컴퓨터컴퓨터컴퓨터컴퓨터 마우스와마우스와마우스와마우스와 트랙볼트랙볼트랙볼트랙볼 사용사용사용사용 시의시의시의시의

근근근근활성도와활성도와활성도와활성도와 수행도수행도수행도수행도 비교비교비교비교

연세대학교연세대학교연세대학교연세대학교 보건환경대학원보건환경대학원보건환경대학원보건환경대학원

인간공학치료학전공인간공학치료학전공인간공학치료학전공인간공학치료학전공

유유유유 환환환환 석석석석

컴퓨터컴퓨터컴퓨터컴퓨터 마우스와마우스와마우스와마우스와 트랙볼트랙볼트랙볼트랙볼 사용사용사용사용 시의시의시의시의

근활성도와근활성도와근활성도와근활성도와 수행도수행도수행도수행도 비교비교비교비교

지도지도지도지도 이이이이 충충충충 휘휘휘휘 교수교수교수교수

이이이이 논문을논문을논문을논문을 석사석사석사석사 학위논문으로학위논문으로학위논문으로학위논문으로 제출함제출함제출함제출함

2006200620062006년년년년 12121212월월월월 일일일일

연세대학교연세대학교연세대학교연세대학교 보건환경대학원보건환경대학원보건환경대학원보건환경대학원

인간공학치료학전공인간공학치료학전공인간공학치료학전공인간공학치료학전공

유유유유 환환환환 석석석석

유환석유환석유환석유환석의의의의 석사석사석사석사 학위논문을학위논문을학위논문을학위논문을 인준함인준함인준함인준함

심사위원심사위원심사위원심사위원 인인인인

심사위심사위심사위심사위원원원원 인인인인

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2002002002006666년년년년 12121212월월월월 일일일일

감사의감사의감사의감사의 글글글글

길고 험난한 여정이었지만 이제는 마무리 되었다는 안도감에 그 동안 저를 보

살펴 주신 모든 분들께 감사의 전하려 합니다. 먼저 공부하는 동안 제 뒤에서 묵

묵히 지켜봐 주셨던 아버지, 어머니와 동생 소희에게 먼저 감사 드립니다.

그리고 무엇보다 제가 가장 감사한 분들은 항상 아끼고 보살펴 주시는 교수님

들이십니다. 부족한 저를 늘 인자한 웃음으로 맞아주시고 챙겨주시는 이충휘 교수

님과 모든 부분을 철저하게 지적해주셔서 더 나은 논문이 되도록 힘써주신 권오

윤 교수님, 그리고 난방이 꺼진 추운 연구실에서 늦은 밤까지 논문을 교정해주시

느라 도와주신 전혜선 교수님. 이 세분 교수님의 도움이 없었다면 지금의 제가 있

을 수 없었습니다. 앞으로 교수님 앞에 부끄럽지 않은 제자가 되기 위해 더욱 더

노력할 것입니다.

대학원 생활을 하며 도움이 되었던 많은 학우들과 선배님들께 또한 감사를 드

립니다. 대학원 초창기에 힘들고 어려웠지만 인간공학 분야의 개척자가 된다는 자

부심으로 열심히 달려왔던 경모, 원겸, 상덕, 지우, 희원, 경희, 그리고 부족한 우

리들을 늘 앞에서 끌어주시며 도와주신 전명숙, 정연길 선배님께 진심으로 감사

드립니다.

또한 저에게 물리치료사의 길을 다시 한번 열어주시고 성장할 수 있게 이끌어

주신 우신향병원 강군용 과장님과 부족한 저를 항상 챙겨주시고 용기를 북돋아주

신 꽃마을한방병원 황적원 실장님께 감사 드립니다.

마지막으로 바쁜 와중에도 열심히 실험에 참여해 준 정희석 선생님과 경선, 민

경, 재카라카 후배 수환, 영준, 영준, 일우, 명기, 현수, 나의 형제들 안암동 패밀

리 새신랑 이재한군과 강승원 박사에게 진심 어린 감사의 마음을 전합니다.

