main.hwp

열화상 측정기를 이용한 안마의자의 인체 영향 평가 박세진, 구준모, 이현자 한국표준과학연구원 생활계측그룹 Evaluation of Massage Chair Effect on Human Body using Infrared Imaging/Radiometric Camera Se Jin Park, Jun Mo Koo, Hyun Ja Lee Human L ife Measurement Group, Korea Research Institute of Standards and S cience 요 약 본 연구는 적외선 열화상 카메라를 이용하여 인체의 피부온도를 측정함으로서 안마의자가 인체에 미치는 영향에 관한 연구이다. 실험 결과, 안마후 상태에서 안마부위의 평균온도와 최 고온도가 안마전 상태의 같은 부위에 비해 피부온도가 통계적으로 유의하게 증가한 것으로 나 타났 다. 이는 안마의자가 인체에 미치 는 영향을 적 외선 열화상 카 메 라를 이용하 여 인체 피 부온도를 측정함으로서 비접촉, 비파괴적으로 측정이 가능하다는 것을 알 수 있었으며, 추후 가정용 운동용구 및 의료용구 평가에 기초적 자료로 활용이 가능하다. 1. 서 론 현대인들은 도심의 공해와 바쁜 생활 때문 에 많은 육체적 피로와 정신적 스트레스를 받 고 있다. 뿐만 아니라 작업 공정상의 분업 때 문에 초래된 반복 작업에 따른 근골격계질환 의 발생도 증가하고 있는 추세에 있다. 이러한 육체적 피로와 정신적 스트레스 해소 및 여러 가지 질병 예방을 위해서 웰빙 라이프 스타일 이 유행하고 있으며, 안마용구를 비롯한 여러 가지 가정용 운동 용구 및 의료 용구 의 사 용이 증대되고 있다. 우리 인체는 자연치유력을 지니고 있어서 어지간한 외부의 자극들에 대해서는 스스로 점검하고 해결해 나감으로서 몸의 상태를 항 상 일정하게 유지하고 있다. 이러한 성질을 항 상성 이라 하며, 몸의 이상은 이러 한 항 상성 이 깨어졌을 때 나타나는 현상이다. 안마 요법은 안마를 통해서 이러한 항상성을 유지시키는 요법 이다. 안마 요법 은 인간의 질병 을 치 료 하는 수단 으로서 가장 오래된 형태로 존재해 왔다(장희 정, 000). 안마 요법은 피부, 근골격계, 심혈 관계, 림프 등 다양한 신체조직에 치료효과를 가져오며(김석련, 1995), 환자에게 심리적, 정 신적 이완감을 제공하여 스트레스 관리에 유 용하다고 알려져 있다(장희정, 000). 또한, 고 대 중국의 운동 치료와 안마에 관한 최고의 문헌인 춘추시대에 쓰여진 황제내경에서는 인 체는 위협을 느끼면 신경과 혈관이 막혀 마비 를 초래하나 그것은 안마로 치유된다 라고 하 여 손을 이용한 안마 치료법을 기술하고 있다

(Kim et al., 1998). 오늘날의 안마 요법은 동서 양을 막론하고 끊임없이 발전되고 있으며 현 대의학의 영역에서도 그 응용이 확산되고 되 고 있다(이향련 등, 001) 우주에 존재하는 모든 물체들은 모두 절대 온도 영도(-73 ) 이상의 온도를 갖고 있으며 이러한 물체에서는 그 온도에 대응하는 열에 너지(적외선)를 방사하고 있다. 1800년에 William Herschell경 이 가시 스 펙 트럼 의 끝 인 파장 측으로부터 열 효과가 큰 부분이 있음을 발견 하 고, 1835 년에 A. Amphere가 이것 이 가시 광 선과 같은 광파로 되어 있음을 발표하여 현재 의 적외선에 대한 기초를 구축하게 되었다. 