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재석 궁
5 years ago
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1 컴퓨터마우스와트랙볼사용시의근활성도와수행도비교 연세대학교보건환경대학원 인간공학치료학전공 유환석

2 컴퓨터마우스와트랙볼사용시의근활성도와수행도비교 지도이충휘교수 이논문을석사학위논문으로제출함 2006 년 12 월일연세대학교보건환경대학원인간공학치료학전공유환석

3 유환석의석사학위논문을인준함 심사위원 인 심사위원 인 심사위원 인 연세대학교보건환경대학원 2006 년 12 월일

4 감사의글 길고험난한여정이었지만이제는마무리되었다는안도감에그동안저를보살펴주신모든분들께감사의전하려합니다. 먼저공부하는동안제뒤에서묵묵히지켜봐주셨던아버지, 어머니와동생소희에게먼저감사드립니다. 그리고무엇보다제가가장감사한분들은항상아끼고보살펴주시는교수님들이십니다. 부족한저를늘인자한웃음으로맞아주시고챙겨주시는이충휘교수님과모든부분을철저하게지적해주셔서더나은논문이되도록힘써주신권오윤교수님, 그리고난방이꺼진추운연구실에서늦은밤까지논문을교정해주시느라도와주신전혜선교수님. 이세분교수님의도움이없었다면지금의제가있을수없었습니다. 앞으로교수님앞에부끄럽지않은제자가되기위해더욱더노력할것입니다. 대학원생활을하며도움이되었던많은학우들과선배님들께또한감사를드립니다. 대학원초창기에힘들고어려웠지만인간공학분야의개척자가된다는자부심으로열심히달려왔던경모, 원겸, 상덕, 지우, 희원, 경희, 그리고부족한우리들을늘앞에서끌어주시며도와주신전명숙, 정연길선배님께진심으로감사드립니다. 또한저에게물리치료사의길을다시한번열어주시고성장할수있게이끌어주신우신향병원강군용과장님과부족한저를항상챙겨주시고용기를북돋아주신꽃마을한방병원황적원실장님께감사드립니다. 마지막으로바쁜와중에도열심히실험에참여해준정희석선생님과경선, 민경, 재카라카후배수환, 영준, 영준, 일우, 명기, 현수, 나의형제들안암동패밀리새신랑이재한군과강승원박사에게진심어린감사의마음을전합니다. 제가학부에서전공했던물리치료학과컴퓨터과학이모두저의석사학위논문에사용될수있어서큰보람과기쁨을느낍니다. 앞으로도인간공학의연구에더욱매진할것을약속드리며모두에게이논문을바칩니다 년 12 월 유환석드림

5 차 례 그림차례 ⅲ 표차례 ⅳ 국문요약 ⅴ 제1장서론 1 제2장연구방법 연구대상 실험기기및도구 표면근전도측정시스템 컴퓨터마우스와트랙볼 작업디자인 실험방법 표면근전도전극의부착 실험설계 자발적기준수축 (% RVC) 과최대등척성수축 (% MVIC) 의측정 분석방법 자료처리및표준화 통계방법 12 제3장결과 컴퓨터마우스와트랙볼을사용할때근활성도비교 13 -i-

6 3.1.1 위등세모근의근활성도비교 가운데어깨세모근의근활성도비교 손가락폄근의근활성도비교 첫번째등쪽뼈사이근의근활성도비교 입력도구에따른수행도의비교 15 제4장고찰 16 제5장결론 19 참고문헌 21 부록 : Smile Catch 프로그램 source code 24 영문요약 29 -ii-

7 그림차례 그림 1. 컴퓨터마우스와트랙볼 9 그림 2. 근전도전극의부착위치와작업자세 9 그림 3. Smile Catch 프로그램 11 -iii-

8 표차례 표 1. 연구대상자의나이 4 표 2. 근전도전극의근육별부착위치 5 표 3. 입력도구에따른근활성도비교 14 표 4. 입력도구에따른수행도비교 15 -iv-

9 국문요약 컴퓨터마우스와트랙볼사용시의근활성도활성도와수행도비교 본연구는컴퓨터입력장치인마우스 (mouse) 와트랙볼 (trackball) 사용시위등세모근 (upper trapezius), 가운데어깨세모근 (middle deltoid), 손가락폄근 (extensor digitorum), 첫번째등쪽뼈사이근 (first dorsal interosseous muscle) 의근활성도와각장치의수행도를비교하였다. 건강한성인남녀 26명을대상으로실시하였으며, 각각의대상자들은컴퓨터마우스와트랙볼을이용하여모니터상에서계속움직이는그림을클릭하는프로그램을사용하도록한후오른쪽상지 4개근육의근활성도를측정하였다. 또한프로그램을사용하는동안그림을정확히클릭한횟수를세어입력장치에따른수행도를측정하였다. 근전도신호는위등세모근과가운데어깨세모근은 % 자발적기준수축 (% reference voluntary contraction: % RVC) 으로, 손가락폄근과첫번째등쪽뼈사이근은 % 최대등척성수축 (% maximal voluntary isometric contraction: % MVIC) 으로표준화하였고, 입력장치에따라각근육별로근활성도의차이가있는지여부와수행도의차이가있는지알아보기위해짝비교 t-검정 (paired t-test) 을하였다. 위등세모근의근활성도는컴퓨터마우스를사용할때유의하게높았으며 (p<0.05), 첫번째등쪽뼈사이근의근활성도는트랙볼을사용할때유의하게높았다 (p<0.05). 가운데어깨세모근과손가락폄근의근활성도는유의한차이가없 -v-