제가 학부에서 전공했던 물리치료학과 컴퓨터과학이 모두 저의 석사학위 논문

에 사용될 수 있어서 큰 보람과 기쁨을 느낍니다. 앞으로도 인간공학의 연구에 더

욱 매진할 것을 약속 드리며 모두에게 이 논문을 바칩니다.

2006년 12월

유 환 석 드림

-i-

차 례

그림 차례 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ ⅲ

표 차례 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ ⅳ

국문요약 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ ⅴ

제1장 서론 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1

제2장 연구 방법 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 4

2.1 연구 대상 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 4

2.2 실험 기기 및 도구 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 5

2.2.1 표면 근전도 측정 시스템 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 5

2.2.2 컴퓨터 마우스와 트랙볼 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 5

2.2.3 작업 디자인 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 6

2.3 실험 방법 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 7

2.3.1 표면 근전도 전극의 부착 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 7

2.3.2 실험 설계 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 10

2.3.3 자발적 기준 수축(% RVC)과 최대등척성수축(% MVIC)의 측정‥ 10

2.4 분석 방법 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 12

2.4.1 자료 처리 및 표준화 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 12

2.4.2 통계 방법 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 12

제3장 결과 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 13

3.1 컴퓨터 마우스와 트랙볼을 사용할 때 근활성도 비교 ‥‥‥‥‥‥‥‥ 13

-ii-

3.1.1 위등세모근의 근활성도 비교 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 13

3.1.2 가운데 어깨세모근의 근활성도 비교 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 13

3.1.3 손가락 폄근의 근활성도 비교 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 13

3.1.4 첫 번째 등쪽 뼈사이근의 근활성도 비교 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14

3.2 입력 도구에 따른 수행도의 비교 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 15

제4장 고찰 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 16

제5장 결론 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 19

참고문헌 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 21

부록: Smile Catch 프로그램 source code ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 24

영문요약 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 29

-iii-

그림 차례

그림 1. 컴퓨터 마우스와 트랙볼 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 9

그림 2. 근전도 전극의 부착위치와 작업 자세 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 9

그림 3. Smile Catch 프로그램 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 11

-iv-

표 차례

표 1. 연구 대상자의 나이 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 4

표 2. 근전도 전극의 근육별 부착위치 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 5

표 3. 입력 도구에 따른 근활성도 비교 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14

표 4. 입력 도구에 따른 수행도 비교 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 15

-v-

국문요약국문요약국문요약국문요약

컴퓨터컴퓨터컴퓨터컴퓨터 마우스와마우스와마우스와마우스와 트랙볼트랙볼트랙볼트랙볼 사용사용사용사용 시의시의시의시의

근근근근활성도활성도활성도활성도와와와와 수행도수행도수행도수행도 비교비교비교비교

본 연구는 컴퓨터 입력장치인 마우스(mouse)와 트랙볼(trackball) 사용 시

위등세모근(upper trapezius), 가운데 어깨세모근(middle deltoid), 손가락

폄근(extensor digitorum), 첫 번째 등쪽 뼈사이근(first dorsal interosseous

muscle)의 근활성도와 각 장치의 수행도를 비교하였다.

건강한 성인 남녀 26명을 대상으로 실시하였으며, 각각의 대상자들은 컴퓨터

마우스와 트랙볼을 이용하여 모니터 상에서 계속 움직이는 그림을 클릭하는 프로

그램을 사용하도록 한 후 오른쪽 상지 4개 근육의 근활성도를 측정하였다. 또한

프로그램을 사용하는 동안 그림을 정확히 클릭한 횟수를 세어 입력장치에 따른

수행도를 측정하였다. 근전도 신호는 위등세모근과 가운데 어깨세모근은 % 자발

적 기준 수축(% reference voluntary contraction: % RVC)으로, 손가락 폄근과

첫 번째 등쪽 뼈사이근은 % 최대등척성수축(% maximal voluntary isometric

contraction: % MVIC)으로 표준화하였고, 입력장치에 따라 각 근육별로 근활성도

의 차이가 있는지 여부와 수행도의 차이가 있는지 알아보기 위해 짝비교 t-검정

(paired t-test)을 하였다.

