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1 모의조립작업시손목폄보조기착용이어깨와견갑대근육들의근활성도에미치는영향 연세대학교대학원재활학과유인규

2 모의조립작업시손목폄보조기착용이어깨와견갑대근육들의근활성도에미치는영향 지도정민예교수 이논문을석사학위논문으로제출함 2008 년 12 월일 연세대학교대학원 재활학과 유인규

3 유인규의석사학위논문을인준함 심사위원 인 심사위원 인 심사위원 인 연세대학교대학원 2008 년 12 월일

4 감사의글 하나님께먼저감사를드립니다. 본연구를위해끝까지지도와격려를아끼지 않으시고, 연구자로써의올바른자세를먼저보여주셨던정민예교수님, 논문을 쓰는동안항상지켜봐주시면서따뜻한조언을아끼지않으셨던전혜선교수님, 새롭고창의적인생각으로신개념을가르쳐주시고근전도의확고한이론과정밀 한실험에대한자신감을심어주신이진교수님께깊은감사를드립니다. 학문하 는자세를일깨워주시고폭넓은시야를갖도록도와주신정보인교수님, 변함없 는성실한학자의모습을보여주신유은영교수님, 항상편안한모습으로관심을 가져주셨던이충휘교수님, 권오윤교수님, 조상현교수님, 유승현교수님께도감 사를드립니다. 힘들고어려울때항상격려해주셨던강대혁교수님, 밝은웃음으로앞길을 환하게비추어주셨던이택영교수님, 자신감없던저에게강한자신감을심어주 신김진경교수님항상긍정적인마음을갖도록격려해주셔던박소연교수님께 도깊은감사의마음을전합니다. 어려움과기쁨을함께한차태현, 원영식선생님, 항상옆에서꼼꼼하게가르쳐 주셨던김민희선생님, 따뜻한마음으로바라봐주신오재섭선생님, 이원휘선생 님, 하성민선생님과대학원식구들인김정란선생님, 고마운노열이형, 착한혜 연샘, 실험중항상웃음으로도와주었던김수진, 최보람, 이남기선생님, 항상같 이먹고잤던기숙사패밀리효경, 형창, 현일, 착한전봉, 내친구민우, 성국, 윤 기그리고항상도움을주셨던이병규선생님에게도감사의마음을전합니다. 앞으로가야할방향과미래에대한확고한신념을심어주신아버지와항상기 도와사랑으로지원해주신어머니그리고나에게는항상많은희생을아끼지않 는형에게깊은감사의마음을전합니다. 마지막으로힘들고어려웠던시간동안 항상사랑으로감싸주었던고마운이에게도진심으로감사의마음을전합니다. 주 어진일에성실히임하는모습으로보답드리겠습니다 년 12 월유인규드림

5 차 례 그림차례 iii 표차례 iv 국문요약 v 제1장서론 1 제2장연구방법 연구대상 실험도구및기기 손목폄보조기 발파작업표본도구 발파작업표본 7번 발파작업표본 204번 표면근전도시스템 실험방법 모의조립작업 어깨의움직임이필요한반복된손작업 모의조립작업 어깨의고정이필요한반복된손작업 실험과정 근전도전극부착 분석방법 자료처리및정량화 15 - i -

6 2.4.2 통계방법 15 제3장결과 어깨의움직임이필요한반복된손작업시근활성도변화 어깨의고정이필요한반복된손작업시근활성도변화 20 제4장고찰 24 제5장결론 31 참고문헌 33 영문요약 40 - ii -

7 그림차례 그림 1. Themoskin R Wrist Braces 6 그림 2. 발파작업표본 7번 7 그림 3. 발파작업표본 204번 8 그림 4. TeleMyo 2400T 9 그림 5. 어깨의움직임이필요한반복된손작업 13 그림 6. 어깨의고정이필요한반복된손작업 13 그림 7. 어깨의움직임이필요한반복된손작업시손목폄보조기착용에따른근활성도비교 19 그림 8. 어깨의고정이필요한반복된손작업시손목폄보조기착용에따른근활성도비교 23 - iii -

8 표차례 표 1. 연구대상자의일반적특성 5 표 2. 어깨의움직임이필요한반복된손작업시손목폄보조기착용에따른일요인분산분석결과 18 표 3. 어깨의고정이필요한반복된손작업시손목폄보조기착용에따른일요인분산분석결과 22 - iv -

9 국문요약 모의조립작업시손목폄보조기착용이어깨와견갑대근육들의근활성도에미치는영향 본연구는두가지모의조립작업수행시, 손목폄보조기를착용하지않았을때와짧은손목폄보조기그리고긴손목폄보조기를착용하였을때어깨와견갑대주변근에나타나는근활성도의변화를알아보기위해실시하였다. 적용된모의조립작업으로는일반제조업작업형태로알려진홈에작은칩을넣는동작으로주로어깨의움직임이필요한반복된손작업과, 핀셋으로젝핀을집어올리는동작으로주로어깨의고정이필요한반복된손작업이었다. 작업수행도구로는설명된작업형태를잘묘사할수있도록구성된표준화된작업표본도구인발파작업표본 7번과 204번을이용하였다. 연구대상자는손목혹은상지의기능장애나정형외과적인시술을경험하지않은오른손이우세손인건강한성인 16명을대상으로실시하였으며, 실험방법은손목폄보조기를착용하지않았을때, 짧은손목폄보조기그리고긴손목폄보조기를착용한후두가지작업수행시오른쪽어깨와견갑대주변근인상부등세모근, 하부등세모근, 압톱니근, 앞어깨세모근, 큰가슴근의근활성도차이를분석하였다. 어깨의움직임이필요한반복된손작업을수행한결과, 손목폄보조기를착용하지않았을때보다짧은손목폄보조기와긴손목폄보조기를착용하였을때상부등세모근과압톱니근의근활성도가유의하게증가하였다 (p<0.05). 그러나 - v -