10 었다 (p>0.05). 입력장치의수행도는컴퓨터마우스를사용할때유의하게높았다 (p<0.05). 따라서컴퓨터에서작업을할때트랙볼의사용이위등세모근의부담을줄일수있어작업관련근골격계질환의예방과관리에도움을줄수있겠으나첫번째등쪽뼈사이근에부담을줄수있으므로작업자의신체적특성에따라적절한도구의선택이필요하다. 핵심되는말 : 작업관련근골격계질환, 근활성도, 수행도, 컴퓨터마우스, 트랙볼. -vi-

11 제1장서론 산업현장에서일어나는수많은산업재해들중최근작업관련근골격계질환 (work-related musculoskeletal disorders) 에대한관심이높아졌다. 작업관련근골격계질환이란근골격계부위에생기는질환을의미하며, 주로작업자세, 작업반복횟수, 작업물중량, 요구되는힘, 진동, 작업속도, 공구설계, 개인적인요인등에의하여근육, 신경, 혈관, 관절, 인대등의조직이손상되어나타나는기능적장애로허리, 목, 어깨, 팔, 손목등의부위에주로발생하는질환이다. 정부에서는산업안전보건법의개정을통하여산업현장에서의근골격계질환의관리에많은노력을기울이고있다. 그리고이제까지의근골격계질환이중량물에초점이맞추어져있다면, 현재는반복성에초점이맞추어져있다고할수있다 ( 김정룡 2004). 그동안자동차공장과조선소와같은신체작업을많이필요로하는사업장에대하여많은연구와관심을가져왔다. 한국정부에서는 2001년에노동부산하한국산업안전공단에근골격계질환전담반을설치하여근골격계질환다발업종으로알려져있는자동차, 조선업에기술지원을하였고, 2003년에는강화된전담반을설치하는등중공업에대한근골격계질환의예방에노력을기울이고있다 ( 기도형 2003). 그러나이러한연구와관심은중공업분야에만집중되고사무작업환경에대한관심은부족한현실이다. 사무작업환경은컴퓨터의발전과보급으로인해대부분의사업장에서는컴퓨터를기본업무도구로사용하고있다. 사무실환경에서의컴퓨터작업은큰근력을필요로하는작업은아니지만많은반복성작업으로이루어져있다 ( 박경수등. 2006). 산업안전보건법에서는하루 4시간이상집중적 -1-

12 으로자료입력등을위해키보드또는마우스를조작하는작업을근골격계부담작업으로지정하고고시하였다 ( 노동부. 2004). 기존의연구에서많은사무직근로자들이상지와경부의근골격계질환을호소하는것으로나타났으나이에대한관심과개선노력은매우적은것으로나타났다 (Juul-Kristensen, and Jensen 2005). 또한사무직근로자들의상지와경부근골격계질환을장시간방치할경우중증의질환으로이환될가능성이매우크기때문에이에대한연구와개선책이시급한상황이다. 현재사무실에서사용되는컴퓨터의운영체제는마이크로소프트사의윈도계열과유닉스계열의두가지운영체제가대부분을차지한다. 마이크로소프트사의윈도운영체제는텍스트기반의도스운영체제를벗어나그래픽유저인터페이스를기반으로설계되었고, 과거텍스트기반의운영체제였던유닉스또한 X-윈도의도입으로그래픽유저인터페이스기반의운영체제로전환되었다. 현재이두운영체제의기본을이루는그래픽유저인터페이스는과거의운영체제에비해컴퓨터마우스의사용빈도가큰비중을차지한다. 컴퓨터마우스의사용은 1980년대미국제록스사의팔로알토연구소 (Palo Alto Research Center) 에서처음개발된그래픽유저인터페이스의개발과함께시작했다고볼수있다. 도스나유닉스와같은텍스트위주의운영체제에서는컴퓨터마우스의사용이필요하지않았으나컴퓨터운영체제가윈도환경으로바뀜에따라키보드를통한입력못지않게컴퓨터마우스를이용한작업이늘어났다 (Cooper, and Straker 1998). 기존의컴퓨터입력장치에대한인간공학적연구들은키보드에대한것이많았다 (Simoneau et al. 2003). 주로키보드의자판배열형태나각도가상지에미치는영향에대한논문들이많이있고, 인간공학적설계의다양한형태의키보드 -2-

