분한 증거가 없다고 하였다. 우리나라에서도

작업관련성 근골격계 질환의 증가 속도 역시 매년 크게 증가하고 있으며, 이러한

근골격계 질환의 증가는 여러 가지 직접 및 간접적인 요인이 복합적으로 작용한

다(김현욱 2002).

본 연구에서는 컴퓨터 타이핑 작업 시 위등세모근과 머리널판근을 앞쪽머리 자

세와 중립머리자세에서 근 활성도를 비교하여 앞쪽머리자세가 목과 어깨 근육에

미치는 영향과 근골격계에 부담을 줄일 수 있는 자세에 대하여 알아보았다.

본 연구에서 비교한 앞쪽머리자세와 중립머리자세를 이해하기 위해서는 머리와

목의 운동역학적 특성을 이해하는 것이 중요하다. 머리와 목은 복잡한 신경계로

구성되어 있다. 이 복잡성은 시각계(visual system)의 복잡성과 맞물려 영상표시

단말기의 적절한 높이를 고려하는데 있어서 많은 논란이 되어왔다(Burgess-

Limerick et al. 1999).

머리와 목은 유연한 목뼈 위에 약 4∼5 ㎏의 단단한 두개골이 있는 구조로 되

- 15 -

어있다. 머리를 구부리거나 펴는 움직임은 고리뒤통수관절(atlanto-occipital)과

목관절에서 일어난다(Goel et al. 1988). 머리의 무게중심(center of mass)은 목

의 앞부분에 위치한다. 그러므로 정적인 자세를 유지해야 할 때 몸통의 수직 폄근

(vertical extensor)의 활동이 요구된다. 따라서 정적 부하가 걸리는 작업 시 자

세를 유지하기 위해 근육의 능동적인 지지와 힘줄과 인대 그리고 관절 등에 의한

수동적인 지지가 요구되며(Finsen 1999), 근육은 주로 모멘트(moment)를 견뎌

내기 위해 모멘트의 반대 방향으로 힘을 발휘한다(Harms-Ringdahl, and

Ekholm 1986). 따라서 컴퓨터 영상표시단말기 작업 중 수직자세(vertical

position)에서 몸통 위에서 목뼈의 굽힘이 증가하게 되면 척추의 회전축으로부터

머리와 목의 무게 중심의 거리가 증가하게 되며, 이 사실로 보아 몸통에서 목뼈의

굽힘이 증가하게 되면 정적인 평형(static equilibrium) 상태를 유지하기 위해서

폄 근육조직에 요구되는 토크(torque)가 증가할 것이다(Burgess-Limerick et al.

1999).

앞쪽머리자세는 머리의 내밈(protraction)이라 볼 수 있으며 이때 목뼈 아래쪽

에서 중간까지는 굽힘이 일어나며 위쪽 머리 목 부분(craniocervical region)은

폄이 일어난다. 이러한 자세가 지속될 경우 만성적인 앞쪽머리자세로 진행될 것이

다. 또한 중립머리자세는 뒤 당김(retraction)으로 볼 수 있는데 이때는 앞쪽머리

자세와는 반대로 목뼈 아래쪽에서 중간까지는 폄이, 위쪽 머리 목 부분은 굽힘이

일어난다.