위등세모근의 근활성도는 컴퓨터 마우스를 사용할 때 유의하게 높았으며

(p<0.05), 첫 번째 등쪽 뼈사이근의 근활성도는 트랙볼을 사용할 때 유의하게 높

았다(p<0.05). 가운데 어깨세모근과 손가락 폄근의 근활성도는 유의한 차이가 없

-vi-

었다(p>0.05). 입력장치의 수행도는 컴퓨터 마우스를 사용할 때 유의하게 높았다

(p<0.05).

따라서 컴퓨터에서 작업을 할 때 트랙볼의 사용이 위등세모근의 부담을 줄일

수 있어 작업관련 근골격계질환의 예방과 관리에 도움을 줄 수 있겠으나 첫 번째

등쪽 뼈사이근에 부담을 줄 수 있으므로 작업자의 신체적 특성에 따라 적절한 도

구의 선택이 필요하다.

핵심 되는 말: 작업관련 근골격계 질환, 근활성도, 수행도, 컴퓨터 마우스, 트랙볼.

-1-

제제제제1111장장장장 서론서론서론서론

산업 현장에서 일어나는 수 많은 산업재해들 중 최근 작업관련 근골격계 질환

(work-related musculoskeletal disorders)에 대한 관심이 높아졌다. 작업 관련

근골격계 질환이란 근골격계 부위에 생기는 질환을 의미하며, 주로 작업자세, 작

업 반복횟수, 작업물 중량, 요구되는 힘, 진동, 작업속도, 공구설계, 개인적인 요인

등에 의하여 근육, 신경, 혈관, 관절, 인대 등의 조직이 손상되어 나타나는 기능적

장애로 허리, 목, 어깨, 팔, 손목 등의 부위에 주로 발생하는 질환이다. 정부에서는

산업안전보건법의 개정을 통하여 산업현장에서의 근골격계 질환의 관리에 많은

노력을 기울이고 있다. 그리고 이제까지의 근골격계 질환이 중량물에 초점이 맞추

어져 있다면, 현재는 반복성에 초점이 맞추어져 있다고 할 수 있다(김정룡 2004).

그 동안 자동차 공장과 조선소와 같은 신체 작업을 많이 필요로 하는 사업장

에 대하여 많은 연구와 관심을 가져왔다. 한국 정부에서는 2001년에 노동부 산하

한국산업안전공단에 근골격계 질환 전담반을 설치하여 근골격계 질환 다발업종으

로 알려져 있는 자동차, 조선업에 기술 지원을 하였고, 2003년에는 강화된 전담반

을 설치하는 등 중공업에 대한 근골격계 질환의 예방에 노력을 기울이고 있다(기

도형 2003).

그러나 이러한 연구와 관심은 중공업 분야에만 집중되고 사무작업 환경에 대

한 관심은 부족한 현실이다. 사무작업 환경은 컴퓨터의 발전과 보급으로 인해 대

부분의 사업장에서는 컴퓨터를 기본 업무 도구로 사용하고 있다. 사무실 환경에서

의 컴퓨터 작업은 큰 근력을 필요로 하는 작업은 아니지만 많은 반복성 작업으로

이루어져있다(박경수 등. 2006). 산업안전보건법에서는 하루 4시간 이상 집중적

-2-

으로 자료입력 등을 위해 키보드 또는 마우스를 조작하는 작업을 근골격계 부담

작업으로 지정하고 고시하였다(노동부. 2004). 기존의 연구에서 많은 사무직 근로

자들이 상지와 경부의 근골격계 질환을 호소하는 것으로 나타났으나 이에 대한

관심과 개선 노력은 매우 적은 것으로 나타났다(Juul-Kristensen, and Jensen

2005). 또한 사무직 근로자들의 상지와 경부 근골격계 질환을 장시간 방치할 경

우 중증의 질환으로 이환될 가능성이 매우 크기 때문에 이에 대한 연구와 개선책

이 시급한 상황이다.