13 들이제품으로나와있다 ( 최정화등 1999; Gilad, and Shlomit 2000). 그러나컴퓨터마우스에대한연구는키보드에대한연구에비해상대적으로적은실정이다 ( 박경수등. 2006). 그리고컴퓨터마우스의형태또한초기의모양에서큰변화가없다. 현재그래픽유저인터페이스에이용되는입력장치로는일반적인형태의컴퓨터마우스외에태블릿, 조이스틱등이있으나트랙볼이가장유용하고사용편의성이높은입력장치이다 (Gustafsson, and Hagberg 2003). 컴퓨터에서사용하는일반적인형식의컴퓨터마우스와는달리트랙볼은상지의큰움직임이필요하지않아견관절과손목관절에주는부담을줄일수있다고알려져있다. 컴퓨터작업을할때상지의활동량이감소하면누적손상으로인한근골격계질환을감소시킬수있다. 또한사용할때의편의성과정확성또한입력장치선택의중요한요소이다 (Karlqvist et al. 1999). 따라서본연구에서는컴퓨터마우스와트랙볼을사용할때상지근육의근활성도를비교하고각입력장치에따른수행도의차이가있는지알아보았다. -3-

14 제2장연구방법 2.1 연구대상 본연구는연구의목적과방법에대한설명을들은후실험의참가에동의한서울시내에거주하는건강한성인남녀 26명을대상으로시행하였다. 지난 6개월간상지와경부의외상이나통증을경험했거나선천적기형또는외과적, 신경학적질환이있었던대상자는실험대상자에서제외하였다. 전체연구대상자의평균나이는 26.7세이었고, 남성의평균나이는 27.8세, 여성의평균나이는 25.5세이었다. 실험참가자들은모두오른손잡이었다. 표 1. 연구대상자의나이 나이 ( 세 ) 평균 ± 표준편차 전체 (N=26) 남성 (n=13) 여성 (n=13) 26.7± ± ±3.5-4-

15 2.2 실험기기및도구 표면근전도측정시스템근활성도를측정하기위한표면근전도시스템은 ( 주 ) 락싸의 QEMG-4( 모델명 LXM3204) 를사용하였다. 근전도신호의수집을위한전극은 3M사의 Red Dot을사용하였다. Red Dot 전극은 1회용으로 Ag/AgCl 전극에전도용겔이포함된전극영역과접착면이있는스티커영역으로구성되어있고뒷부분에금속돌기가나와있어근전도측정시스템과연결된스냅전극을연결하여사용하였다. 근전도시스템에는접지전극 (ground electrode), 활성전극 (active electrode) 과기준전극 (reference electrode) 으로구성된바이폴라스냅전극 (2-poles electrode shield cable) 이측정전극으로연결되었다. 표면근전도시스템에서디지털처리된표면근전도신호는개인용컴퓨터에서 TeleScan 2.8 소프트웨어를이용해처리하였다. 표면근전도신호의표본추출률 (sampling rate) 은 1024 Hz로설정하였다. 전기신호에의한잡음을제거하기위하여 60 Hz의노치필터 (notch filter) 를사용하였다. 컴퓨터마우스와트랙볼을사용할때상지근육의표면근전도신호는제곱평균제곱근법 (root mean square: RMS) 으로처리하여분석하였다 컴퓨터마우스와트랙볼입력장치는일반적인크기와형태를지닌마이크로소프트사의컴퓨터마우스 (Wheel Mouse optical 1.1A USB and PS/2 Compatible) 와로지텍 (Logitech) 사의트랙볼 (Trackman Wheel) 을사용하였다. -5-

16 2.2.3 작업디자인다양한체격을가진피실험자들이편안한상태로작업할수있도록높이가조절되는의자와발받침을사용하였고모니터기울기를조절하였다. 피실험자의시선은모니터와수평선상에서 10~15 아래를내려다보게하였고, 윗팔 (upper arm) 은자연스럽게늘어뜨리고, 작업자의어깨가들리지않은상태에서, 팔꿈치의내각이 90 이상이되게하였으며, 팔뚝 (forearm) 은손등과수평을유지할수있도록하였다. 또한의자에앉을때는깊숙이앉아의자등받이에피실험자의등이충분히지지되도록하고무릎의각도는 90 전후가되도록필요한경우발받침대를사용하였다. 오른쪽어깨관절은가볍게외전시키고마우스가너무멀리벗어나지않은상태로작업자가편안함을느끼는자세에서실험을진행하였다 ( 노동부. 2004). -6-

17 2.3 실험방법 표면근전도전극의부착컴퓨터마우스와트랙볼사용시의상지의근활성도를측정하기위하여선행연구 (Gustafsson, and Hagberg. 2003; Karlqvist et al. 1999) 를참고하여오른쪽의위등세모근 (upper trapezius), 가운데어깨세모근 (middle deltoid), 손가락폄근 (extensor digitorum), 그리고첫번째등쪽뼈사이근 (first dorsal interosseous muscle) 의네근육을선택하였다. 전극의부착위치는 Cram 등 (1988) 의문헌을참고하였고, 각근육에맨손근력검사 (manual muscle testing: MMT) 를시행하여최대근수축이뚜렷이보이는근복 (muscle belly) 에전극부착위치를표시하였다. 부착부위피부표면의각질제거를위해가는사포질을 3~4회한후, 탈지면에소독용알코올을적셔피부표면을깨끗이닦고전극을부착시켰다. 전극의보호지를벗겨내고전해질이덮여있는전극의표면을피부의표시위치에정확히맞춘후스티커영역과피부를강하게밀착시켜단단히부착하였다. 활성전극을붙인후활성전극에서 3 cm떨어진곳에기준전극을붙였다. 그리고접지전극을왼쪽손목에부착하였다. -7-