10 보조기의길이에따른근활성도의유의한차이는없었다. 어깨의고정이필요한반복된손작업을수행한결과, 손목폄보조기를착용하지않았을때보다짧은손목폄보조기와긴손목폄보조기를착용하였을때상부등세모근, 하부등세모근, 압톱니근, 앞어깨세모근의근활성도가유의하게증가하였다 (p<0.05). 특히상부등세모근은짧은손목폄보조기를착용했을때보다긴손목폄보조기착용하였을때유의하게높은근활성도를보였다 (p adj <0.05/3). 이를통해어깨의고정이필요한반복된손작업이어깨의움직임이필요한반복된손작업보다손목폄보조기의착용시불필요한견갑대주변의과도한움직임을더많이유발시킨것으로생각된다. 또한짧은손목폄보조기보다는긴손목폄보조기를착용하였을때어깨와견갑대주변근의근활성도가증가되었음을확인할수있었다. 그러므로어깨의고정이필요한반복된손작업수행시에는아래팔의 2/3를지지하는긴손목폄보조기보다는손목만을지지하는짧은손목폄보조기를선택하는것이손목폄보조기착용시나타날수있는어깨와견갑대주변의이차적인위험요소를감소시키는데효과적일것이다. 핵심되는말 : 견갑대주변근, 발파작업표본도구, 손목폄보조기, 표면근전도 - vi -

11 제1장서론 산업현장작업에서조립작업은지속적인작업흐름을유지해야하며손과상지의능력이다양하게요구되는작업특성을극복해야만한다 (Surface Mount Council 1992). 최근에는로봇을이용하여단순한작업은대체되고있으나, 섬세한작업은아직까지수작업으로조립이마무리된다 (Holte, and Westtaard 2002; Quintana, and Hernandez-Masser 2003). 작업관련성근골격계질환 (Work-Related Musculoskeletal Disorders: WRMDs) 은과사용증후군이라고도불리며, 조립작업과같은주로반복적이고지속적인작업이이루어지는작업환경의작업자들이많이경험하는질환이다 (Szeto, Straker, and O Sullivan 2005). 작업관련성근골격계질환이란손, 손목, 팔, 허리, 목, 어깨, 다리등을포함한상지및하지, 허리등근골격계및신경체계에발생하는장해로서장시간에걸쳐반복적으로움직이는동작, 작업에과도한힘요구, 국소및전신진동, 부자연스런자세, 기계적인압박및기타유해요인등에의해발생된것으로정의하고있다 (Punnett, and Wegman 2004). 손목터널증후군 (Carpal Tunnel Syndrome) 은주로손과손목을지속적으로사용하는작업자들이자주경험하는작업관련성근골격계질환으로, 미국의 308,000 명의작업관련성근골격계질환을경험한사람중 62% 가작업관련성유해요인을그원인으로설명한다 (Aroori, and Spence 2008). 지속적인 작업유해요인노출로인해많은작업자들은손목터널증후군의 사전증상인 손목의화끈거림, 저림, 얼얼함등을경험하며, 이로인해발생하는불쾌한 - 1 -

12 통증을감소시키기위해다양한손목보조기를사용한다 (Bleecker 1987; Keyserling et al. 1993; Werner, Franzblau, and Gell 2005). 손목보조기착용은손목의통증감소시키고움직이는동안탄성을제공하여손목을보호해주며 (Tayler et al. 2003), 불안전한관절에과도한힘이제공되지않도록움직임을제한하여최상의기능을유지할수있도록돕는다 (Gravlee et al. 2007). 결과적으로손목보조기의착용은손목터널증후군을경험하는대상자들에게해부학적인측면에서병태생리학적인원인이었던손목터널의압력을감소시켜주며, 임상적인측면에서손목의중립유지와과도한손목의굽힘과폄의유도를막아준다는긍정적인효과를갖고있다 (Weiss et al. 1995). 특히수술혹은치료후일상생활혹은작업장으로다시돌아가는대상자들을위해손목보조기착용의중요성은더욱강조된다 (Bulthaup, Cipriani, and Thomas 1999; Callinan 1999). 하지만 Perez-Balke 와 Buchholz(1994) 는손목질환의치료방법으로사용되는보조기의착용은어깨질환의위험요소를증가시킬수있다는운동학적이론을정립하였고, Punnett 등 (2000) 은역시손목보조기의착용으로나타날수있는어깨의비정상적인올림은역학조사결과어깨질환의위험요소로설명될수있다고하였다. Chan 과 Chapparo(1999) 는손목보조기착용은장시간작업시어깨에많은피로를유발시킬것이라고하였으며, Bulthaup 등 (1999) 은손목의움직임을제한하는 Alignrite TM Wrist Splint 를 착용시캔을일정높이까지들어올린후다시돌려내리는작업을수행 하였을때, 어깨의근위부근육인큰가슴근, 등세모근, 중간어깨세모근, 위팔두갈래근, 위팔세갈래근의근활성도가증가되었다고보고하여어깨주변근의 - 2 -