현재 사무실에서 사용되는 컴퓨터의 운영체제는 마이크로소프트사의 윈도 계

열과 유닉스 계열의 두 가지 운영체제가 대부분을 차지한다. 마이크로소프트사의

윈도 운영체제는 텍스트 기반의 도스 운영체제를 벗어나 그래픽 유저 인터페이스

를 기반으로 설계되었고, 과거 텍스트 기반의 운영체제였던 유닉스 또한 X-윈도

의 도입으로 그래픽 유저 인터페이스 기반의 운영체제로 전환되었다. 현재 이 두

운영체제의 기본을 이루는 그래픽 유저 인터페이스는 과거의 운영체제에 비해 컴

퓨터 마우스의 사용 빈도가 큰 비중을 차지한다. 컴퓨터 마우스의 사용은 1980년

대 미국 제록스사의 팔로알토 연구소(Palo Alto Research Center)에서 처음 개발

된 그래픽 유저 인터페이스의 개발과 함께 시작했다고 볼 수 있다. 도스나 유닉스

와 같은 텍스트 위주의 운영체제에서는 컴퓨터 마우스의 사용이 필요하지 않았으

나 컴퓨터 운영체제가 윈도 환경으로 바뀜에 따라 키보드를 통한 입력 못지않게

컴퓨터 마우스를 이용한 작업이 늘어났다(Cooper, and Straker 1998).

기존의 컴퓨터 입력장치에 대한 인간공학적 연구들은 키보드에 대한 것이 많

았다(Simoneau et al. 2003). 주로 키보드의 자판 배열 형태나 각도가 상지에 미

치는 영향에 대한 논문들이 많이 있고, 인간공학적 설계의 다양한 형태의 키보드

-3-

들이 제품으로 나와 있다(최정화 등 1999; Gilad, and Shlomit 2000). 그러나 컴

퓨터 마우스에 대한 연구는 키보드에 대한 연구에 비해 상대적으로 적은 실정이

다(박경수 등. 2006). 그리고 컴퓨터 마우스의 형태 또한 초기의 모양에서 큰 변

화가 없다.

현재 그래픽 유저 인터페이스에 이용되는 입력장치로는 일반적인 형태의 컴퓨

터 마우스 외에 태블릿, 조이스틱 등이 있으나 트랙볼이 가장 유용하고 사용 편의

성이 높은 입력장치이다(Gustafsson, and Hagberg 2003). 컴퓨터에서 사용하는

일반적인 형식의 컴퓨터 마우스와는 달리 트랙볼은 상지의 큰 움직임이 필요하지

않아 견관절과 손목관절에 주는 부담을 줄일 수 있다고 알려져 있다. 컴퓨터 작업

을 할 때 상지의 활동량이 감소하면 누적손상으로 인한 근골격계 질환을 감소시

킬 수 있다. 또한 사용할 때의 편의성과 정확성 또한 입력장치 선택의 중요한 요

소이다(Karlqvist et al. 1999).

따라서 본 연구에서는 컴퓨터 마우스와 트랙볼을 사용할 때 상지 근육의 근활

성도를 비교하고 각 입력장치에 따른 수행도의 차이가 있는지 알아보았다.

-4-

제제제제2222장장장장 연구연구연구연구 방법방법방법방법

2.1 2.1 2.1 2.1 연구연구연구연구 대상대상대상대상

본 연구는 연구의 목적과 방법에 대한 설명을 들은 후 실험의 참가에 동의한

서울시내에 거주하는 건강한 성인 남녀 26명을 대상으로 시행하였다. 지난 6개월

간 상지와 경부의 외상이나 통증을 경험했거나 선천적 기형 또는 외과적, 신경학

적 질환이 있었던 대상자는 실험 대상자에서 제외하였다.

전체 연구 대상자의 평균 나이는 26.7세이었고, 남성의 평균 나이는 27.8세,

여성의 평균 나이는 25.5세이었다. 실험 참가자들은 모두 오른손잡이었다.

