Ⅰ. 서 론

산업 현장에서는 다양한 물건을 옮기고 처분하기 위해 수동운반장비를 빈번하게 이용하고 있다(Pinupong et al., 2020). 이 과정에서 작업 환경에 따라 사람이 직접 수동운반장비를 이동시키거나 들어올리는 상황이 발생한 다(Schaub & Schaefer, 2005; NIOSH, 2021). 이러한 작 업을 장시간 반복적으로 수행할 경우 허리, 어깨 등 인체 근골격계의 부담과 퇴행성 질환을 유발하기 때문에 (Iwakiri et al., 2024) 수동운반장비의 생체역학적, 인체 공학적 디자인은 건강 관리에 매우 중요한 요인으로 작용 한다(Wurzelbacher et al., 2020).

밀기(pushing)와 당기기(pulling)에 관한 인체공학 표 준 지침 핸드북을 바탕으로 수동운반장비가 인체 근골격 계에 미치는 위험 요인을 살펴보면, 근로자의 자세와 숙 련도, 인구학적 특성 및 수동운반장비의 이동 시 초기 관 성과 지속 힘(sustained force), 이동 빈도, 이동 거리, 바 퀴의 적합성, 주변 환경, 관리 체계를 예로 들 수 있다 (Schaub & Schaefer, 2005). 이 중 수동운반장비의 디자 인에 따른 사용자의 근골격계 위험에 관한 요인으로는 수 동운반장비 이동을 시작할 때와 이를 유지하는 데 필요한 힘의 수준이라 할 수 있다. 또한, 수동운반장비를 이동하 는 자세에 따른 인체 근육의 활성 수준 역시 사용자의 피 로에 직접적으로 연관이 있는 요인이다.

밀기와 당기기 동작의 근육 활성 연구는 주로 손잡이 위치와 이동 동작을 변인으로 설정하여 수동운반장비 디 자인과 근골격계 질환 위험의 상호작용을 다루어 왔다. 통상적으로 밀기는 당기기보다 낮은 근육 활성과 허리 압 박 효과가 있다(Lee et al., 1991;Bennett et al., 2011;Kao et al., 2015;Pinupong et al., 2020). 보다 구체적으 로 근전도를 활용하여 L5-S1의 디스크 압박 수준을 추정 한 연구에 따르면, 손잡이 높이가 허리보다 어깨 높이일 때와 당기기보다 밀기 동작 시 근골격계 부하가 감소하는 것으로 나타났다(Hoozemans et al., 2004). 그러나 손잡 이가 낮은 경우에서는 당기기 동작이 밀기보다 척추 간 전단력과 압박력에서 위험성이 감소한 것을 보여주었다 (Knapik & Marras, 2009). 이러한 연구들은 손잡이의 특 성과 이동 동작이 인체 근육 활성에 미치는 영향에 있어 복잡한 상호작용이 존재한다는 것을 보여주고 있다(Hsu, 2025).

들기(lifting) 동작은 미국 산업안전보건연구원에서 사 용자의 근골격계 질환 예방을 위해 손과 몸의 위치·각 도·빈도·접촉 품질을 최적화하여 허리 및 어깨의 근육 활성을 낮추도록 권장하고 있다(NIOSH, 2021). 특히, 적 정 손잡이에 관한 정보를 제시하고 있으며, 예를 들어, 신 체 중심에 가까이 위치하고, 손잡이의 굵기는 3~5 cm, 마찰계수 0.4 이상, 손목 중립 위치(natural position) 유 지, 다양한 손 크기 대응해야 한다는 것과 같이 구체적인 가이드라인을 제시하고 있다(NIOSH, 2021).