13 과도한사용을설명하였다. King, Thomas 와 Rise(2003) 는일상생활활동중물을붓는동작과 Jebsen Hand Function Test 항목중장기말쌓기수행시동작분석결과, 손목의움직임을제한하는 AlignRite TM Wrist Splint 착용은어깨의보상적인움직임을더많이일으킨다고보고하여일상생활동작시손목의과도한제한이어깨에비정상적인움직임을일으킴을강조하였다. 최근제조업과같은작업환경을고려한연구들로는, Mell, Childress 와 Hughes(2005) 의 Donjoy Orthopedics Large Wrist Splint 착용후튜브안에공을꺼내는작업을수행시동작분석결과, 통증을일으킬수있는보상적인움직임이보조기를착용하지않았을때보다그리고작업높이가높아질수록더많이나타났다고하였으며, Mell 등 (2006) 은손목의움직임을제한하는 Ultra Fit Cool Wrist Splint 를착용후단순작업수행시근전도측정결과, 어깨 주변근인어깨세모근, 상부등세모근, 가시위근과가시아래근의근활성도를증가시켜어깨주변근뿐아니라높은작업환경에서주요하게사용되는어깨회선주변근의과사용에따른위험성을제시하였다. 이와같이근전도를이용한기존연구들을보면손목의제한이근위부관절인팔꿈치와어깨관절에불필요한움직임을제공하여어깨통증을유발시킨다고설명하였다. 하지만착용자들이본질적으로호소하는어깨통증은팔의과도한사용으로만나타나는증상이아닌견갑골주변근의협력과안정성의결여로인해발생될수있다는사실을중점적으로고려하지못하였다. 또한주로환자들을대상으로연구가진행되었기때문에그들의본질적인목적인일상생활복귀에초점을두어연구가진행되어왔었다. 그러나현재연구들은환자의치료만을목적으로하는것이아닌예방의학적인관점에서 - 3 -

14 위험요인을확인하기위한연구의필요성도함께제시되고있다. 그러므로본연구의목적은모의조립작업시손목폄보조기를착용하지않았을때, 짧은손목폄보조기그리고긴손목폄보조기를착용하였을때어깨와견갑대주변근의근활성도의차이를비교하고자하였다. 모의조립작업은어깨의움직임이필요한반복된손작업과어깨의고정이필요한반복된손작업으로표준화된작업표본도구인발파작업표본 (Valpar Component Work Sample: VCWS) 7 번과 204 번을선택하였고, 이러한작업수행시나타나는어깨와견갑대주변근활성도를분석하여추후작업자들에게손목보조기착용이어깨통증에줄수있는영향과손목보조기의올바른선택을위한기초자료를제공하고자하였다

15 제2장연구방법 2.1 연구대상 본연구는목적과방법에대하여실험전에충분히설명한후실험참여에동의한일반성인남자 16 명을대상으로실시하였다. 과거의손목혹은상지의기능장애가없으며정형외과적인시술을경험하지않은자, 그리고오른손이우세손인자를대상자로선정하였다. 연구대상자들의일반적인특성은다음과같다 ( 표 1). 표 1. 연구대상자의일반적특성 (N=16) 일반적인특성 평균 ± 표준편차 범위 나이 ( 세 ) 23.1±2.4 20~28 체중 ( kg ) 70.2± ~105 신장 ( cm ) 174.6± ~184 팔길이 ( cm ) 53.4±2.3 50~58-5 -

16 2.2 실험도구및기기 손목폄보조기대상자들이작업수행시착용하였던손목폄보조기는손목터널증후군증상혹은기타손목질환으로인해경험하게되는통증의예방및치료의목적으로상용화되고있는 Themoskin R Wrist Braces(Thermoskin R & Trioxon R : Swede-O Inc Ash Street, North Branch, MN 55056) 의짧은손목폄보조기와긴손목폄보조기를사용하였다 ( 그림 1). 본보조기는최상의손기능을위해권장되는손목뒤굽힘 (dorsiflexion) 각도인, 15~30 를유지할수있도록제작되었으며, 착용자가길이의선호도에따라선택을자유롭게할수있도록, 길이에대한특징이외에다른특성이없는같은회사의제품을선택하였다. 그림 1. Themoskin R Wrist Braces - 6 -

17 2.2.2 발파작업표본도구 (VALPAR International Corporation, Tucson, Arizona) 발파작업표본 7번첫번째모의조립작업수행환경을디자인하기위해서발파작업표본 7 번을이용하였다. 본도구의크기는 27(1/2) x 27(1/4), 무게는 49lb 이며, 반복적인손가락의쥐기, 뻗기능력과 144 개의칩을색깔, 숫자, 문자에따라구별하는작업능력을통합적으로평가하는도구이다. 본실험에서는모의조립작업중한가지작업인어깨의움직임이필요한반복된손작업을묘사하기위해서체간의 15cm 앞, 중앙에서좌우로 5cm 사이에위치한칩을자신의팔길이의 70% 지점인연구자가정한 4 개의구멍에특정기준없이순서대로넣는작업을수행하도록하였다 ( 그림 2). 그림 2. 발파작업표본 7 번

18 발파작업표본 204 번두번째모의조립작업수행환경을디자인하기위해서발파작업표본 204 번을이용하였다. 본도구의크기는 17 x 17, 무게는 20lbs 이며, 양손으로작은물체를조작하는동작을재현하기위한도구로서손가락의기민성, 협응능력등고도의정밀한손동작을요구하는작업수행능력을통합적으로평가하는도구이다. 본실험에서는어깨의고정이필요한반복된손작업을묘사하기위해서왼손으로 27 길이의나일론줄을끼우기전오른손의핀셋으로작은젝핀을집어올리는작업을수행하도록하였다 ( 그림 3). 그림 3. 발파작업표본 204 번

19 2.2.3 표면근전도시스템상부등세모근 (Upper trapezius), 하부등세모근 (Lower trapezius), 앞톱니근 (Serratus anterior) 앞어깨세모근 (Anterior deltoid), 큰가슴근 (Pectoralis major) 의근활성도를측정하기위해서 TeleMyo 2400T(Noraxon Inc., Scottsdale, AZ, U.S.A) 을이용하였다 ( 그림 4). 전극은수분겔이부착되어있는일반용 Ag/AgCI 전극을사용하였다 (Blue Sensor, Medicotest, Olstykke, Denmark). 전극간의거리는 2cm로유지하였으며근섬유방향에평행하게부착하였다. 5개의채널에서들어오는표면근전도신호들은다중채녈원격제어시스템에의해디지털신호로전환하였다. 그림 4. TeleMyo 2400T