기존의 작업 자세를 향상시키기 위한 연구들은 주로 영상표시단말기의 높이,

키보드 혹은 마우스 모양과 위치, 책상과 의자의 높이, 머리의 각도들에 대한 것

이었다. 특히 영상표시단말기 높이에 대한 연구는 목과 어깨부위 근육과 관련하여

- 16 -

많은 연구들을 찾아 볼 수 있었다. 그러나 이러한 연구들은 근골격계 부담을 줄이

기 위한 자세와 관련하여 눈높이, 영상표시단말기의 위치에 대한 논증들에서 충분

하지 못한 부분들이 있었다. 구부리는 것과 펴는 움직임은 서로 다른 목뼈수준

(cervical level)의 회전축에서 발생할 수 있다(Worth 1994). 실제로 하나의 수

준에서 굽힘이 발생하면 그 동안 또 다른 수준에서는 폄이 발생한다. 예를 들어

낮은 목뼈수준에서 굽힘 동작이 일어나면 고리뒤통수관절(atlanto-occipital

joint) 에서는 폄 동작이 일어난다(Burgess-Limerick et al. 1999). 그러나 컴퓨

터 작업대의 변화와 위등세모근, 머리널판근의 상관관계를 알아 보고 올바른 작업

자세에 대한 연구를 함에 있어서 이러한 목의 움직임을 제한하는데 한계가 있었

다. 전통적인 견해로 볼 때 영상표시단말기 높이는 눈높이 보다 아래에 위치하여

야 한다. Australian Occupational Health and Safety Commission(AOHSC)의

지침서에서 “키보드 사용자는 앉은 상태에서 정면을 똑바로 보았을 때 눈높이가

영상 단말기의 위쪽 끝부분과 일치하여야 한다.” 라고 제시하고 있다. 이와 유사

한 주장이 국제적으로도 우세하다(Burgess-Limerick et al. 1999). 우리나라에

서도 영상표시단말기 취급근로자 작업관리 지침에 따르면 영상표시 단말기 취급

근로자의 시선은 화면상단과 눈높이가 일치할 정도로 하고 화면상의 시야범위는

수평선상으로부터 10∼15°밑에 오도록 하며 화면과 근로자의 눈과의 거리는 적

어도 40 ㎝ 이상 확보되어야 한다(노동부 2004).

그러나 목의 고리뒤통수관절과 목뼈의 움직임을 모두 통제하지 못한다면 실제

로 영상표시단말기의 높이를 낮추어 준다고 하더라도 시선은 아래를 향하지만 고

리뒤통수관절의 굽힘과 목뼈의 폄이 일어나지 못하고 고리뒤통수 관절의 굽힘과

목뼈의 굽힘이 동시에 일어나는 경우에는 오히려 머리의 무게 중심까지의 거리가

- 17 -

증가하게 되어 정적인 평형을 유지하기 위해 폄 근육에 요구되는 토크가 증가하

게 된다(Burgess-Limerick et al. 1999).

복합적인 머리의 움직임을 조절하기 위해서는 턱의 움직임을 조절하는 것이 중

요하다. 턱의 움직임을 조절하기 위해 턱의 위치를 직접적으로 제한하여 중립머리

자세를 만든 후 테이프로 고정하여 턱이 일정수준 이상 앞쪽으로 내밀어지는 것

을 제한하였다. 이러한 자세는 고리뒤통수관절의 굽힘과 동시에 목뼈의 폄을 만들

어 머리의 무게 중심까지의 거리를 감소시켜준다.

영상표시단말기의 높이와 시선을 동일하게 한 상태에서 앞쪽머리자세와 중립머

리자세에서 근 활성도를 비교해본 결과 두 근육 모두 앞쪽머리자세에서 근 활성

도가 통계학적으로 유의하게 증가하였다. 이러한 결과는 앞쪽머리 자세에서 정적

인 자세를 유지하는데 위등세모근과 머리널판근에 근골격계 질환이 침범할 가능

성이 높다는 것을 보여주는 것이며, 중립머리자세, 즉 턱을 당긴 자세는 컴퓨터

작업 시 근골격계 부담을 줄여줄 수 있는 자세로서 만성적인 전방머리 자세를 교

정하는데 도움이 될 것이다.

Harvey와 Peper(1997)의 마우스 위치에 대한 표면 근전도 변화에 대한 연구

에서 침범하는 근육 중 하나가 위등세모근이라고 보고하였으며, 국내에서 VDT

작업자에서의 근골격계 증상에 대해 이루어진 연구들은 여러 편이 있으며 이 중

박정일 등(1989)이 한국 통신공사의 국제전화 안내원을 대상으로 조사하여 보고

한 바에 의하면 어깨 부위의 증상 호소율이 65.2%로 가장 높았다. 대부분의 연

구 결과, 작업관련성 근골격계 질환의 원인을 여러 가지 근무 조건과 작업 환경에

서 찾는다. 이와 같이 각종 사무기기들의 인간공학적인 조건과 기타 근무 조건들

을 사용자의 신체 조건에 맞게 설계하는 것은 근골격계 손상을 예방하는 데 있어

- 18 -

매우 중요한 요인이지만 각 개인마다 신체 조건이 다르고 선호하는 작업조건이

달라 어떤 조건을 일률적으로 적용하기 어렵다(윤덕기 2002).