들기 동작에 관한 근육 활성 연구는 체간 근육에 집중 되어 왔으며, 그 중에서도 척추기립근이 가장 밀접한 관 련이 있다(Seroussi et al., 1987;Dolan & Adams, 1993;Roy et al., 1998). 구체적으로, 척추기립근의 경우 아래쪽 으로 갈수록 근활성도가 증가하는 경향을 보였으며(Jing et al., 2004), 상지 보다 대칭적인 근활성 증가 경향을 보여주었다(Isa et al., 2014). 들기 동작을 수행하는 자세 역시 근활성에 유의미한 영향을 주며(Gallagher et al., 2011), 이는 수동운반장비 디자인의 중요성을 시사하고 있다. 그러나 다수 문헌에서 밀기와 당기기와 별도로 들 기 동작을 다루고 있어, 수동운반장비 이동 시 자주 나타 나는 세 동작을 동일 실험 환경에서 직접 비교한 근활성 기반 통합 분석은 제한적이다.

본 연구는 손잡이 형태가 다른 두 수동운반장비에서 밀 기, 당기기, 들기 세 동작의 근육 활성도를 비교하여 인체 근골격계에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 특히, 본 연 구는 사용자와 수동운반장비가 상호작용하는 손잡이 디 자인이 체간 및 하지 근육 활성에 변화를 가져올 것으로 가정하였다. 본 연구를 위해 동일한 실험 환경에서 손잡 이 디자인이 길고 유연한 수동운반장비와 짧고 단단한 장 비를 사용하여 밀기, 당기기, 들기 동작을 하는 과정에서 근전도(EMG, electromyography)를 통해 체간과 하지 근 육의 활성도 변화를 측정하였다. 특히, 본 연구에서는 산 업 현장에서 실제로 사용하고, 손잡이 디자인이 명확히 다른 두 수동운반장비를 이용하여 직접적으로 근육 활성 을 측정하였다. 이러한 접근은 산업 현장 노동자의 근육 에 실제로 가해지는 부하 수준을 파악할 수 있는 실증적 근거를 제공한다.

Ⅱ. 방법

1. 연구 참가자

본 연구를 위해 건강한 성인 남녀 31명을 모집하였다. 참여조건은 최근 6개월 간 독립적 보행이 가능하며, 정상 적인 인지 능력이 있을 경우로 하였다. 그러나 최근 6주 이내 근골격계의 급성 통증, 손상, 질환, 수술한 이력이 있거나, 만성 신경계, 심혈관계, 근골격계 질환, 임신으로 안전상 위험이 있는 경우 실험에서 제외하였다. 또한, 실 험 중 갑작스러운 피로나 통증이 발생할 경우 즉시 실험을 중단하였다. 본 연구는 대학 기관생명윤리위원회(IRB)의 승인을 받았다(1041107-202506-HR-001-15).

2. 장비

본 연구에서는 손잡이 형태가 명확하게 다른 두 종류의 수동운반장비를 사용하였다. 생체역학적 수동운반장비의 경우 유연한 긴 스트랩 손잡이가 부착된 박스형 장비이며 (다끌레어 CCW01, ㈜ 바럽, 한국), 용량은 100L로 외형 크기는 900 × 500 × 940 mm였다(Figure 1). 본 연구에 서는 이를 LH(long handle) 디자인 수동운반장비로 정의 하였다. 다른 수동운반장비는 금속 재질의 짧은 손잡이로 구성되어 있으며(만능용기, 리즈트리, 한국), 현장에서 널 리 사용하는 원통형 디자인이었다. 용량은 110L로 외형 크기는 540 × 540 × 670 mm였다. 본 연구에서는 이를 SH(short handle) 디자인 수동운반장비로 정의하였다.

Figure 1

수동운반장비. 좌: 긴 손잡이(LH) 디자인, 우: 짧은 손잡이(SH) 디자인.