표 1. 연구 대상자의 나이

나이(세) 평균±표준편차

전체(N=26)

남성(n=13)

여성(n=13)

26.7±3.7

27.8±3.7

25.5±3.5

-5-

2.22.22.22.2 실험실험실험실험 기기기기기기기기 및및및및 도구도구도구도구

2.2.1 2.2.1 2.2.1 2.2.1 표면표면표면표면 근전도근전도근전도근전도 측정측정측정측정 시스템시스템시스템시스템

근활성도를 측정하기 위한 표면 근전도 시스템은 (주)락싸의 QEMG-4(모델

명 LXM3204)를 사용하였다. 근전도 신호의 수집을 위한 전극은 3M사의 Red

Dot을 사용하였다. Red Dot 전극은 1회용으로 Ag/AgCl 전극에 전도용 겔이 포

함된 전극 영역과 접착면이 있는 스티커 영역으로 구성되어 있고 뒷부분에 금속

돌기가 나와 있어 근전도 측정 시스템과 연결된 스냅전극을 연결하여 사용하였다.

근전도 시스템에는 접지전극(ground electrode), 활성전극(active electrode)과

기준전극(reference electrode)으로 구성된 바이폴라 스냅전극(2-poles

electrode shield cable)이 측정 전극으로 연결되었다. 표면 근전도 시스템에서 디

지털 처리된 표면 근전도 신호는 개인용 컴퓨터에서 TeleScan 2.8 소프트웨어를

이용해 처리하였다.

표면 근전도 신호의 표본 추출률(sampling rate)은 1024 ㎐로 설정하였다. 전

기 신호에 의한 잡음을 제거하기 위하여 60 ㎐의 노치 필터(notch filter)를 사용

하였다. 컴퓨터 마우스와 트랙볼을 사용할 때 상지 근육의 표면 근전도 신호는 제

곱 평균 제곱근법(root mean square: RMS)으로 처리하여 분석하였다.

2.2.2 2.2.2 2.2.2 2.2.2 컴퓨터컴퓨터컴퓨터컴퓨터 마우스와마우스와마우스와마우스와 트랙볼트랙볼트랙볼트랙볼

입력 장치는 일반적인 크기와 형태를 지닌 마이크로소프트사의 컴퓨터

마우스(Wheel Mouse optical 1.1A USB and PS/2 Compatible)와 로지텍

(Logitech)사의 트랙볼(Trackman Wheel)을 사용하였다.

-6-

2.2.2.2.2.2.2.2.3333 작업작업작업작업 디자인디자인디자인디자인

다양한 체격을 가진 피실험자들이 편안한 상태로 작업할 수 있도록 높이가

조절되는 의자와 발 받침을 사용하였고 모니터 기울기를 조절하였다. 피실험자의

시선은 모니터와 수평선상에서 10~15° 아래를 내려다보게 하였고, 윗팔(upper

arm)은 자연스럽게 늘어뜨리고, 작업자의 어깨가 들리지 않은 상태에서, 팔꿈치의

내각이 90° 이상이 되게 하였으며, 팔뚝(forearm)은 손등과 수평을 유지할 수

있도록 하였다. 또한 의자에 앉을 때는 깊숙이 앉아 의자 등받이에 피실험자의

등이 충분히 지지되도록 하고 무릎의 각도는 90° 전후가 되도록 필요한 경우 발

받침대를 사용하였다. 오른쪽 어깨 관절은 가볍게 외전시키고 마우스가 너무 멀리

벗어나지 않은 상태로 작업자가 편안함을 느끼는 자세에서 실험을 진행하였다

(노동부. 2004).

-7-

2.3 2.3 2.3 2.3 실험실험실험실험 방법방법방법방법

2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 표면표면표면표면 근전도근전도근전도근전도 전극전극전극전극의의의의 부착부착부착부착

컴퓨터 마우스와 트랙볼 사용 시의 상지의 근활성도를 측정하기 위하여 선행

연구(Gustafsson, and Hagberg. 2003; Karlqvist et al. 1999)를 참고하여 오른

쪽의 위등세모근(upper trapezius), 가운데 어깨세모근(middle deltoid), 손가락

폄근(extensor digitorum), 그리고 첫 번째 등쪽 뼈사이근(first dorsal

interosseous muscle)의 네 근육을 선택하였다. 전극의 부착 위치는 Cram 등

(1988)의 문헌을 참고하였고, 각 근육에 맨손 근력 검사(manual muscle testing:

MMT)를 시행하여 최대 근 수축이 뚜렷이 보이는 근복(muscle belly)에 전극 부

착 위치를 표시하였다. 부착부위 피부 표면의 각질 제거를 위해 가는 사포질을

3~4회 한 후, 탈지면에 소독용 알코올을 적셔 피부 표면을 깨끗이 닦고 전극을

부착시켰다. 전극의 보호지를 벗겨내고 전해질이 덮여있는 전극의 표면을 피부의

표시위치에 정확히 맞춘 후 스티커 영역과 피부를 강하게 밀착시켜 단단히 부착

하였다. 활성전극을 붙인 후 활성전극에서 3 ㎝ 떨어진 곳에 기준전극을 붙였다.

그리고 접지전극을 왼쪽 손목에 부착하였다.

-8-

표 2. 근전도 전극의 근육별 부착위치

근육 전극 부착위치

위등세모근

가운데 어깨세모근

손가락 폄근

첫 번째 등쪽 뼈사이근

7번째 목뼈 가시돌기와 어깨뼈 봉우리 사이 중간 지점

어깨뼈 봉우리 아래 2 ㎝ 지점

팔뒤꿈치에서 손목까지의 3/4되는 지점

엄지와 집게 손가락 사이의 등쪽 갈퀴막공간

-9-

그림 1. 컴퓨터 마우스와 트랙볼

그림 2. 근전도 전극의 부착위치와 작업 자세

-10-

2.3.2 2.3.2 2.3.2 2.3.2 실험실험실험실험 설계설계설계설계

각각의 피험자는 컴퓨터 마우스를 이용한 작업과 트랙볼을 이용한 작업을 모

두 수행하여 각각의 작업 시에 나타나는 근활성도를 측정하였다. 두 작업의 순서

는 무작위로 할당하였다. 윈도상에서 본 실험용으로 설계된 "Smile Catch" 프로그

램을 실행시킨 후, 이 프로그램을 5분 동안 사용하게 하였다. "Smile Catch" 프로

그램은 윈도상에 0.75초 마다 다른 위치에 나타나는 그림을 마우스로 클릭하는

프로그램이다. 그림이 나타나는 위치는 난수를 발생시켜 무작위로 출현하게 하였

다. 수행도의 측정은 프로그램 상에서 포인터가 그림을 정확히 클릭한 횟수를 총

5분 동안 세어 저장하게 하였다. 두 가지의 작업 사이에는 5분 동안의 휴식시간

을 주었다.

대부분의 피험자들이 트랙볼의 사용에 익숙하지 않았으므로 실험을 시작하기

전에 10분 동안 사용하도록 하여 윈도 환경에서 트랙볼의 사용 방법을 훈련시켰

다.

2.3.3 2.3.3 2.3.3 2.3.3 자발적자발적자발적자발적 기준기준기준기준 수축수축수축수축(% RVC)(% RVC)(% RVC)(% RVC)과과과과 최대등척성수축최대등척성수축최대등척성수축최대등척성수축(% MVIC)(% MVIC)(% MVIC)(% MVIC)의의의의 측정측정측정측정

측정 대상 근육들의 활동전위를 정량화하기 위해 위등세모근과 가운데 어깨세

모근에서는 자발적 기준 수축(reference voluntary contraction: RVC)을 측정하

였다. 위등세모근과 가운데 어깨세모근의 측정을 위하여 오른쪽 손에 1 ㎏의 아령

을 쥐고 손등을 위쪽으로 향하게 한 후 어깨 관절을 90°벌린 상태를 5초 동안

유지하는 동작을 3번 반복하여 각각의 중간 3초 동안의 근전도 자료를 구해 평균

값을 취하여 100% RVC로 사용하였다. 손가락 폄근과 첫 번째 등쪽 뼈사이근의

정량화에는 최대등척성수축(maximal voluntary isometric contraction: MVIC)을

-11-

사용하였다. 피험자의 손바닥을 책상 바닥에 대고 실험자가 손으로 눌러 움직이지

못하게 한 후 5초 동안 피험자가 스스로 손가락을 드는 시도를 하게 하였다. 이를

3번 반복하여 각각의 중간 3초 동안의 자료를 구해 평균값을 취하여 100%

MVIC로 사용하였다(Karlqvist et al. 1999).