20 2.3 실험방법 모의조립작업 - 어깨의움직임이필요한반복된손작업첫번째작업은홈에작은칩을 20 개를넣는어깨의움직임이필요한반복된손작업으로대부분의조립작업수행의첫공정에포함되어있는작업형태중 하나이다. 작업수행전중앙에표시된선을중심으로칩이좌우 5 cm이상 벗어나지않도록하기위해테입으로양쪽의경계선을표시하고칩을중앙에모아두었다. 근전도신호수집동안에작업의시작과끝을확인하기위해서는핸드스위치를이용하였다. 연구자는작업수행전에, 터치 라는구령에피험자가한개의칩을잡은상태에서핸드스위치를가운데손가락으로누르도록하고, 시작 이라는구령에핸드스위치를누르고있는가운데손가락을떼는동시에칩을홈에넣도록훈련하였다. 핸드스위치는작업의마지막 20 번째칩을넣은후에다시한번누르도록하였다. 작업수행중사용하지않는왼손은무릎위에올려놓도록하였으며, 양발은평행을유지하도록하였다 ( 그림 5)

21 2.3.2 모의조립작업 - 어깨의고정이필요한반복된손작업두번째작업은핀셋으로 10 개의작은젝핀을집어올리는어깨의고정이필요한반복된손작업으로주로조립과정중양손을이용하는정밀조립작업시이루어지는작업형태중하나이다. 작업수행전연구자는작업대를피험자의중앙에위치시키고왼손에는나일론줄을오른손에는핀셋을잡은상태에서작업을시작하도록하였다. 근전도신호수집동안에작업의시작과끝을확인하기위해서핸드스위치를이용하였다. 연구자는작업수행전에, 터치 라는구령에피험자는핀셋을집을상태에서오른손가운데손가락으로핸드스위치를누르도록하고, 시작 이라는구령에핸드스위치를누르고있던가운데손가락을떼는동시에젝핀을집어올리기시작하도록훈련하였다. 핸드스위치는 10 번째젝핀에와이어링줄을낀후한번더누르도록하였다. 작업수행시핀셋을잡은오른손은작업대모서리에닿지않도록하여신체지지로인한근전도신호의오차를최소화하였다 ( 그림 6) 실험과정작업과손목에적용되는보조기는순서효과를제거하기위해제비뽑기를이용하여무작위로선정하였으며, 작업수행시체간의움직임을방지하기위해서모든대상자들의팔길이의 70% 거리내에서모든작업거리비율을일치시켰다 (Levin et al. 2001). 실험전작업대위치는경계테이프로표시하여작업수행시작업대의움직임을확인하였으며, 작업거리를좌우상하 ± 1 cm를넘지않도록하여오차를최소화하였다

22 모든측정은두가지작업을손목폄보조기를착용하지않았을때와, 짧은손목폄보조기그리고긴손목폄보조기를착용한조건에서각각 3 회반복측정었다. 연속적인측정으로인해발생할수있는근피로를최소화하기위해서각작업간 10 분, 3 회반복측정간 5 분의휴식을취하도록하였다. 작업수행시능숙한작업속도를유지하기위해서모든대상자들은사전에 1 시간이상의일정한속도로작업할수있도록훈련을하였으며, 훈련시간후 2 시간이상의충분한휴식후에본작업을수행하도록하였다. 사실적인작업환경을묘사하기위해서첫번째작업의경우 20 개의칩을 4 개의홈에넣는작업은 1 분이상, 50 초이하, 핀셋으로 10 개의젝핀을집어올리는작업은 2 분 이상, 1 분이하로소요될경우는작업실패로조작적정의하여데이터에서 제외하였다

23 그림 5. 어깨의움직임이필요한반복된손작업. 그림 6. 어깨의고정이필요한반복된손작업

24 2.3.4 근전도전극부착두가지작업조건에따른어깨와견갑대주변의근활성도를알아보기위해서상부등세모근, 하부등세모근, 앞톱니근, 앞어깨세모근, 큰가슴근에각각전극을부착하였다. 선행연구를참고하여상부등세모근은일곱번째목뼈 (C 7 ) 의가시돌기 (spinous process) 와어깨의봉우리돌기 (acromion process) 위쪽끝의 1/2 지점, 하부등세모근은견갑골아래각높이의극상돌기에서가쪽으로 2cm부위, 앞톱니근은 5,6번째갈비뼈높이의겨드랑이중심선에서광배근앞부위에앞어깨세모근은팔의앞쪽빗장뼈에서약 4cm아래, 큰가슴근은겨드랑이주름에서내측 2cm부위에부착하였다 (Cram, Kasman, and Holtz 1998). 전극의부착부위는근전도신호에대한피부저항을감소시키기위해면도기로피부의털을제거한후소독용알코올로 2~3회닦아피부의각질층을제거하였다. 모든전극의부착은동일한실험자가실시하였다