본 연구는 실제 현장에서 사용하는 각 제품의 고유 디 자인과 착용된 바퀴를 그대로 유지하여 실험을 진행하였 다. 이에 따라, 실험 중 윤활 또는 휠 교체는 수행하지 않 았다. 다만, 손잡이의 형태에 초점을 두기 위해 두 수동운 반장비의 시험 하중은 모든 조건에서 20kg으로 동일하게 통제하였다. 다만, 해당 무게를 들기 어려운 참가자가 있 을 경우 무게를 줄이고 주어진 과제를 수행하도록 하였 다. 하중은 바벨 원판과 무게추를 사용하여 조정하였으 며, 각 수동운반장비의 수평 중심에 가깝도록 바닥면에 밀착 배치하였다.

수동운반장비 이동 동작에서 인체 근육의 활성을 측정 하기 위해 16채널 무선 표면근전도 시스템을 사용하였다 (AVANTI, Delsys, USA). 근전도 시스템의 데이터는 20– 450 Hz 범위에서 1,000Hz로 샘플링하였다. 근전도 전극 은 우세 측 흉쇄유돌근, 척추기립근(C4, T7, L4), 복직근, 외복사근, 내복사근, 중둔근, 대퇴직근, 외측광근, 반건양 근, 전경골근, 장무지신근, 내측비복근, 가자미근, 장비골 근에 부착하였다(Perotto, 2011; Figure 2). 전극 부착 전 표피의 각질을 제거하고 일회용 알코올 솜으로 닦아 피부 상태를 준비하였다. 각 전극의 근육 신호 감지 상태를 확 인하기 위해 스쿼트와 걷기를 실시하였다.

Figure 2

근전도 측정 위치. 흉쇄유돌근: SCM, 척추기립근(C4): ESC, 척추기립근(T7): EST, 척추기립근(L4): ESL, 복직근: RA, 외복사근: EO, 내복사근: IO, 중둔근: GM, 대퇴직근: RF, 외측광근: VL, 반건양근: ST, 전경골근: TA, 장무지신근: EHL, 내측비복근: MG, 가자미근: SOL, 장비골근: PL.

3. 절차

본 연구는 참가자 내 교차설계로 진행되었다. 밀기, 당 기기, 들기 동작을 수행하였으며, 각각 3회 반복하였다. 피로 요인 제거를 위해 세 동작과 세 번의 반복으로 구성 된 총 9회의 시도 순서를 개인별로 무작위화하였다. 또한, 각 시도 간 2~3분의 휴식을 제공하였다. 모든 과제는 동 일한 실험실 바닥에서 수행되었고, 시험 하중과 장비 환 경은 전 구간에서 유지하였다. 본 실험에 앞서 RVC (reference voluntary contraction) 정규화를 위해 보행 과제를 시행하였으며, 참가자는 자신의 자연스러운 속도 로 3m의 직선 트랙을 왕복 두 차례 보행하였다. 이 때 참 가자별 3개의 보행 주기에서 근전도 신호를 수집하였다.

산업 현장에서 사용자의 근육 수축 상태를 자연스럽게 관찰하기 위해 세 가지 수동운반장비 이동 동작 수행에 제한을 최소화하였다. 특히, 손잡이 잡는 방식과 관련하 여 별도의 지시를 하지 않고 참가자가 자연스럽게 과제를 수행하도록 하였다. 밀기 동작 수행 시 참가자는 수동운 반장비를 앞에 두고 장비의 상부 모서리 중 신체에 가까운 곳을 양손으로 잡고 앞으로 밀도록 하였다. 당기기는 밀 기와 반대로 수동운반장비를 잡고 뒤로 이동하도록 하였 다. 밀기와 당기기는 모두 참가자가 스스로 선택한 속도, 보폭으로 세 걸음 이동하도록 지시하였다. 들기 동작의 경우 참가자는 수동운반장비의 손잡이를 양손으로 잡고 카트 바로 앞에 있는 15cm 단상에 장비를 올려놓도록 지 시하였다. 이때, 부착된 근전도 전극과 간섭을 피하기 위 해 수동운반장비를 신체에 닿지 않도록 하였다. 들기에서 도 참가자가 스스로 선택한 속도에서 동작을 수행하였다. 근전도 측정은 각 동작 수행 시작부터 정지하는 동안 진행 되었다.

