허리 근육 근전도 신호 안정성 개선을 위한 분석 방법 연구

Abstract

이 연구의 목적은 들기작업 상황에서 수집된 허리 근육 신호의 안정성을 평가하고, 근육 신호의 안정성 수준을 최대로 보장할 수 있는 방법을 제시하여, 근육 피로 분석 시 분석 결과의 질을 향상하게 시키는 방법을 제안하는 것이다. 들기작업 상황을 실험하기 위하여 등척성 수축과 등속성 수축 조건의 실험을 구성하였다. 스무 명의 실험참가자가 실험에 참가하였고, 허리 근육 신호를 수집하기 위하여 척추세움근을 사용하였다. 등척성 수축 조건은 힘의 크기(0, 25, 50 %MVC), 허리 굽힘 각도(0, 22.5, 45 degree), 허리 비틀림 각도(-30, -15, 0, 15, 30 degree)의 조합으로 구성되었고, 각 조건에서 근육 신호를 수집하였다. 근육 신호의 안정성은 윈도우 크기(250, 500, 750, 1000, 2000 ms)에 따라 분할되어 평가되었고, 평가기법으로 Runs test, Reverse arrangements test(RA test), Modified reverse arrangements test(MRA test)를 사용하였다. 등속성 수축 조건은 힘의 크기(25, 50 %Torque), 허리 폄 속도(0, 15, 30 degree/s)의 조합으로 구성되었고, 각 조건에서 근육 신호를 수집하였다. 근육 신호의 안정성은 등척성 수축 조건과 같은 방법으로 평가되었다. 등척성 수축 조건의 실험결과, Runs test, RA test, MRA test를 이용한 평가에서 근육 신호의 안정성 수준은 각각 90.3 %, 99.5 %, 93.8 %였다. 분산분석 결과, Runs test를 이용한 평가에서는 윈도우 크기, MRA test에서는 굽힘 각도와 윈도우 크기에서의 주효과가 발견되었다. 그러나 RA test를 이용한 평가에서는 주효과가 발견되지 않았다. 2인자, 3인자, 4인자 교호작용은 다양한 형태로 발견되었다. 터키 검증(Tukey’s HSD test) 결과, 힘의 크기, 허리의 굽힘 각도, 비틀림 각도가 조합된 조건에서 500 ms 윈도우 크기를 사용할 때 근육 신호의 안정성 수준이 높았다. 등속성 수축 조건의 실험 결과, Runs test, RA test, MRA test를 이용한 평가에서 허리 근육 신호의 안정성 수준은 90.8 %, 99.5 %, 85.4 %였다. 분산분석 결과, 세 가지 기법 모두에서 공통적으로 윈도우 크기에 대한 주효과가 발견되었다. MRA test에서는 추가적으로 허리 폄 속도의 주효과가 발견되었다. Runs test를 제외한 RA test, MRA test에서는 다양한 교호작용이 발견되었다. 터키 검증 결과, 250, 500 ms 윈도우 크기를 사용할 때 근육 신호의 안정성 수준이 상대적으로 높았다. 특히 30 degree/s의 조건에서는 250 ms 윈도우 크기를 사용할 때 안정성 수준이 높았다. 최종적으로 이 연구에서는 근육 신호의 안정성 수준을 높게 보장하기 위한 윈도우 크기를 제안하였다. 그리하여 등척성 수축 조건에서는 500 ms 윈도우 크기, 등속성 수축 조건에서는 낮은 수준의 허리 폄 속도에서는 500 ms 윈도우 크기, 높은 수준의 허리 폄 속도에서 250 ms 윈도우 크기를 사용하도록 제안하였다. 이 연구에서는 허리 근육을 사용하여 근육의 피로를 평가할 때 신호의 안정성 수준을 높일 수 있는 절차적 방법을 제시하였고, 허리 근육의 안정성 수준을 높일 수 있는 윈도우 크기를 제안하여 요통 예방 관련 연구를 진행하는 연구자들에게 분석 결과의 질을 향상하게 시킬 수 있는 토대를 마련했다는 데 의의가 있다고 하겠다.