표면 근전도를 이용한 VDT 작업자의 등세모근 평가시스템 설계에 관한 연구 = (A)study on the design of trapezius muscle evaluation system for VDT worker using surface EMG

국문 초록 (Abstract)

국 문 초 록

표면 근전도를 이용한 VDT 작업자의
등세모근 평가시스템 설계에 관한 연구
(A Study on the Design of Trapezius Muscle
Evaluation System for VDT Worker
using Surface EMG)

이 태 우
서울시립대학교 대학원 전자전기컴퓨터공학부
지도 : 김 성 환 교수

본 논문에서는 표면 근전도를 이용한 VDT 작업자의 등세모근 평가시스템을 설계하고, 실제적인 작업 환경들로부터 근활성도(muscle activity)와 근피로도(muscle fatigue)를 측정, 분석함으로써 설계된 시스템을 평가하였다.
본 연구를 위하여 첫째로 VDT 작업 중에 있는 등세모근의 평가를 위한 측정 시스템을 설계하였다. 시스템은 근전도 신호를 시간, 주파수, 시간-주파수 평면에서 해석하는 구조이며, 근육의 부하 분담 및 근활성도, 근피로도를 측정할 수 있고, 시간-주파수 평면 파라메터를 사용하여 근육의 동적(dynamic) 운동시의 분석도 가능하도록 하였다. 특히 장시간 데이터 취득은 실제 작업 환경하에서 근육운동의 분석에 중요하다. 기존 시스템이 짧은 데이터 저장만 가능한데 비하여 1시간 이상 연속하여 데이터 취득이 가능하도록 시스템을 설계하였다.
둘째로 근전도 신호의 분석주기(window length)의 증감에 따른 분석 파라메터(영점 교차수, MITI, 중간 주파수, 평균 주파수)의 변화양상을 비교하였다. 또한 AIF(averaged instantaneous frequency), 중간주파수(median frequency), 평균주파수(mean frequency) 파라메터를 분석주기 변화에 따라 측정하여 선행연구에서와는 달리 다양한 분석주기 100[ms]∼2000[ms]에서 평균주파수와 중간주파수가 분석주기 변화상황에서도 우수함을 입증하였다.
셋째로 정부에서는 ?영상표시 단말기(VDT; visual display terminal) 취급 근로자 작업관리 지침?을 제정하여 VDT 작업 환경에서 지침으로 사용할 것을 권고하고 있으나 실제 목과 어깨의 근육에 어떠한 영향을 미치는지 근전도적인 연구는 미비했다. 등세모근의 동적, 정적실험을 통하여 근활성도, 근피로도를 측정·분석하였고, 키네시오 테이핑 요법에 따른 근전도의 측정과 분석을 통해 VDT 작업자의 등세모근 상태를 평가할 수 있는 과학적인 근거를 제시하였다.
넷째로 전처리 과정(preprocessing)에서 웨이브릿(wavelet) 방법과 적응 잡음제거기법(AIC; adaptive interference canceling)을 사용하여 적응 잡음 제거기법이 근전도 신호에서 심전도(ECG; electrocardiogram)를 제거하여 등세모근 근전도 신호 추출의 정확도를 높였다.
본 논문에서 설계한 등세모근 평가시스템은 재활의학, 인간공학, 산업공학, 스포츠 의학, 산업재해 평가 등 전 분야에 응용이 가능하고, 직무순환·작업 스케줄 산정 등의 산업현장에도 직접 적용할 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 국 문 초 록 i
• 그 림 차 례 vi
• 표 차 례 ix
• 약 어 표 x
• 기 호 표 xi
• 제 1 장 서 론 1
• 제 1 절 연구배경 1
• 제 2 절 연구목적 및 논문구성 4
• 제 2 장 근전도와 VDT 증후군 7
• 제 1 절 근육의 생리 7
• 제 2 절 신경전도와 근전도 신호 10
• 제 3 절 등세모근 구조와 기능 18
• 제 4 절 VDT 증후군 21
• 제 3 장 등세모근 평가 시스템 설계 24
• 제 1 절 하드웨어 24
• 제 2 절 소프트웨어 25
• 제 3 절 전처리 과정 32
• 제 4 장 설계된 시스템의 성능평가 51
• 제 1 절 파라메터의 적정 분석주기 결정 51
• 제 2 절 AIF 파라메터 59
• 제 3 절 중간 주파수와 평균 주파수 63
• 제 4 절 AIF, 중간 주파수, 평균 주파수의 성능비교 64
• 제 5 장 VDT 작업자의 등세모근 평가 72
• 제 1 절 정적실험과 동적실험 72
• 제 2 절 키네시오 테이핑 요법에 따른 등세모근의 근전도 81
• 제 6 장 결 론 94
• 참 고 문 헌 98
• Abstract 103