18 표 2. 근전도전극의근육별부착위치 근육위등세모근가운데어깨세모근손가락폄근첫번째등쪽뼈사이근 전극부착위치 7번째목뼈가시돌기와어깨뼈봉우리사이중간지점어깨뼈봉우리아래 2 cm지점팔뒤꿈치에서손목까지의 3/4되는지점엄지와집게손가락사이의등쪽갈퀴막공간 -8-

19 그림 1. 컴퓨터 마우스와 트랙볼 그림 2. 근전도 전극의 부착위치와 작업 자세 -9-

20 2.3.2 실험설계각각의피험자는컴퓨터마우스를이용한작업과트랙볼을이용한작업을모두수행하여각각의작업시에나타나는근활성도를측정하였다. 두작업의순서는무작위로할당하였다. 윈도상에서본실험용으로설계된 "Smile Catch" 프로그램을실행시킨후, 이프로그램을 5분동안사용하게하였다. "Smile Catch" 프로그램은윈도상에 0.75초마다다른위치에나타나는그림을마우스로클릭하는프로그램이다. 그림이나타나는위치는난수를발생시켜무작위로출현하게하였다. 수행도의측정은프로그램상에서포인터가그림을정확히클릭한횟수를총 5분동안세어저장하게하였다. 두가지의작업사이에는 5분동안의휴식시간을주었다. 대부분의피험자들이트랙볼의사용에익숙하지않았으므로실험을시작하기전에 10분동안사용하도록하여윈도환경에서트랙볼의사용방법을훈련시켰다 자발적기준수축 (% RVC) 과최대등척성수축 (% MVIC) 의측정측정대상근육들의활동전위를정량화하기위해위등세모근과가운데어깨세모근에서는자발적기준수축 (reference voluntary contraction: RVC) 을측정하였다. 위등세모근과가운데어깨세모근의측정을위하여오른쪽손에 1 kg의아령을쥐고손등을위쪽으로향하게한후어깨관절을 90 벌린상태를 5초동안유지하는동작을 3번반복하여각각의중간 3초동안의근전도자료를구해평균값을취하여 100% RVC로사용하였다. 손가락폄근과첫번째등쪽뼈사이근의정량화에는최대등척성수축 (maximal voluntary isometric contraction: MVIC) 을 -10-

21 사용하였다. 피험자의손바닥을책상바닥에대고실험자가손으로눌러움직이지못하게한후 5초동안피험자가스스로손가락을드는시도를하게하였다. 이를 3번반복하여각각의중간 3초동안의자료를구해평균값을취하여 100% MVIC로사용하였다 (Karlqvist et al. 1999). 그림 3. Smile Catch 프로그램 -11-

22 2.4 분석방법 자료처리및표준화본연구에서는두종류의입력장치를각각 5분동안사용하게하였고, 프로그램에익숙하지않은점을고려한처음 1분과근육의피로를고려한마지막 1분을제외한 3분동안의근전도자료를측정하여제곱평균제곱근법 (root mean square: RMS) 처리를한후, 그값을위등세모근과가운데어깨세모근은 % RVC로, 손가락폄근과첫번째등쪽뼈사이근은 % MVIC로표준화 (normalization) 하였다 통계방법컴퓨터마우스를사용할때와트랙볼을사용할때각각의근활성도와수행도를비교하기위하여짝비교 t-검정 (paired t-test) 을하였다. 본연구의통계학적유의성을검정하기위한유의수준 α= 0.05로하였다. 통계처리를위해서는상용프로그램인윈도용 SPSS(Statistical Package for the Social Sciences) 12.0을사용하였다. -12-

23 제3장결과 3.1 컴퓨터마우스와트랙볼을사용할때근활성도 위등세모근의근활성도비교컴퓨터마우스작업과트랙볼작업을할때피험자들의위등세모근근활성도 % RVC는컴퓨터마우스에서평균 25.08% RVC, 표준편차는 9.71이었고, 트랙볼에서평균 21.44% RVC, 표준편차는 8.99이었다. 위등세모근의경우컴퓨터마우스를사용할때근활성도가유의하게높았다 (p<0.05) 가운데어깨세모근의근활성도비교컴퓨터마우스작업과트랙볼작업을할때피험자들의가운데어깨세모근근활성도는컴퓨터마우스에서평균 23.62% RVC, 표준편차는 11.27이었고, 트랙볼에서평균 20.20% RVC, 표준편차는 7.17이었다. 가운데어깨세모근의경우컴퓨터마우스와트랙볼을사용할때근활성도는유의한차이가없었다 (p>0.05) 손가락폄근의근활성도비교컴퓨터마우스작업과트랙볼작업을할때피험자들의손가락폄근의근활성도는컴퓨터마우스에서평균 46.30% MVIC, 표준편차는 14.11이었고, 트랙볼에서평균 41.91% MVIC, 표준편차는 18.52이었다. 손가락폄근의경우컴퓨터마우스와트랙볼을사용할때근활성도의유의한차이는없었다 (p>0.05). -13-