4. 자료분석

수집된 근전도 신호는 표준 처리 절차에 따라 전처리· 정규화·구간화 순으로 처리하였다. 먼저 원시 신호에 35Hz에서 3차 high-pass Butterworth filter를 적용하였 다. 이후 각 채널에서 평균값으로 영점을 조절하고 절댓 값으로 변환하였으며, 신호를 매끄럽게 만들기 위해 10Hz 에서 low-pass를 적용하였다(Hug, 2011).

분석 구간은 본 연구의 동작 특성에 맞추어 설정하였 다. 밀기, 당기기의 경우, 이동 시작부터 세 걸음 이동한 구간으로 분석 구간을 설정하였고, 들기는 수동운반장비 를 들기 시작한 순간부터 바로 선 자세에 도달할 때까지로 설정하였다.

구간 설정 후 각 동작 및 구간별 제곱평균제곱근(RMS, root mean square)을 계산하였다. 이후 각 참가자의 보행 과제에서 측정한 근전도 신호 역시 제곱평균제곱근을 계산 하고, 이를 기반으로 각 동작 및 구간 데이터의 RVC 정규화 를 시행하였다(%RVC-RMS). 마지막으로 정규화한 근전도 데이터의 각 동작 및 구간별 평균을 계산하였다.

5. 통계분석

각 동작 및 구간에서 산출한 3회 시도에 관하여 %RVC-RMS의 평균 ± 표준편차를 계산하였다. 수동운반 장비 유형(LH, SH)과 동작(밀기, 당기기, 들기)을 피험자 내 요인으로 하는 이원배치 반복측정 분산분석(two-way repeated-measures analysis of variance)을 근육별로 수 행하였다. 주 효과(카트, 동작)와 교호작용(카트×동작)을 검정하였으며, 유의수준은 α=0.05(양측)로 설정하였다. 동작 요인과 교호작용에 대해서는 구형성(Mauchly 검정) 을 확인하고, 위반 시 Greenhouse–Geisser 보정을 적용하 였다. 주 효과 또는 교호작용에서 유의한 효과가 있을 경 우 Tukey HSD 검사로 사후분석을 실시하였다. 통계 분석 은 SPSS 29(IBM Corp., NY, USA)에서 수행하였다.

Ⅲ. 결과

본 연구 과정에서 31명의 참가자를 모집하였으나, 실험 과정 중 3명이 근육 피로 증상으로 인하여 중도 탈락하여 28명을 대상으로 자료 분석을 시행하였다. 피험자 정보는 Table 1과 같다. 일부 참가자에서 기본 20kg의 무게를 이 동하는 데 어려움이 있어 4명은 16kg으로, 2명은 12kg으 로 각각 조정하여 세 이동 과제를 수행하였다.

본 연구에서 이원배치 반복측정 분산분석을 통해 각 근 육의 %RVC-RMS를 수동운반장비 종류와 이동 동작에 따 라 비교한 결과 일부 근육에서 비교 변인에 따라 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이동 동작과 관계없이 두 수동운반장비에 따른 근활성도(%RVC-RMS)를 비교한 결과 척추기립근(T7)에서 통계적으로 유의한 차이를 확인 하였다(p<0.05, Table 2). 수동운반장비 간 평균을 비교했 을 때 LH는 SH 대비 허리의 척추기립근(T7)에서 약 12.6% 낮은 값을 보여주었다.