25 2.4 분석방법 자료처리및정량화모든근전도신호는주파수대역폭 20~450Hz구간에서 1000Hz로표집되었다. 표집된신호는제곱평균제곱근법 (root mean square: RMS) 으로처리한후, 아스키파일형태로전환하여저장하였다. Myoresearch 1.06 소프트웨어를이용하여핸드스위치에의해지정된작업구간의평균값을분석하였다. 개인의차이에따른근전도신호의상대적인정량화를위하여다음과같은자세에서 15초동안의자발적기준수축 (Reference Voluntary Contraction: RVC) 에서얻은값중앞뒤 5초를제외한가운데 5초간자료수집후, 3번반복측정한평균값으로정규화 (normalization) 하였다. 측정자세는각신체의움직임에따른운동학적인근육의특성을고려하여앞어깨세모근, 큰가슴근과앞톱니근은양손에 0.5kg의아령을들고팔을 90 로굽힌 (flexion) 상태를유지한자세에서측정하였으며, 상부등세모근과하부등세모근은양손에 0.5kg아령을들고팔을 90 로벌림 (abdunction) 을유지한자세에서측정하였다 통계방법수집된자료는윈도용 SPSS version 12.0 프로그램을이용하여분석하였다. 각각의작업을수행하는동안, 손목폄보조기를착용하지않았을때, 짧은손목폄보조기그리고긴손목폄보조기를착용하였을때나타나는근활성도의차이를알아보기위해, 반복측정된일요인분산분석 (one-way repeated ANOVA) 을사용하였고, 각작업수행시보조기착용조건간의차이를확인하기

26 위해본페로니수정법 (Bonferroni's correction) 으로사후분석하였다. 통계적 유의성을검정하기위해유의수준 α 는 0.05 로정하였다

27 제3장결과 3.1 어깨의움직임이필요한반복된손작업시근활성도변화 어깨의움직임이필요한반복된손작업시손목폄보조기의착용유무와보조기의길이에따른근활성도 (%RVC) 의변화를알아보기위해실시된반복측정된일요인분산분석결과는표 2 에나타내었다. 분석결과, 측정된근육중상부등세모근과앞톱니근은근활성도가유의하게증가하였다 (p<0.05). 그러나하부등세모근, 앞어깨세모근과큰가슴근의근활성도는통계적으로유의한차이를보이지않았다. 손목폄보조기의착용유무와보조기의길이에따른각각의근전도신호량의차이를분석하기위해실시된본페로니사후검정결과는그림 7 에나타내었다. 분석결과손목폄보조기를착용하지않았을때보다짧은손목폄보조기를착용하였을때상부등세모근의근전도신호량은 43.81(%RVC) 에서 72.24(%RVC) 로, 앞톱니근은 43.76(%RVC) 에서 50.10(%RVC) 로증가하였으며, 손목폄보조기를착용하지않았을때보다긴손목폄보조기를착용하였을때보다상부등세모근은 43.81(%RVC) 에서 77.26(%RVC) 로, 앞톱니근은 43.76(%RVC) 에서 51.25(%RVC) 로근활성도가유의하게증가하였다 (p adj <0.05/3). 하지만보조기길이에따른근활성도의유의한차이는보이지않았다

28 표 2. 어깨의움직임이필요한반복된손작업시손목폄보조기착용에따른 일요인분산분석결과 근육 손목보조기착용에따른근활성도 ( 평균 ± 표준편차 ) Freehand Short Orthosis Long Orthosis p 상부등세모근 ( 견갑골올림, 상방회전 ) 43.81± ± ± * 하부등세모근 ( 견갑골내림, 상방회전 ) 60.81± ± ± 앞톱니근 ( 견갑골당김, 상방회전 ) 43.76± ± ± * 앞어깨세모근 ( 상완벌림, 굽힘, 안쪽돌림 ) 37.79± ± ± 큰가슴근 ( 상완모음, 굽힘, 안쪽돌림 ) 45.98± ± ± * p<

29 * p adj<0.05/3 (Adjustment for multiple comparisons: Bonferroni correction). UT: 상부등세모근, LT: 하부등세모근, SA: 앞톱니근, AD: 앞어깨세모근, PM: 큰가슴근. FH: Freehand, SO: Short Orthosis, LO: Long Orthosis. 그림 7. 어깨의움직임이필요한반복된손작업시손목폄보조기착용에따른근활성도비교

30 3.2 어깨의고정이필요한반복된손작업시근활성도변화 어깨의고정이필요한반복된손작업시손목폄보조기착용유무와보조기의길이에따른근활성도 (%RVC) 의변화를알아보기위해실시된반복측정된일요인분산분석결과는표 3 에나타내었다. 분석결과상부등세모근, 하부등세모근, 앞톱니근과앞어깨세모근은근활성도가유의하게증가하였고 (p<0.05), 큰가슴근은유의한차이를보이지않았다. 손목폄보조기의착용유무와보조기의길이에따른근전도신호량의차이를분석하기위해실시된본페로니사후검정결과는그림 8 에서나타내었다. 분석결과손목폄보조기를착용하지않았을때보다짧은손목폄보조기를착용하였을때하부등세모근의근전도신호량은 60.86(%RVC) 에서 78.04(%RVC) 로, 앞톱니근은 32.41(%RVC) 에서 41.06(%RVC) 로, 앞어깨세모근은 (%RVC) 에서 29.93(%RVC) 로근활성도가유의하게증가하였으며, 손목폄보조기를착용하지않았을때보다긴손목폄보조기를착용하였을때하부등세모근은 60.86(%RVC) 에서 82.26(%RVC) 로, 앞톱니근은 (%RVC) 에서 41.92(%RVC) 로, 앞어깨세모근의근전도신호량은 (%RVC) 에서 31.58(%RVC) 로근활성도가유의하게증가하였다 (p adj <0.05/3). 그리고보조기길이에따른근활성도의유의한차이는보이지않았다. 반면에상부등세모근은손목폄보조기를착용하지않았을때와짧은손목폄보조기를착용하였을때 56.79(%RVC) 에서 68.23(%RVC) 로, 손목폄보조기를착용하지않았을때와긴손목폄보조기착용하였을때는 56.79(%RVC) 에서 (%RVC) 로근활성도가유의하게증가하였으며, 보조기길이에따른근활성도

31 역시 68.23(%RVC) 에서 78.60(%RVC) 로짧은손목폄보조기착용하였을때 보다긴손목폄보조기를착용하였을때더높은근활성도를보였다 (p adj <0.05/3)