24 3.1.4 첫번째등쪽뼈사이근의근활성도비교컴퓨터마우스작업과트랙볼작업을할때피험자들의첫번째등쪽뼈사이근의근활성도는컴퓨터마우스에서평균 39.86% MVIC, 표준편차는 18.84이었고, 트랙볼에서평균 43.31% MVIC, 표준편차는 14.29이었다. 첫번째등쪽뼈사이근의경우트랙볼을사용할때근활성도가유의하게높았다 (p<0.05). 표 3. 입력도구에따른근활성도비교 (N=26) 근육컴퓨터마우스트랙볼 p 위등세모근 25.08±9.71 a 21.44± 가운데어깨세모근 23.62±11.27 a 21.20± 손가락폄근 46.30±14.11 b 41.91± 첫번째등쪽뼈사이근 39.86±18.84 b 43.31± a 평균 ± 표준편차. % RVC b 평균 ± 표준편차. % MVIC -14-

25 3.2 입력도구에따른수행도의비교 0.75초동안움직이는그림은 5분동안총 400회이동한다. 컴퓨터마우스를사용할때그림을정확하게클릭한횟수는평균 회이었고, 표준편차는 21.08이었다. 트랙볼사용시그림을정확하게클릭한횟수는평균 회이었고, 표준편차는 49.29이었다. 컴퓨터마우스사용시의수행도가유의하게높았다 (p<0.05). 표 4. 입력도구에따른수행도비교 컴퓨터마우스트랙볼 p c 횟수 수행도 ±21.08 c ±

26 제 4장고찰 지난수십년간비약적으로발전한컴퓨터기술로인하여산업현장곳곳에서컴퓨터가업무의필수도구로사용되고있다. 특히사무실작업환경에서는거의모든업무가컴퓨터상에서이루어진다할수있다. 이렇게컴퓨터장비의높은보급률에따라컴퓨터사용에따른여러가지건강상의장애들이급증하고있다 ( 최정화등. 1999). 사무직근로자들의컴퓨터업무가증가하면서이와연관되어발생하는근골격계질환이증가하고있다. 그러나사무직근로자들의근골격계질환은생산직근로자들에비해관심을받지못하고있다. 컴퓨터작업과관련된근골격계질환의위험요인에는긴작업시간, 반복적인동작, 손목, 팔, 목의경직된작업자세, 고정된작업자세, 정신 사회적인자가포함된다 (Juul- Kristensen, and Jensen 2005). 기존연구자들의연구결과에의하면사무실작업환경에서발생하는근골격계질환들도관심을갖고개선을하면높은수준의개선효과를보이고생산성을향상시킬수있는것으로밝혀졌다. 사무작업을할때컴퓨터사용환경을개선할수있는방법들은모니터높이, 위치, 위치, 각도의조절, 의자높이, 팔걸이의조절, 책상높이조절, 문서지지대사용등여러가지가제시되어있다 ( 노동부. 2004). 기존의연구자들은이러한개선방법들을이용하여높은효과를거두었다고하였다 (Fernstrom, and Aborg 1999; Schneider, and Hamrick 2004). 또한입력장치를바꾸어작업하는것이상지근육의활성도를낮출수있다면근골격계질환의발생률을줄일수있다고하였다 (Aaras et al. 2002). 본연구에서는입력도구의종류에따른상지의근활성도를표면근전도를이 -16-

27 용하여측정하였다. 컴퓨터입력장치를사용할때많이사용한다고선행연구 (Gustafsson, and Hagberg 2003; Karlqvist et al. 1999) 에서알려진위등세모근, 어깨세모근, 손가락폄근, 첫번째등쪽뼈사이근을선택하여근활성도를측정하였다. 본연구의결과에의하면컴퓨터마우스를사용할때에는위등세모근의근활성도가높았다. 반대로트랙볼을사용할때에는첫번째등쪽뼈사이근의근활성도가더높은것으로나타났다. 컴퓨터마우스를사용할때에위등세모근을더많이사용하게되는이유는입력장치의종류에따라상지움직임의크기가다르기때문으로여겨진다. 컴퓨터마우스를사용할때에는마우스커서를움직이기위해테이블위에서마우스를이동시켜야하므로어깨관절위주의큰관절움직임이크게일어난다 (Jensen et al. 1999). 반면에트랙볼을사용할때에는큰관절의움직임은필요없으나볼을손가락으로움직여야하므로첫번째등쪽뼈사이근의움직임이많이일어난다. 따라서그래픽유저인터페이스를위한입력도구를트랙볼로교체한다면위등세모근의근활성도를감소시켜목과어깨관절주위의근골격계질환의예방과관리에도움을줄수있을것이다. 다만트랙볼의사용시에는첫번째등쪽뼈사이근의근활성도가증가하기때문에손부위의근골격계질환의관리에는트랙볼의적용을신중히고려해야할것이다. 이전의연구 (Karlqvist et al. 1999) 에서트랙볼자체의크기와높이로인하여손목의각도를증가시키고손가락의움직임이증가한다고보고하였다. 따라서트랙볼을사용할때에는손목패드등의외부적지지를이용하여손목을받쳐줄것을권유하였다. -17-