수동운반장비에 관계없이 이동 동작에 따른 근활성도 차이를 분석한 결과 복직근을 제외한 모든 근육의 근활성 도에서 이동 동작에 따른 통계적으로 유의한 차이를 확인 하였다(p<0.05, Table 3). 사후검정 결과 체간 근육에서는 들기 동작 시 다른 동작보다 근활성도가 통계적으로 유의 하게 높은 것으로 나타났다(p<0.05). 대표적으로, 척추기 립근(T7)의 경우 들기 동작의 평균 근활성도는 당기기 및 밀기에 비해 각각 약 310%, 500% 이상 높은 값을 보였으 며, 흉쇄유돌근에서도 각각 약 48%, 127% 높은 근활성도 가 나타났다. 반면 하지 근육에서는 당기기 동작에서 다 른 동작보다 근활성도가 유의하게 높게 나타났다 (p<0.05). 구체적으로, 대퇴직근과 외측광근에서 당기기 동작의 평균 근활성도는 들기보다 약 69~77% 높았으며, 발목 주변 근육인 전경골근과 장무지신근에서도 당기기 동작이 들기보다 약 90~100% 높고, 밀기보다 약 35~48% 높은 값을 보였다.

중둔근, 반건양근, 내측비복근, 장비골근, 가자미근의 경우 수동운반장비와 이동 동작의 주 효과뿐 아니라 교호 작용이 존재하여 이를 중심으로 결과를 제시하였다(Table 4). 사후검정 결과, 가자미근은 당기기 동작 수행 시 LH가 SH 대비 약 43% 낮은 값을 보이며 장비 간 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 일부 근육의 경우 특정 장비 유형에 한정 하여 이동 동작에 따른 근활성도 패턴이 다르게 나타났 다. SH 장비 이용 시 중둔근과 가자미근에서 당기기 동작 이 다른 동작에 비해 유의하게 높은 값을 보여주었다 (p<0.05). 반면, 내측비복근과 장비골근에서는 LH 장비에 한정하여 들기 동작이 당기기나 밀기 동작보다 유의하게 높은 값을 보였다(p<0.05). 한편, 반건양근의 경우 교호작 용 검정에서 유의한 차이가 있었으나(p<0.05), 사후검정 에서 특정 조건 간의 유의한 차이는 없었다.

Ⅳ. 고찰

본 연구는 손잡이 디자인이 다른 두 수동운반장비에서 밀기, 당기기, 들기 동작의 근육 활성도를 비교하였다. 연 구 결과 각 근육에 따라 장비 및 이동 동작에 따른 근육 활성도 차이를 확인하였다. 구체적으로 일부 체간과 하지 근육에서 이동 동작에 관계없이 또는 당기기 동작에서만 수동운반장비 디자인에 따른 근활성도 차이가 나타났다. 또한, 이동 동작에 따른 근활성도를 비교한 결과 대부분 의 근육에서 장비 종류와 관계없이 유의한 차이가 있었으 며, 일부 근육은 특정 장비에서만 동작에 따른 차이가 나 타났다. 이러한 결과는 실제 현장에서 사용하는 수동운반 장비의 생체역학적 디자인에 따라 사용자의 근육 활성이 유의미하게 변화한다는 것을 보여준다.

본 연구는 사용자와 수동운반장비가 상호작용하는 손 잡이 디자인에 따라 사용자의 근육 활성이 변화하는 것을 확인하였다. 구체적으로 척추기립근(T7)은 모든 동작에 서 SH보다 LH에서 낮은 근활성도를 보여주었다. 이와 유 사하게, 가자미근은 당기기 동작에서 LH 사용 시 낮은 근 활성도가 나타났다. 이러한 결과는 LH는 짧고 강성이 높 은 금속 재질의 SH에 비해 체간을 선 자세로 유지할 수 있어 굽힘 모멘트를 완화하여 근육의 부하를 줄이는 역할 을 한 것으로 해석된다.