열 화상 카메라는 비디오 카메라처럼 작동하지만 영상이 일 반적 인 light'가 아닌 infrared energy(열) '를 검출 하 는 것 이 다 른 점 이다. 적 외선 열화상 카메라란 비접촉형의 고감도 방 사온도계로 측정대상물의 표면으로부터 방출 되는 적외선 영역(3-5, 8-13μm)의 전자파를 감 지, 검출하여 열화상인 온도색상분포로 표시되 는 장치로 광범위한 부위에 대해 비접촉식으 로 신속하게 표면온도를 측정함으로 효율성 높게 문제부위의 원인 및 범위의 검출이 가능 하고, 접근이 어려운 부위 및 고소부에서의 측 정이 가능하며, 적정 단열 여부, 기밀 및 침기 정도, 열교현상 등에 대한 유효한 검출에서부 터 구조물의 비접촉, 비파괴검사 시 활용이 가 능하다는 장점이 있다. 이러한 적외선 열화상 카메라의 활용범위는 매우 다양하다. 먼저, 건축분야에서는 건물외 피 및 설비배관, 전기배선부위의 에너지 소비 가 많은 부분에 대한 열성능 진단 및 분석을 통해 열손실 부위에 대한 평가 및 에너지 절 약 대책을 마련하고, 건물 외벽, 법면, 교량 등 의 곤크리트 구조물의 비접촉, 비파괴 검사용 조사진단 장비로 활용되며, 구조물 거푸집 내 콘크리트 타설시 밀실시공 여부확인 등 시설 물의 고품질 시공을 유도하기 위한 도구로 활 용될 수 있다. 이외에도 농업분야에서는 적외선 열화상 카 메라를 이용하여 작물의 연속적인 생체 정보 를 비파괴적으로 측정할 수 있다. 열화상 정보 를 이용하여 각종 스트레스에 대한 작물의 반 응을 구명한 결과가 보고되고 있으며(Hashimoto et al., 198 4; Inoue, 198 6; Ceccardi et al., 1995; 채희연, 000), 김용현 등(001)은 적외선 열화상 카메라를 이용하여 광질이 다른 환경 하에서 접목묘 결합 부위의 온도 변화를 측정 하고 결합상태를 비파괴적으로 해석하였다. 인체는 다양한 환경 변화에 대하여 스스로 체온조절반응을 일으켜 체온의 항상성을 유지 시킨다(한화택 등, 00). 피부온은 인체와 환 경이 접하는 경계면의 온도이므로 인체와 환 경과의 열교환량을 규정하는 인자로서 인간의 체온조절 반응의 정도를 나타내는 지표가 되 며 나아가 인체의 온열감을 좌우하는 인자로 서 온열 생리기능 연구에 있어서 중요한 지표 이다(Gagge et al., 1938; 김명주, 1996). 현대인들은 육체적 피로와 스트레스를 해소 하기 위해서 운동용구 및 건강용구의 사용이 증가하고 있다. 하지만 이런 용구들의 인체에 대한 정확한 평가 체계는 수립되어 있지 않은 실정이다. 따 라서, 본 논 문 은 안마의자가 인체 에 미치는 영향을 적외선 열화상 카메라를 이 용하여 인체 피부온도를 측정함으로서 비접촉, 비파괴적으로 평가하고자하였다.. 실 험 방 법. 1 피 실 험 자 실험은 과거 심혈관질환 및 근골격계질환을 경험한 일이 없는 건강한 성인 남성 (나이: 7.1±3.03 세, 키: 174.1±6.1 cm) 10명을 대상 으로 실시하였다. 실험참여는 피실험자들의 참 여 동의를 통해 이루어졌으며, 실험대상 결정 을 위한 기본 정보를 마련하기 위해 설문지를 통하여 연령 및 실험 당일의 몸 상태를 조사 하였다. 피실험자에게는 참여수당이 지급되었 으며, 실험 당일에는 흡연이나, 커피, 알코올 복용을 하지 않도록 하였다.