28 컴퓨터마우스와트랙볼의수행도비교에서는컴퓨터마우스를사용할때에월등하게높은수행도를보였다. 이는컴퓨터마우스가피험자들이항상사용하는친숙한도구이기때문으로해석할수있다. 그러나입력장치에대한숙련도의차이가수행도의측정에대한제한점이될수도있다. 실험전에트랙볼의사용에미리적응할수있는시간을주었지만새로운도구를배우고사용에친숙해지기에는짧은시간이었다. 입력장치의학습효과가수행도에영향을미칠수있기때문이다. 기존의연구에서새로운입력장치를장시간사용하게하여입력도구의적응이이루어진후실험을하였지만연구자에따라다른결과가나왔다. 컴퓨터마우스와트랙볼의수행도를비교한이전의연구 (Karlqvist et al. 1999) 에서는트랙볼과컴퓨터마우스의수행도에차이가없었다. 그러나다른연구 (Gustafsson, and Hagberg 2003) 에서는기존의컴퓨터마우스가더수행도가높은것으로보고되었다. 따라서입력장치에따른수행도에대한연구는수행도결과에영향을줄수있는사항들을고려하여앞으로더진행되어야할것이다본연구의또다른제한점은피험자에게주어진작업이단순히컴퓨터마우스를이동시켜빠르게클릭하는동작뿐이어서실제일반사무작업의다양한컴퓨터작업동작과비교하기에는부족하다는것이다. 단순한텍스트편집작업만을이용하여실험한이전의연구 (Gustafsson, and Hagberg 2003) 에서도이점을지적하였다. 앞으로의연구에서는입력장치별훈련정도와실제의컴퓨터작업에가까운실험과제의설계등을고려하여컴퓨터작업을할때입력장치가상지근육의근활성도와수행도에미치는영향을알아보는것이필요하다. -18-

29 제5장결론 본연구는컴퓨터마우스 (mouse) 와트랙볼 (trackball) 을사용할때위등세모근 (upper trapezius), 가운데어깨세모근 (middle deltoid), 손가락폄근 (extensor digitorum), 첫번째등쪽뼈사이근 (first dorsal interosseous muscle) 의근활성도와각장치의수행도를비교하였다. 건강한성인남녀 26명을대상으로실시하였으며, 각각의대상자들은컴퓨터마우스와트랙볼을이용하여움직이는그림을클릭하는프로그램을사용하도록한후오른쪽상지 4개근육의근활성도를측정하였다. 또한프로그램을사용하는중그림을정확히클릭한횟수를세어입력장치의수행도를측정하였다. 근전도신호는위등세모근과가운데어깨세모근은 % 자발적기준수축 (% reference voluntary contraction: % RVC) 으로표준화하였고, 손가락폄근과첫번째등쪽뼈사이근은 % 최대등척성근수축 (% maximal voluntary isometric contraction: % MVIC) 으로표준화하였다. 입력장치에따른각근육의근활성도의차이와수행도의차이가있는지알아보기위해짝비교 t-검정 (paired t-test) 을하였다. 연구결과는다음과같다. 1. 위등세모근의근활성도는컴퓨터마우스에서평균 25.08% RVC이었고, 트랙볼에서평균 21.44% RVC로컴퓨터마우스사용시의근활성도가유의하게높았다 (p<0.05). 2. 첫번째등쪽뼈사이근의근활성도는컴퓨터마우스에서평균 39.86% MVIC이었고, 트랙볼에서평균 43.31% MVIC로트랙볼을사용할때근활성도가 -19-

30 유의하게높았다 (p<0.05). 3. 가운데어깨세모근의근활성도는컴퓨터마우스에서평균 23.62% RVC이었고, 트랙볼에서평균 21.20% RVC이었지만유의한차이는없었다 (p>0.05). 4. 손가락폄근의근활성도는컴퓨터마우스에서평균 46.30% MVIC이었고, 트랙볼에서평균 41.91% MVIC이었지만유의한차이는없었다 (p>0.05). 5. 움직이는그림을정확히클릭한횟수는컴퓨터마우스사용시평균 회, 트랙볼을사용할때평균 회로컴퓨터마우스를사용할때수행도가유의하게높았다 (p<0.05). 따라서컴퓨터마우스를사용할때는위등세모근을더많이사용하고, 트랙볼을사용할때는첫번째등쪽뼈사이근을더많이사용함을알수있었다. 이는컴퓨터작업을할때트랙볼을사용하면위등세모근의부담을줄일수있어작업관련근골격계질환의예방과관리에도움을줄수있다는가능성을시사한다. 그러나트랙볼을사용하면첫번째등쪽뼈사이근에부담을줄수있으므로작업자의신체적인조건을고려하여컴퓨터마우스를사용할지아니면트랙볼을사용할지를결정해야한다. 한편입력장치의수행도는컴퓨터마우스를사용할때트랙볼을 사용할때보다더높았다. 향후연구에서는수행과제, 입력장치별 훈련정도, 입 력장치의크기등을변화시켜상지근육의근활성도및수행도에미치는영향을 알아보는연구가필요하다. -20-