본 연구 결과는 수동운반장비 유형에 따른 근골격계 부 하 변화를 관찰한 선행 연구 결과와 유사하다고 볼 수 있 다. 해당 선행 연구에서는 수동운반장비의 손잡이와 휠의 디자인 개선을 통해 척추기립근의 평균 근육 활성도가 약 30% 감소하는 것을 확인하였다(Wollesen et al., 2017). 경추 신전근에 포함되는 상부승모근 역시 약 45% 근육 활성도가 감소하는 효과가 나타났다. 해당 연구에서는 손 잡이 높이와 각도를 대상자에 맞춤형으로 조절이 가능하 였다는 점에서 본 연구의 LH와 유사성을 찾아볼 수 있다.

본 연구의 LH는 SH보다 높은 위치에서 손잡이를 잡도 록 고안되었다. 이러한 높은 위치의 손잡이는 특히, 당기 는 동작에서 체간의 척추기립근과 가자미근의 근육 사용 수준을 감소하는 데 기여하였을 것으로 보인다. 손잡이 높이에 따른 근육 활성도 차이에 관한 선행 연구에 따르면 높은 손잡이일 때 척추기립근에서 낮은 근육 활성을 보였 으나 복직근에서는 명확한 차이를 보이지 않았다(Chow et al., 2017). 특히, 당기기에서는 손잡이 높이가 높을수 록 척추 압박력이 감소하지만, 밀기에서는 큰 변화가 없 었다(Lee et al., 1991). 그러나 이와 반대의 결과를 제시한 연구도 있었다. 척추 압박력을 측정한 다른 연구에서는 당기기에서 차이를 보이지 않았으며, 오히려 밀기에서 어 깨 높이의 높은 손잡이가 허리 높이의 낮은 손잡이보다 감소한 결과를 보여주었다(Hoozemans et al., 2004). 손 잡이 높이(신장 50%, 65%, 85%)를 동작(밀기, 당기기)에 따라 척추 전후방 전단력을 비교한 연구에서는 전반적으 로 손잡이 높이가 낮을수록 낮은 수치를 보여주었으나, 복잡한 상호작용이 존재하는 것을 보여주었다(Knapik & Marras, 2009). 구체적으로 손잡이 높이가 신장의 50% 수준일 때, 당기기에서 가장 낮은 전단력을 보였으나 밀 기에서는 가장 높은 전단력이 나타났다. 이러한 결과는 손잡이 높이와 동작 사이에 상호작용을 고려하여 근골격 계 부담을 추정해야 한다는 것을 보여준다. 본 연구의 LH 의 경우 사용자의 상황에 맞추어 스트랩 손잡이의 형태를 조정하여 다양한 높이에서 대상자의 신장에 맞게 수동운 반장비를 잡을 수 있어 근골격계 부담이 가장 낮은 위치에 서 들기 동작을 수행할 수 있다. 이러한 점은 장기적으로 근골격계 질환 예방에 긍정적인 요인으로 작용할 것으로 보인다.

들기 동작에서도 LH에서 척추기립근의 활성이 낮은 것으 로 나타났으며, 해당 결과 역시 손잡이의 높이에 영향이 있었을 것으로 해석된다. 기존 문헌을 살펴보면 바닥에서 물건을 들어 올릴 때 근골격계 부담이 크기 때문에 (Skovlund et al., 2022), 손잡이를 상단에 배치하는 것을 권장하고 있다(Nogueira et al., 2018). 일반적으로 수동운 반장비는 바닥에서 이동하기 때문에 수동운반장비를 들어 올리는 활동은 근골격계에 큰 부담을 준다고 볼 수 있다. 이와 같은 맥락에서 다양한 박스 크기와 손잡이 위치에서 사용성 평가 결과를 비교한 연구에서는 박스 크기가 작고 허리보다 높은 위치의 손잡이를 가장 선호하는 것으로 나타 났다(Jung and Jung, 2010). 실제로 척추기립근의 근전도 를 측정한 이전 연구에서는 약 105 cm의 손잡이 높이가 다른 높이의 손잡이보다 근육 활성을 감소시켜 허리 부담을 최소화하는 것으로 나타났다(Balasubramanian et al., 2018). 반면에 어깨 이상 높이로 들어 올리면 허리와 목의 근육 부하가 증가하였다(Skovlund et al., 2022). 이러한 점을 본 연구에 비추어 보았을 때 LH는 SH에 비해 손잡이가 상대적으로 높아 이러한 특성이 사용자의 근육 사용 수준을 감소시킨 것으로 보인다.