그림 3. Smile Catch 프로그램

-12-

2.42.42.42.4 분석분석분석분석 방법방법방법방법

2.4.1 2.4.1 2.4.1 2.4.1 자료자료자료자료 처리처리처리처리 및및및및 표준화표준화표준화표준화

본 연구에서는 두 종류의 입력장치를 각각 5분 동안 사용하게 하였고,

프로그램에 익숙하지 않은 점을 고려한 처음 1분과 근육의 피로를 고려한 마지막

1분을 제외한 3분 동안의 근전도 자료를 측정하여 제곱 평균 제곱근법(root mean

square: RMS) 처리를 한 후, 그 값을 위등세모근과 가운데 어깨 세모근은 %

RVC로, 손가락 폄근과 첫 번째 등쪽 뼈사이근은 % MVIC로 표준화

(normalization)하였다.

2.42.42.42.4.2 .2 .2 .2 통계통계통계통계 방법방법방법방법

컴퓨터 마우스를 사용할 때와 트랙볼을 사용할 때 각각의 근활성도와 수행도

를 비교하기 위하여 짝비교 t-검정(paired t-test)을 하였다. 본 연구의 통계학적

유의성을 검정하기 위한 유의수준 α= 0.05로 하였다. 통계처리를 위해서는 상용

프로그램인 윈도용 SPSS(Statistical Package for the Social Sciences) 12.0을

사용하였다.

-13-

제제제제3333장장장장 결과결과결과결과

3.1 3.1 3.1 3.1 컴퓨터컴퓨터컴퓨터컴퓨터 마우스와마우스와마우스와마우스와 트랙볼트랙볼트랙볼트랙볼을을을을 사용사용사용사용할할할할 때때때때 근활성도근활성도근활성도근활성도

3.1.1 3.1.1 3.1.1 3.1.1 위등세모근의위등세모근의위등세모근의위등세모근의 근활성도근활성도근활성도근활성도 비교비교비교비교

컴퓨터 마우스 작업과 트랙볼 작업을 할 때 피험자들의 위등세모근 근활성

도 % RVC는 컴퓨터 마우스에서 평균 25.08% RVC, 표준편차는 9.71이었고, 트

랙볼에서 평균 21.44% RVC, 표준편차는 8.99이었다. 위등세모근의 경우 컴퓨터

마우스를 사용할 때 근활성도가 유의하게 높았다(p<0.05).

3.1.2 3.1.2 3.1.2 3.1.2 가운데가운데가운데가운데 어깨어깨어깨어깨세모근의세모근의세모근의세모근의 근활성도근활성도근활성도근활성도 비교비교비교비교

컴퓨터 마우스 작업과 트랙볼 작업을 할 때 피험자들의 가운데 어깨세모근 근

활성도는 컴퓨터 마우스에서 평균 23.62% RVC, 표준편차는 11.27이었고, 트랙

볼에서 평균 20.20% RVC, 표준편차는 7.17이었다. 가운데 어깨세모근의 경우 컴

퓨터 마우스와 트랙볼을 사용할 때 근활성도는 유의한 차이가 없었다(p>0.05).

3.1.3 3.1.3 3.1.3 3.1.3 손가락손가락손가락손가락 폄근의폄근의폄근의폄근의 근활성도근활성도근활성도근활성도 비교비교비교비교

컴퓨터 마우스 작업과 트랙볼 작업을 할 때 피험자들의 손가락 폄근의 근활성

도는 컴퓨터 마우스에서 평균 46.30% MVIC, 표준편차는 14.11이었고, 트랙볼에

서 평균 41.91% MVIC, 표준편차는 18.52이었다. 손가락 폄근의 경우 컴퓨터 마

우스와 트랙볼을 사용할 때 근활성도의 유의한 차이는 없었다(p>0.05).