31 참고문헌 기도형 우리나라근골격계질환의추이와산업체안전담당자의인식실태조사. 대한인간공학회지. 22(4): 김정룡 작업관련성근골격계질환예방을위한인간공학. 민영사. 노동부 영상표시단말기 (VDT) 취급근로자작업관리지침 ( 고시제 호 ). 박경수, 홍기범, 김상수, 조일행 VDT작업에서근골격계질환예방을위한새로운팔지지대제안. 대한인간공학회지. 25(2)1-9. 최정화, 양성환, 박범 인간공학적키보드의수행도및자세평가에관한연구. 한국산업안전학회지. 14(4): Aaras A, Dainoff M, Ro O, Thorensen M Can a more neutral position of the forearm when operating a computer mouse reduce the pain level for VDU operators?. Int J Ind Ergon. 30(4-5): Cooper A, and Straker L Mouse versus keyboard use: A comparison of shoulder muscle load. Int J Ind Ergon. 22(4-5):

32 Cram JR, Kasman GS, and Holtz J Introduction to Surface Electromyography. Gaithersburg: Aspen Pub. Fernstrom EAC, Aborg CM Alterations in shoulder muscle activity due to changes in data entry organization. Int J Ind Ergon. 23(3): Gilad I, Shlomit H Muscular effort in four keyboard designs. Int J Ind Ergon. 26(1):1-7. Gustafsson E, Hagberg M Computer mouse use in two different hand positions: Exposure, comfort, exertion and productivity: Exposure, comport, exertion, and productivity. Appl Ergon. 34(2): Jensen C, Finsen L, Hansen K, Christensen H Upper trapezius muscle activity patterns during repetitive manual material handling and work with a computer mouse. J Electromyogr Kinesiol. 9(5): Juul-Kristensen B, Jensen C Self-reported workplace related ergonomic conditions as prognostic factors for musculoskeletal symptoms: The BIT follow up study on office workers. Occup Environ Med. 62(3):

33 Karlqvist L, Bernmark E, Ekenvall L, Hagberg M, Isaksson A, Rosto T Computer mouse and track-ball operation: Similarities and differences in posture, muscular load and perceived exertion. Int J Ind Ergon. 23(3): Schneider S, Hamrick C Public employers ergonomics: Best practices. J Occup Environ Hyg. 1(4):D42-D46. Simoneau GG, Marklin RW, Berman JE Effect of computer keyboard slope on wrist position and forearm electromyography of typists without musculoskeletal disorders. Phys Ther. 83(9):

34 부록 : Smile Catch 프로그램 Source code VERSION 5.00 Begin VB.Form Form1 AutoRedraw = -1 'True BorderStyle = 1 ' 단일고정 Caption = "Smile Catch" ClientHeight = 5835 ClientLeft = 150 ClientTop = 720 ClientWidth = 7905 Icon = "SMILEC~1.frx":0000 LinkTopic = "Form1" MaxButton = 0 'False MinButton = 0 'False ScaleHeight = 389 ScaleMode = 3 ' 픽셀 ScaleWidth = 527 StartUpPosition = 3 'Windows 기본값 Begin VB.Timer Timer1 Left = 2355 Top = 810 End Begin VB.PictureBox Picture1 AutoRedraw = -1 'True Height = 1500 Left = 510 ScaleHeight = 96 ScaleMode = 3 ' 픽셀 ScaleWidth = 96 TabIndex = 0 Top = 720 Width = 1500 End Begin VB.Menu mnugame Caption = "&Game" Begin VB.Menu mnustartgame Caption = "&Start Game" Shortcut = ^S End Begin VB.Menu mnusep Caption = "-" End -24-

35 Begin VB.Menu mnuexit Caption = "E&xit" End End Begin VB.Menu mnudifficulty Caption = "&Difficulty" Begin VB.Menu mnueasy Caption = "&Easy" End Begin VB.Menu mnumoderate Caption = "&Moderate" End Begin VB.Menu mnuhard Caption = "&Hard" End Begin VB.Menu mnuimpossible Caption = "&Impossible" End End End Attribute VB_Name = "Form1" Attribute VB_GlobalNameSpace = False Attribute VB_Creatable = False Attribute VB_PredeclaredId = True Attribute VB_Exposed = False ' ' ' '================================================== ' Smile Catch for Visual Basic 6 ' by Clayton Walnum ' and modified by Brian Yoo ' Copyright 2006 by Yonsei Ergonomics Information Center '================================================== Option Explicit '================================================== ' Global Variables. '================================================== Dim Score As Integer Dim MoveCount As Integer Dim Difficulty As Integer Dim OldCheckedMenu As Menu ' ' -25-