들기 동작에서는 높이 외에도 손잡이 모양이 근골격계 부담에 큰 영향을 준다. 선행 연구 결과를 살펴보면 본 연구에서 사용한 LH의 손잡이가 사용자의 근골격계 부담 을 줄일 몇 가지 추가적인 요인을 고려할 수 있다. 예를 들어, 30도의 손잡이 경사가 있을 때 근육 부하가 가장 감소한 결과가 보고된 바 있으며(Silva et al., 2013), 손목 이 중립 위치일 때 사용자 선호도가 가장 높은 것으로 나 타났다(Shih and Wang, 1997). 이러한 결과를 본 연구에 반영해 보면, LH의 경우 손잡이가 유연한 스트랩으로 구 성되어 있으며, 이외에 별도로 장비 상부 측면에도 추가 손잡이가 존재한다. 이러한 손잡이의 다양성은 사용자가 원하는 형태로 잡을 수 있는 장점을 제공한다. 따라서 사 용자의 선호도와 근육 피로도에 따라 손잡이의 형태나 위 치를 변경할 수 있으며, 이는 근골격계 부담을 줄이는 요 인으로 작용할 수 있다. 또한, 상자 상단에 위치한 손잡이 는 하중이 높은 위치에 배치될 때 사용자의 근골격계에 더 큰 부담을 주는 것으로 나타났다(Nogueira et al., 2018). 손잡이가 길수록 형태학적으로 수동운반장비의 무 게중심이 아래에 위치한 점을 고려하면, 이러한 선행 연 구들은 LH 가 근골격계 측면에서 더 안전하게 들기 동작 을 수행할 수 있다는 것을 지지하고 있다.

밀기 동작 역시 LH에서 척추기립근의 근육 사용 수준 이 낮은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 LH 수동운반장 비의 모양이 영향을 주었을 가능성이 있다. 선행 연구에 따르면, 수평 방향 핸들 설계로 제작된 수동운반장비를 엉덩이 높이에서 밀면 다른 대부분의 핸들 설계와 비교했 을 때 척추기립근, 복직근, 외복사근의 활성이 유의하게 낮은 것으로 나타났다(Toner et al., 2021). SH 수동운반 장비의 경우 원통형으로 제작되어 밀기 동작 시 수평이 아닌 수직 또는 대각에서 밀기 동작을 수행해야 한다. 반 면에 LH 수동운반장비는 사각통 모양으로 수평 방향으로 밀기 동작이 가능하여 선행 연구의 수평 방향 핸들 설계와 동일한 효과를 가져오게 된다.

이동 동작 간에 근골격계 부하를 비교한 연구들은 주로 생체역학 및 인체공학 분야에서 수행되었다. 본 연구의 경우 복직근을 제외한 체간 근육들은 들기에서 높은 근활 성이 나타났으며, 하지 근육들은 당기기에서 높은 값을 보여주었다. 이러한 결과는 선행 연구에서도 유사하게 보 고하였다. 척추기립근 활성에서 전반적으로 밀기가 당기 기보다 약 15% 유의하게 낮았다(Kao et al., 2015). 다른 연구에서도 밀기에서 더 낮은 평균값을 보여주었다(Chow et al., 2017;Lin et al., 2010). 그러나 복직근의 경우 이동 동작에 따른 차이를 확인하지 못하였다(Chow et al., 2017). 이러한 결과는 체간 굴곡근의 지레 팔이 신근보다 훨씬 크기 때문에 밀기에서 더 낮은 척추 압박력이 발생한 것에서 기인한 것으로 보인다(Andres and Chaffin 1991;Lee et al. 1991;Gagnon et al. 1992). 근육 활성도에 기반 한 척추압박력 추정 연구에서도 밀기가 당기기보다 낮은 수치를 보여주었다(Hoozemans et al., 2004;Knapik & Marras, 2009). 그러나 앞서 언급한 연구들과 대조적인 결과 역시 존재한다. 밀기와 당기기 사이 근육 활성도 비교 한 결과 밀기에서 전반적으로 낮은 근육 활성 평균값을 보였으나 통계적 차이는 없었다(Bennett et al., 2011). 다 른 연구에서는 당기는 동작에서 오히려 척추기립근의 활 성이 감소한 것을 보여주기도 하였다(Lett & McGill, 2006). 이러한 이유는 체간 굴곡근과 신전근의 길항적 동 시 수축 작용 수준이 영향을 준 것으로 보인다(Thelen et al., 1996;Lavender et al., 1998;Nussbaum et al., 1999).