32 표 3. 어깨의고정이필요한반복된손작업시손목폄보조기착용에따른 일요인분산분석결과 근육 손목보조기착용에따른근활성도 ( 평균 ± 표준편차 ) Freehand Short Orthosis Long Orthosis p 상부등세모근 ( 견갑골올림, 상방회전 ) 56.79± ± ± * 하부등세모근 ( 견갑골내림, 상방회전 ) 60.86± ± ± * 앞톱니근 ( 견갑골당김, 상방회전 ) 32.41± ± ± * 앞어깨세모근 ( 상완벌림, 굽힘, 안쪽돌림 ) 21.81± ± ± * 큰가슴근 ( 상완모음, 굽힘, 안쪽돌림 ) 25.98± ± ± * p<

33 * p adj<0.05/3 (Adjustment for multiple comparisons: Bonferroni correction). UT: 상부등세모근, LT: 하부등세모근, SA: 앞톱니근, AD: 앞어깨세모근, PM: 큰가슴근. FH: Freehand, SO: Short Orthosis, LO: Long Orthosis. 그림 8. 어깨의고정이필요한반복된손작업시손목폄보조기착용에따른근활성도비교

34 제4장고찰 본연구의목적은일반제조업산업장에서많은작업자들이수행하고있는조립작업중대표적인두가지작업을선택하여손목폄보조기를착용하지않았을때, 짧은손목폄보조기그리고긴손목폄보조기착용하였을때나타나는어깨와견갑대주변에근활성도의변화를알아보았다. 본연구에서는어깨주변근의큰가슴근과앞어깨세모근그리고견갑대주변근의어깨의벌림시협력근으로주요하게작용하고어깨통증과도깊은연관성을갖고있는상부등세모근, 하부등세모근과앞톱니근을측정하였다 (Holte, and Westgaard 2002; Jensen et al. 1999; Neumann 2002; Sporrong et al. 1998; Yoo, Yi, and Kim 2007). 연구결과어깨의움직임이필요한반복된손작업시상부등세모근과앞톱니근은손목폄보조기를착용하지않았을때보다착용하였을때근활성도가유의하게증가하였으며, 손목폄보조기의길이에따른근활성도변화는모든측정근육에서유의한차이를보이지않았다. 어깨의고정이필요한반복된손작업수행시손목폄보조기를착용하지않았을때보다짧은손목폄보조기와긴손목폄보조기를착용하였을때상부등세모근, 하부등세모근, 앞톱니근, 앞어깨세모근의근활성도가유의하게증가하였으며, 특히상부등세모근에서는짧은손목폄보조기를착용했을때보다긴손목폄보조기착용하였을때근활성도가유의하게증가하였다. 본연구에서선정된어깨의움직임이필요한반복된손작업은홈에작은칩을넣는작업으로은행업무나우편물분류작업과매우유사한작업이었다

35 이러한작업은견갑골상방회전시협력근으로주요하게작용하는상부등세모근과앞톱니근의근활성도증가는보상적인움직임인어깨의과도한벌림을유발시켰을것이라고예측할수있으며, Mell 등 (2005) 의손목폄보조기를이용한손목의지속적인제한은작은물체조작시어깨의올림혹은벌림과같은보상적인움직임을일으킨다는선행연구결과와유사하다. 본연구에서선정된어깨의고정이필요한반복된손잡업은핀셋으로젝핀을집어올리는작업으로정밀함이요구되는시계조립과유사한작업이었다. 이러한작업시손목폄보조기의착용은어깨의벌림에서주요하게작용하는앞어깨세모근과함께견갑골상방회전에서협력근으로작용되는상부등세모근, 하부등세모근, 앞톱니근의근활성도를증가시켰다. 이는견갑골의상방회전시협력근으로작용하는근육들의활성화도를분명하게보여주고있다. 그러므로어깨의고정이필요한반복된손작업시손목폄보조기의착용은어깨의과도한벌림과같은보상적인움직임을유발시킬수있을것이다 (Decker et al. 1999; Neumann 2002). 특히어깨의과도한벌림은어깨통증을유발하는보상적움직임으로알려져있어, 손목폄보조기착용후지속적인작업은어깨통증을유발시킬수있는위험성을더욱높일수있다 (Adams, Franklin, and Barnhart 2003; Mell et al. 2005; Perez-Balke, and Buchholz 1994; Punnett et al. 2000). 본연구에서어깨의움직임이필요한반복된손작업시통계적인유의한차이를확인할수없었던근육인앞어깨세모근과큰가슴근은상완의굽힘, 안쪽돌림시주로작용하는근육으로어깨의굽힘과안쪽돌림이지속적으로필요했던본작업시에는손목폄보조기의착용유무에따른차이를확인할수

36 없었다. 그리고하부등세모근의경우는견갑골의내림을유발하는근육으로본작업시에는손목폄보조기착용으로인해견갑골의내림보다는올림과당김이더많이요구되었을것으로생각된다. 또한어깨의고정이필요한반복된손작업시통계적인유의한차이를확인할수없었던큰가슴근의경우, 주로상지의굽힘과안쪽돌림시작용되는근육으로본작업수행시에는상완의움직임이크게일어나지않아손목폄보조기착용에따른차이가없었던것으로생각된다. 본연구에서어깨의움직임이필요한반복된손작업과어깨의고정이필요한반복된손작업에서어깨와견갑대근육들의근활성도차이를보였던이유는손목의움직임을더많이요구하는작업일수록보상적인움직임은더크게나타나며, 어깨와견갑골주변근육들의과도한움직임을유발시킨다는선행연구들에의해설명될수있다 (Bernard 1997; Burtner et al. 2003). 이와같이작업에특성에따라상지의몇몇근육들은손목폄보조기의착용에직접적인영향을받지않을수도있다고생각된다. 어깨의고정이필요한반복된손작업수행은상지의움직임이적게일어나는작업임에도불구하고손목폄보조기의사용이견갑골의움직임및안정성을보상적으로더요구하게된다는사실을확인할수있었다. 하지만 Kruger 등 (1991) 은가능한많은시간을착용하는것이손목터널증후군의증상에는효과적이라고하였으며, Walker 등 (2000) 의 연구에서도손목폄보조기를손목터널증후군을대상으로 6 주동안밤에만 착용하는그룹과지속적으로착용하는그룹으로나누어치료효과를 비교하였는데일시적으로착용하는것보다는오랜시간동안지속적으로 착용하였을때손목터널증후군의증상을감소시키는데더효과적이라고하였다