36 '================================================== ' Form subroutines. '================================================== Private Sub Form_Load() InitGame End Sub '================================================== ' Picture1 subroutines. '================================================== Private Sub Picture1_Click() If Timer1.Interval > 100 Then Beep Score = Score + 1 End If End Sub '================================================== ' Timer1 Handler. '================================================== Private Sub Timer1_Timer() Dim x As Integer, y As Integer Dim BoxX As Integer, BoxY As Integer x = Int(391 * Rnd + 20) y = Int(231 * Rnd + 20) BoxX = Picture1.Left BoxY = Picture1.Top Form1.ForeColor = RGB(Rnd * 256, Rnd * 256, Rnd * 256) Form1.Line (BoxX, BoxY)-(BoxX + 100, BoxY + 100),, BF Picture1.Move x, y MoveCount = MoveCount + 1 If MoveCount = 400 Then Timer1.Interval = 0 MsgBox "Your Score:" & Score End If End Sub ' ' ' ' ' ' -26-

37 '================================================== ' Menu Handlers. '================================================== Private Sub mnueasy_click() Difficulty = 1000 OldCheckedMenu.Checked = False Set OldCheckedMenu = mnueasy mnueasy.checked = True End Sub Private Sub mnuhard_click() Difficulty = 500 OldCheckedMenu.Checked = False Set OldCheckedMenu = mnuhard mnuhard.checked = True End Sub Private Sub mnuimpossible_click() Difficulty = 250 OldCheckedMenu.Checked = False Set OldCheckedMenu = mnuimpossible mnuimpossible.checked = True End Sub Private Sub mnumoderate_click() Difficulty = 750 OldCheckedMenu.Checked = False Set OldCheckedMenu = mnumoderate mnumoderate.checked = True End Sub Private Sub mnustartgame_click() Form1.Cls DrawScreen Score = 0 MoveCount = 0 Timer1.Interval = Difficulty End Sub Private Sub mnuexit_click() Unload Form1 End Sub ' ' -27-

38 '================================================== ' Game subroutines. '================================================== Sub InitGame() Difficulty = 750 mnumoderate.checked = True Set OldCheckedMenu = mnumoderate Randomize DrawScreen DrawFace End Sub Sub DrawScreen() Form1.ForeColor = vbblack Form1.Line (10, 10)-(517, 10) Form1.Line (10, 10)-(10, 358) Form1.Line (522, 5)-(522, 362) Form1.Line (522, 362)-(5, 362) Form1.ForeColor = vbwhite Form1.Line (5, 5)-(522, 5) Form1.Line (5, 5)-(5, 363) Form1.Line (517, 10)-(517, 358) Form1.Line (517, 358)-(10, 358) End Sub Sub DrawFace() Picture1.FillStyle = vbsolid Picture1.FillColor = vbyellow Picture1.Circle (48, 48), 45 Picture1.FillColor = vbblack Picture1.Circle (30, 35), 10 Picture1.Circle (65, 35), 10 Picture1.Circle (47, 55), 8 Picture1.DrawWidth = 2 Picture1.Circle (48, 50), 30,, 3.4, 6, 1# End Sub -28-

39 ABSTRACT Comparison of Muscle Activity and Input Performance of Operators Using a Computer Mouse and a Trackball Yoo Hwan-Suk Dept. of Ergonomic Therapy The Graduate School of Health and Environment Yonsei University This study compared the electromyographic (EMG) activities and input performance of computer operators using a computer mouse and a trackball. Muscle activities were assessed at upper trapezius (UT), middle deltoid (MD), extensor digitorum (ED) and first dorsal interosseous muscle (FDI). Twenty-six healthy subjects were recruited and the test order was selected randomly for each subject. The task set was to click moving targets on a Windows program. Performance was assessed by counting the correct clicks. The EMG amplitude was normalized using the percentage of reference voluntary contraction (% RVC) for UT and MD and the percentage of maximal voluntary contraction (% MVIC) for ED and FDI. To analyze the -29-

40 differences in EMG activity, a paired t-test used. UT muscle activities were significantly greater with the computer mouse (p<0.05). FDI muscle activities were significantly greater with the trackball (p<0.05). MD and ED muscle activities did not differ between mouse and trackball (p>0.05). Performance was significantly greater with the mouse. In conclusion, UT was used more with the mouse, FDI was used more with the trackball, and performance was greater with the mouse. Using a trackball can reduce the load on UT during computer work and help to prevent and manage workrelated musculoskeletal disorders. However, a trackball can increase the load on FDI. Therefore, a worker s physical characteristics should be considered when choosing the appropriate input device. Key Words: Computer mouse, Electromyographic activity, Trackball, Work-related musculoskeletal disorders. -30-

원위부요척골관절질환에서의초음파 유도하스테로이드주사치료의효과 - 후향적 1 년경과관찰연구 - 연세대학교대학원 의학과 남상현

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