본 연구는 완전히 통제된 실험 환경이 아닌 산업 현장 에서 실제로 사용하는 수동운반장비를 사용하여 해당 작 업자들의 근육 사용 수준에 관한 실증적 근거를 제시한다 는 점에서 의미를 지닌다. 반면에 이러한 연구 디자인의 특성으로 인하여 실험에 사용한 두 수동운반장비에서 손 잡이 디자인 외에 바퀴와 모양, 재질 등을 완전히 통제하 지 못한 제한점이 있다. 이에 손잡이 외에도 사용자의 근 육 활성도에 다른 요인이 개입할 가능성이 있어 해석에 주의가 필요하다. 향후 산업 현장에서 작업자의 근골격계 스트레스 감소 및 질환 예방을 위해, 수동운반장비에서 사용자와 상호작용하는 추가 생체역학적 요인을 중심으 로 근육 또는 관절 부하 수준을 비교하는 연구가 진행되어 야 할 것이다.

Ⅴ. 결론

본 연구는 산업 현장에서 실제로 사용되는 두 종류의 수동운반장비를 대상으로 손잡이 디자인이 사용자 근육 활성도에 미치는 영향을 비교함으로써, 장비와 사용자 인 터페이스가 근골격계 부담에 미치는 생체역학적 영향을 규명하였다. 연구 결과 LH는 SH에 비해 척추기립근과 가 자미근에서 낮은 근활성도를 유도하였으며, 이는 손잡이 의 높이, 가동성, 형태가 체간 굴곡 모멘트를 감소시키는 방향으로 작용한 결과로 해석된다. 특히, 이동 동작과 관 계없이 LH는 척추기립근의 낮은 근육 활성을 보여 장비 디자인 요소가 작업자의 근육 사용 전략을 구조적으로 조 절할 수 있음을 확인하였다. 이는 산업 현장의 근골격계 질환 예방을 위해 수동운반장비의 손잡이 높이, 형태, 유 연성 등 사용자 친화적 인터페이스 디자인을 고려해야 한 다는 실질적 근거를 제공한다. 다만, 본 연구는 실제 산업 용 장비를 기반으로 수행됨에 따라 손잡이 외에도 장비 구조적 요인의 영향이 완전히 배제되지 못했다는 한계가 있으며, 향후 연구에서는 개별 설계 요소를 독립적으로 조절한 실험 환경에서 근골격계 부담을 보다 정밀하게 평 가할 필요가 있다. 그럼에도 본 연구는 현장에서 실제로 사용되는 장비의 설계적 특성이 작업자 근육 활성 패턴을 유의미하게 변화시키는 핵심 요인임을 실증적으로 제시 하였다는 점에서, 향후 수동운반장비 개발 및 근골격계 질환 예방 전략 수립에 기초자료를 제시하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 다양한 무게, 크기, 형태의 수동운반장 비 디자인에 따른 생체역학적 차이를 규명하는 후속 연구 를 기대한다.