. 실 험 장 비 피실험자의 안마전과 안마후의 체온 변화를 측정하기 위해서 적외선 열화상 측정기인 FLIR사의 ThermaCam SC000을 사용하였으 며, 안마용구는 일반적인 전신 안마의자를 사 용하였다.. 3 실 험 계 획 실험에 이용된 독립변수는 3수준의 상태 였 으며, 각 상태는 안마를 받기 전에 항온항습이 유지되는 실내에서 평상시 체온을 측정하는 안마전 과 안마의자에 안마 기능 을 사용하 지 않고 앉아 있을 때인 착석후, 그리고 안마기 능 중 어깨 부위의 안마를 받았을 때인 안마 후 이었다. 각 상태의 비교를 위해 사용된 종속변수는 어깨부위의 평균온도, 최고온도, 최저온도로 하였다.. 4 실 험 과 정 실험에 앞서 실험의 목적과 방법, 실험의 위 험정도에 대한 설명이 이루어졌으며, 실험참여 에 동의한 피실험자에 대한 신장 및 연령, 기 타 근골격계와 심혈관계통 상태에 대한 설문 조사를 수행하였다. 설문조사 결과 이상이 발 견된 경우 실험대상에서 제외하였다. 실험당일 안마전의 기초 자료를 획득하기 위해서 피실험자의 상의는 모두 벗게 하였으 며, 실험실의 온도에 적응하기 위해 30분 동안 의자에 앉아 휴식을 취하도록 하였다. 휴식 중 에는 등을 의자에 기대어 체온이 변하지 않도 록 주지하였다. 적외선 열화상 카메라 촬영시 에는 선자세에서 안정을 유지하고 정면을 주 시하도록 하였으며 양팔은 90도로 올리도록 하였다. 또한, 측정 위치를 일정하게 유지하기 위해서 바닥의 기준선에 맞춰 측정하였다. 안마전 적외선 열화상 사진을 촬영한 후에 는 실험계획에서 언급한 착석후 상태와 안마 후 상태를 랜덤하게 부과한 후 적외선 열화상 카메라로 피부온도를 측정하였다. 착석후 상태 는 안마전과 안마후의 온 도변 화가 안마의자의 영향인지, 인체와 안마의자 사이의 보온 작 용에 의한 것인지 를 비 교 하기 위해 서 안마의자를 작동하지 않은 채로 안마시간과 같은 15분간 안마의자에 편안하게 앉아 있도록 하였다. 15 분간 안마의자를 작동 하 지 않 은 상태로 앉아 있은 후, 안마전과 같은 위치에서 같은 자세로 적외선 열화상 카메라로 피부온도를 촬영하였 다. 안마후 상태는 안마의자에 편 안하게 앉 은 후 15분간 어깨부위 안마를 받았다. 각 상태에 서의 피부온도 촬영이 끝난 후에는 충분한 휴 식을 취해 피부온도가 실험실 온도에 적응하 여 안마전의 온도로 돌아가도록 하였다. 3. 실 험 결 과 각 상태에서 촬영된 적외선 열화상 사진을 이용하여 안마를 실시한 어깨 부위의 평균온 도, 최고온도, 최저온도를 비교하였다. 그림 1 은 안마전, 착석후, 안마후 상태의 적외선 열 화상 촬 영 장 면이다. 표 1. 각 상태(안마전, 착석후, 안마후)에 대한 피부온도 비교(ANOVA 분석) 평균온도 최고온도 최저온도 Sum of Squares df Mean Sq uare F Sig. 3.350 1.6 75 4.153.07 10.890 14.40 7 9.403.814 1.4 07 4.796.017 7.91 7.93 10.735 9.189 1.0 94 1. 04 1.367 8.393 7 1.0 5 30.58 9

3. 1 평균 온 도 촬영된 적외선 열화상 화면을 이용하여 어 깨부위의 평균온도에 대한 분산분석을 수행한 결과 상태에 따른 피부온도의 차이가 통계적 으로 유의한 것으로 나타났다(p = 0.07) (표 1 참조). 따라서, 다중 비교를 수행한 결과 안마 전 상태와 안마후 상태는 통계적으로 유의하 였지만(p = 0.04), 안마전 상태와 착석후 상태 및 착석후 상태와 안마후 상태는 통계적으로 유의하지 않았다(각각 p = 0.657, p = 0.148)(그 림 참 조). 이것 은 안마의자와 인체 사 이의 접촉에 의한 온도 상승이 아니라 안마 효과로 인한 피부온도 상승이라고 말할 수 있다. 그림. 각 상태에 따른 평균온도 3. 최 고 온 도 어깨부위의 최고온도에 대한 분산분석을 수 행한 결과 상태에 따른 피부온도의 차이가 통 계적으로 유의하였고(p = 0.017)(표 1 참조), 다 중 비교를 수행한 결과 안마전 상태와 안마후 상태는 통계적으로 유의하였지만(p = 0.01), 안마전 상태와 착석후 상태 및 착석후 상태와 안마후 상태는 통계적으로 유의하지 않았다 (각각 p = 0.59, p = 0.313). 그림 1. 각 상태에 따른 적외선 열화상 측 정 화면 (위: 안마전, 가운 데 : 착석 후, 아래: 안마후) 그림 3. 각 상태에 따른 최고온도