37 이렇게손목폄보조기의적용은손목질환의예방과치료를위해서반드시필요한방법으로설명되고는있지만손목보조기의장시간착용으로인해나타나는어깨의이차적인통증때문에많은작업자들은시간과환경을바꾸기보다는보조기의미착용을선택한다고한다 (Walker et al. 2000). 과거에손목터널증후군의보조기적용사례를보면, 일찍이몸에비해서부피가큰보조기를밤에만적용하는방법을주로사용하였지만 (Quinn 1961), 점차재질이가볍고낮은열에서도쉽게제작할수있는재질을이용하여활동중에도착용이가능한보조기를제작하여, 일상생활에서도착용이가능하도록신체에잘맞추어제작된보조기를착용하거나이미제작된상용화된보조기를구입하여착용하기도하며착용자의선호도에따라손목만을지지하는짧은형태의 보조기뿐아니라아래팔의 2/3 을지지하는긴형태의보조기를선택하여 이용하기도한다 (Coppard, Lohman, and Shultz-Johnson 2001; Kruger et al. 1991). 본연구에서사용되었던상용화된사전제작보조기 (Commercial prefabricated orthosis) 인 Themoskin R Wrist Braces 는최근에인간공학적인측면에서다양한디자인으로대중의심리에잘맞추어서제작되어많은작업자들이선호하는보조기중하나이다. 또한작업자들은손목의움직임을완전히제한하는것보다는약간의손목의움직임을허락하여손의기능향상시킬수있는형태로사용자의선호도에따라짧은손목보조기와긴손목보조기의길이를선택할수있도록제작되었다. 이러한형태의상용화된사전제작보조기는임상적인측면에서도제작기간과비용을고려해볼때적절한

38 보조기로권장된다 (Coppard, Lohman, and Shultz-Johnson 2001; Haskett et al. 2004). 특히 Bulthaup 등 (1999) 의선행연구에서확인할수없었던손목과아래팔을지지하는보조기의길이에따라나타나는어깨와견갑대주변근의근활성도의변화를본연구에서는확인할수있었다. 어깨의고정이필요한반복된손작업을수행할때상부등세모근은짧은손목폄보조기를착용하였을때보다긴손목폄보조기를착용하였을때근활성도가유의하게증가하였다. 상부등세모근은많은근골격계질환연구에서어깨통증과매우밀접한관련이있는근육으로측정되고있고 (Jensen et al. 1999), 이근육의반복적인활성화는지속적인과긴장을유발시켜근막통증으로발달하게되며, 심각한어깨통증을야기시키는것으로알려져있다. 결국이러한연구결과는보조기의착용으로인한손목의제한에따라어깨주변의근육긴장도가더욱증가하는결과로써작업의특성과질환의경과정도에따라적절한디자인의보조기를선택하는것도어깨주변근육들의과도한사용을막기위한중요한요인임을시사하고있다 (Adams et al. 2003; Punnett et al. 2000). Cristea 등 (2000) 은원위부의관절의과도한제한은움직임의속도에영향을주며, 이러한속도의변화는운동전략에있어서비정상적인발달을유도한다고설명하고있다. Levin 등 (2001) 의연구에서도원위부와근위부의운동역학적인관계에있어서과도한제한은오히려비정상적인협력수축을유발하여불합리한운동전략이반복시키며이러한움직임의반복은주변근을이차적인위험요소에노출시킬것이라고설명한다. 또한적절한체간과상지의사용에대한움직임의

39 관찰은상지의운동적인측면의불균형의위험성을갖은사람들을위해서선행되어야한다고하였다 (Wang, and Stelmach 1998). 조립작업환경을초점으로한본연구는손목폄보조기를착용하는이들을대상에대한더폭넓은작업분석의필요성을나타내고있다. 인간공학적인측면의작업분석평가도구들을보면주로손혹은손목의도구사용에대한평가목록일뿐손과관련된작업과자세가어깨에미치는영향을통합할수있는평가도구들이부족한실정이다. 또한이전에있었던인간공학적작업평가목록들은손목의불안정한자세가어깨에미치는증상을확인하기에는부족한도구들이다 (Das, and Sengupta 1995; Mell et al. 2006). 본연구의제한점으로는첫째, 실제손목터널증후군을경험하고있는대상자가아닌정상인을대상으로실험이실시되었다. 비록실험전충분한훈련을하였지만보조기착용경험이없는대상자들이실험에참여하였기때문에지속적인착용으로인해나타날수있는보상적인움직임을완전히보여주지는못하였다. 둘째, 본실험의특성상상체노출이필요했기때문에여성피험자들의동의를얻기가어려웠다. 이로인해대상자는모두남성이었다. 셋째, 어깨의움직임을삼차원동작분석기를이용하여확인하지못하여, 측정시어깨와견갑대주변근육들을작용시기를구간별로비교할수없었다. 추후지속적인작업시어깨통증에영향을최소화할수있는최상의보조기의길이에대한연구뿐아니라보조기의타입과재질등다양한보조기의특성에대한연구를통해착용자들에게나타나는이차적인문제점들을예방하는데많은연구가진행되어야할것이다. 본연구는짧은시간을측정하였으나, 실제작업현장의손목폄보조기를착용하는작업자들은작업환경에많은시간노출되기때문에이런움직임들이