따라서 근골격계 손상의 외부적 요인인 작업환경 개선과 더불어 내부적 요인인

근골격계 부담을 줄여줄 수 있는 올바른 자세에 대한 작업자의 인식 향상과 작업

중 올바른 자세를 유지할 수 있도록 지속적인 되먹임(feedback)을 제공하는 것,

올바른 움직임에 대한 이해와 운동법 등은 작업관련성 근골격계 질환을 예방하는

데 있어서 중요한 요소라 할 수 있다.

본 실험은 표면 근전도의 사용으로 인하여 목의 안정성(stability)유지에 중요

한 머리곧은근(rectus capitis), 긴목근(longus colli) 등 심부 근육(deep muscle)

들의 근 활성도를 측정할 수 없었던 제한점이 있었다. 향후 보다 많은 목과 어깨

부위의 근육들에 대해 머리자세가 근 활성도에 미치는 영향과 그러한 자세가 운

동역학적으로도 어떤 영향을 미치는지에 대하여 알아볼 필요가 있다.

- 19 -

제제제제5555장장장장 결론결론결론결론

본 연구에서는 컴퓨터 타이핑 작업 시 앞쪽머리자세와 중립머리자세에 따라 목

과 어깨 근육의 근 활성도가 어떻게 변하는지를 알아보았다. 연구대상자는 건강한

성인 20명을 대상으로 하였으며, 두 가지 머리 자세에서 컴퓨터 타이핑 작업 시

위등세모근과 머리널판근의 근 활성도를 표면 근전도 시스템을 사용하여 측정하

였다. 그 결과 컴퓨터 타이핑 작업 시 위등세모근의과 머리널판근의 근 활성도는

앞쪽머리자세일 때 유의하게 증가함(p<0.05)을 알 수 있다.

이상의 결과로 컴퓨터 타이핑 작업 시 앞쪽머리자세는 위등세모근과 머리널판

근의 근 활성도를 증가시킨다는 것과 중립머리자세를 유지하는 것이 근육의 부담

을 감소시킴을 알 수 있었다. 향후 목의 자세변화에 따른 목과 어깨의 심부근육의

근 활성도 변화에 대한 연구뿐만 아니라 운동역학적으로 어떤 영향을 미치는지

알아볼 필요가 있다.

- 20 -

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ABSTRACTABSTRACTABSTRACTABSTRACT

Electromyographic ActivitElectromyographic ActivitElectromyographic ActivitElectromyographic Activities of Neck and Shoulder Muscle ies of Neck and Shoulder Muscle ies of Neck and Shoulder Muscle ies of Neck and Shoulder Muscle

During the Computer Typing in Forward Head PDuring the Computer Typing in Forward Head PDuring the Computer Typing in Forward Head PDuring the Computer Typing in Forward Head Postureostureostureosture

Park Sang-Deok

Dept. of Ergonomic Therapy

The Graduate School of

Health and Environment

Yonsei University

The aim of this study was to determine the electromyographic activity of

neck and shoulder muscles during computer typing with forward head and

neutral head posture. Twenty healthy students performed typing with

forward head posture (posture 1) and neutral head posture (posture 2).

Electromyographic(EMG) activity of the upper trapezius and splenius capitis

was measured in each posture. The EMG amplitude was normalized using the

reference voluntary contraction (RVC). A paired t-test was used to compare

the difference in the activity of each muscle in posture 1 and posture 2. The

mean %RVC of the upper trapezius was 9.1% (left), 7.0% (right) in posture 1

and 6.9% (left), 6.0% (right) in posture 2. The mean %RVC of the splenius

capitis was 61.9% (left), 38.8% (right) in posture 1 and 56.3% (left), 34.0%

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(right) in posture 2. There was significant difference in the EMG amplitudes

of both upper trapezius and splenius capitis in posture 1 (p<0.05). In

conclusion, muscle activity of both upper trapezius and splenius capitis is

increased in forward head posture. To reduce loading in the neck and

shoulder muscles during computer typing, the head must be maintained in

neutral head posture.

Key Words: Electromyographic activity, Forward head posture, Neutral head

posture, Splenius capitis/Upper trapezius.