3. 3 최 저 온 도 안마를 실시한 어깨부위의 최저 온도에 대 한 분산분석을 수행한 결과, 상태에 따른 피부 온도의 차이는 통계적으로 유의하지 않았다(p = 0.367)(표 1 참조). 4. 결 론 안마요법은 손을 이용하여 신체를 문지르고, 주무르고, 누르고, 굴리고, 때리고, 두드리는 동작을 가하여 혈액이나 림프의 순환을 촉진 하고 근육을 이완시키며, 통증을 완화시키고 신진대사의 밸런스를 회복하는 등의 신체적, 정신적 효과 를 그 목 적 으로 한다. 안마의자는 손 대신에 기계장치를 이용하여 안마요법을 제공하는 용구이다. 본 실 험은 적외 선 열화상 카 메라 를 이용하 여 안마의자가 인체에 미 치는 영향을 파 악 할 목적으로 수행하였다. 분석 결과 안마전 상태 에 비해서 안마후 상태의 어깨부위 피부온도 가 통계적으로 유의하게 상승하였다. 따라서 인체와 안마의자 사이의 접촉면에서 발생하는 체온 상승이 아닌, 안마 의자에 의해서 인체의 피부온도가 상승하였다고 볼 수 있다. 이것은 안마에 의한 혈관확장의 결과로서 피부혈류가 증가함으로서 피부온도가 상승한 것이다. 따라 서 충분히 안마 효과가 있다고 말 할 수 있다. 이러한 결과는 아직 체계적이지 못한 가정 용 운동용구 및 의료용구의 제품평가 시 인체 에 미치는 영향을 적외선 열화상 카메라를 이 용하여 비접촉적, 비파괴적으로 평가가 가능하 다고 할 수 있으며, 향후 안마용품 및 가정용 운 동 의료용구 평가에 기초자료 로 활용이 가 능하다. 참 고 문 헌 김석련(1995), 스포츠 맛사지, 도서출판 금광 장희정(000), 손 팔 마사지가 중년 여성의 심리적 변인에 미치는 효과, 대한간호 학회, 30(6), pp. 1389-1399. Kim E. S., Jin Y. S., Choi S. K., Lee E. S., Yoo T. H. and, Park J. K.(1998), "Ex ercise Therap y II: Sp orts massage. Seoul: HackSul Jaryo Co. 이향련, 김병은(001), 안면경락마사지 간호중 재가 뇌졸중 환자의 안면마비 회복에 미치는 영향, 대한간호학회지, 31(6), pp. 1044-1054. Hashimoto. Y., T. Ino, P. J. K ramer, A. W. Naylor, and B. R. Strain(1984), "Dynamic analysis of water stress of sunflower leaves b y means of a thermal image p rocessing system", Plant Physiology, 79, pp. 66-69. Inoue. Y. (198 6), "Remote- monitoring of function and state of crop community", J apanese J ournal of Crop S cience, 55( ), pp. 6 1-68. Ceccardi. T. L., R. L. Heath, and I. P. Ting(19 95), "L ow- temperature ex otherm measurement using infrared thermography", Hortscience, 30(1), pp. 140-14. 채희 연 (00 0), 열화상을 이용한 작물 생 장 감 시, 서울대학교 대학원 석사학위논문. 김용현, 이상헌, 김진국(001), 열화상을 이용 한 접목묘 결합 부위의 식물체온 측정, 한국농업기계학회 동계학술대회 논문집, pp. 198-03 한화택, 김민규, 박명규, 이성수(00), 다채널 피부온 센서를 이용한 인체표면 온도분 포의 측정, 한국감성과학회 0 춘계학 술대회 논문집, pp. 05-09. Gagge et al.(1938 ), T he Influence of Clothing on the Physiological Reactions of the Human Body to V arying Environmental Temperature", American J ournal of Physiology, 14:30. 김명주(1996), "한국인의 월별 피부온에 관한 연구, 서울대학교 박사학위 논문.