40 지속적으로일어날경우, 추후과사용증후군으로발달할수있으며, 이러한과사용증후군의발생은결과적으로누적성외상성손상으로인한근골격계질환을가져오게될것이다. 손목보조기의착용은손목을위해반드시필요한방법이지만어깨나견갑부위등과같은다른부위의파생적인손상을예방하기위해서는적절한착용과보조기선택에대한교육이이루어져야하는데, 손목터널증후군이있는작업자들에게손목폄보조기를착용해야할경우에는본연구결과를적용할수있다. 즉작업이어깨의움직임이필요한손작업일경우손목폄보조기의길이는어깨주변근육의근활성도에는유의한차이를유발하지않기때문에작업자가편하게느끼는손목폄보조기를착용하여도무관하다. 하지만어깨의고정이필요한손작업일경우긴손목폄보조기보다짧은손목폄보조기가어깨주위의근활성도를낮출수있기때문에산업장의보건전문가들은이러한작업자들에게짧은손목폄보조기를제안하는것이적절할것이다

41 제5장결론 본연구는두가지형태의모의조립작업시손목폄보조기적용이어깨와견갑대주변근의근활성도에미치는영향을알아보았다. 연구대상자들은일반성인남자 16명이었으며, 각각의작업수행시손목폄보조기의적용조건에따른어깨와견갑대주변의근활성도를표면근전도시스템을이용하여측정하였다. 1. 어깨의움직임이필요한반복된손작업시손목폄보조기적용조건에따른어깨와견갑대주변근육들의근전도신호량을측정한결과, 손목폄보조기를착용하지않았을때보다짧은손목폄보조기와긴손목폄보조기를착용하였을때상부등세모근과앞톱니근의근활성도가유의하게증가하였다 (p adj <0.05/3). 그러나하부등세모근, 앞어깨세모근그리고큰가슴근의근활성도는유의한차이가없었고, 보조기의길이에따른차이에서도유의한차이가없었다. 2. 어깨의고정이필요한반복된손작업시손목폄보조기적용조건에따른어깨와견갑대주변근육들의근전도신호량을측정한결과, 손목폄보조기를착용하지않았을때보다짧은손목폄보조기와긴손목폄보조기를착용하였을때상부등세모근, 하부등세모근, 앞톱니근그리고앞어깨세모근의근활성도가유의하게증가하였다 (p adj <0.05/3)

42 특히짧은손목폄보조기착용했을때보다긴손목폄보조기를착용했을때상부등세모근의근활성도가유의하게증가하였다 (p adj <0.05/3). 이상의결과로볼때어깨의움직임이필요한반복된손작업과어깨의고정이필요한반복된손작업수행시작업에따른차이는있지만모든작업이어깨와견갑대주변근의근활성도를증가시켰음을확인하였다. 특히어깨의고정이필요한반복된손작업의경우짧은손목폄보조기보다긴손목폄보조기착용하였을때어깨통증을유발할수있는위험요소가더많을것으로생각된다. 그러므로작업의특성에따라적절한손목폄보조기의길이를선택하는것이이차적인어깨통증을예방할수있을것이다

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50 ABSTRACT Effects of the Wearing of Wrist Extension Orthosis on the Electromyographic Activities of Shoulder and Scapular Muscles During Simulated Assembly Work Yoo In-Gyu Dept. of Rehabilitation Therapy (Occupational Therapy Major) The Graduate School Yonsei University The purpose of this study was to observe changes in electromyographic activity appeared in shoulder and scapular muscles when one wears no wrist extension orthosis, short wrist extension orthosis and long wrist extension orthosis when performing two model assembling operations. The assembling operations required two activities; putting a small chip into a groove that required shoulder movement and picking up a jack pin using tweezers that required fixed shoulder. This experiment used valpar component work samples 7 and 204, standardized work sample method to help describe work form easily. The study objects were 16 adults who use

51 right hand and did not have any functional disorder on their wrist or the upper limbs without any orthopedic surgery. The study objects were asked to do the two model assembling operations without wrist extension orthosis, with a short wrist extension orthosis and with a long wrist extension orthosis. Then, this study analyzed the differences in electromyographic activity on the anterior deltoid, upper trapezius, pectoralis major, lower trapezius and serratus anterior muscles. As a result of repetitive assembling operation that requires shoulder movement, electromyographic activity in upper trapezius and serratus anterior increased significantly when the objects wore the short and long wrist extension orthoses compared to none (p<0.05). However, there was no significant difference between the short and long wrist extension orthoses. When the objects performed repetitive assembling operation that requires fixed shoulder, electromyographic activity in upper trapezius, serratus anterior, lower trapezius and anterior deltoid showed significant increase when they wore the short and long wrist extension orthoses (p<0.05). Especially, the upper trapezius showed significantly high electromyographic activity when they wore the long wrist extension orthosis compared to a short one (p adj <0.05/3). Based on the experiment, it can be concluded that wearing a wrist extension orthosis results in unnecessary movement on shoulder girdle when people perform a repetitive assembling operation that requires fixed shoulder compared to an operation that requires shoulder movement. In addition, electromyographic

52 activity was increased more with the long wrist extension orthosis compared to the short one. Therefore, one should wear the short wrist extension orthosis rather than the long one that supports 2/3 of lower arm so that one can reduce any secondary danger factors that might appear on the shoulder and scapular area. Key Words: Scapular muscles, Surface electromyography, Valpar component work sample, Wrist extension orthosis