-14-

3.1.4 3.1.4 3.1.4 3.1.4 첫첫첫첫 번째번째번째번째 등쪽등쪽등쪽등쪽 뼈사이근의뼈사이근의뼈사이근의뼈사이근의 근활성도근활성도근활성도근활성도 비교비교비교비교

컴퓨터 마우스 작업과 트랙볼 작업을 할 때 피험자들의 첫 번째 등쪽 뼈사이

근의 근활성도는 컴퓨터 마우스에서 평균 39.86% MVIC, 표준편차는 18.84이었

고, 트랙볼에서 평균 43.31% MVIC, 표준편차는 14.29이었다. 첫 번째 등쪽 뼈사

이근의 경우 트랙볼을 사용할 때 근활성도가 유의하게 높았다(p<0.05).

표 3. 입력도구에 따른 근활성도 비교 (N=26)

근육 컴퓨터 마우스 트랙볼 p

위등세모근

가운데 어깨세모근

손가락 폄근

첫 번째 등쪽 뼈사이근

25.08±9.71 a

23.62±11.27 a

46.30±14.11 b

39.86±18.84 b

21.44±8.99

21.20±7.17

41.91±18.52

43.31±14.29

.000

.113

.074

.045

a 평균±표준편차. % RVC

b 평균±표준편차. % MVIC

-15-

3.3.3.3.2222 입력도구에입력도구에입력도구에입력도구에 따른따른따른따른 수행도의수행도의수행도의수행도의 비교비교비교비교

0.75초 동안 움직이는 그림은 5분 동안 총 400회 이동한다. 컴퓨터 마우스를

사용할 때 그림을 정확하게 클릭한 횟수는 평균 372.80회이었고, 표준편차는

21.08이었다. 트랙볼 사용 시 그림을 정확하게 클릭한 횟수는 평균 213.15회이

었고, 표준편차는 49.29이었다. 컴퓨터 마우스 사용 시의 수행도가 유의하게 높았

다(p<0.05).

표 4. 입력도구에 따른 수행도 비교

컴퓨터 마우스 트랙볼 p

수행도 372.80±21.08 c 213.15±49.30 .000

c 횟수

-16-

제제제제 4 4 4 4장장장장 고찰고찰고찰고찰

지난 수 십 년 간 비약적으로 발전한 컴퓨터 기술로 인하여 산업 현장 곳곳에

서 컴퓨터가 업무의 필수도구로 사용되고 있다. 특히 사무실 작업 환경에서는 거

의 모든 업무가 컴퓨터 상에서 이루어진다 할 수 있다. 이렇게 컴퓨터 장비의 높

은 보급률에 따라 컴퓨터 사용에 따른 여러 가지 건강상의 장애들이 급증하고 있

다(최정화 등. 1999). 사무직 근로자들의 컴퓨터 업무가 증가하면서 이와 연관되

어 발생하는 근골격계 질환이 증가하고 있다. 그러나 사무직 근로자들의 근골격계

질환은 생산직 근로자들에 비해 관심을 받지 못하고 있다. 컴퓨터 작업과 관련된

근골격계 질환의 위험 요인에는 긴 작업 시간, 반복적인 동작, 손목, 팔, 목의 경

직된 작업 자세, 고정된 작업자세, 정신·사회적 인자가 포함된다(Juul-

Kristensen, and Jensen 2005).

기존 연구자들의 연구결과에 의하면 사무실 작업 환경에서 발생하는 근골격계

질환들도 관심을 갖고 개선을 하면 높은 수준의 개선효과를 보이고 생산성을 향

상시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다. 사무 작업을 할 때 컴퓨터 사용 환경을 개선할

수 있는 방법들은 모니터 높이, 위치, 위치, 각도의 조절, 의자 높이, 팔걸이의 조

절, 책상 높이 조절, 문서 지지대 사용 등 여러 가지가 제시되어 있다(노동부.

2004). 기존의 연구자들은 이러한 개선 방법들을 이용하여 높은 효과를 거두었다

고 하였다(Fernstrom, and Aborg 1999; Schneider, and Hamrick 2004). 또한

입력 장치를 바꾸어 작업하는 것이 상지 근육의 활성도를 낮출 수 있다면 근골격

계 질환의 발생률을 줄일 수 있다고 하였다(Aaras et al. 2002).

본 연구에서는 입력 도구의 종류에 따른 상지의 근활성도를 표면 근전도를 이

-17-

용하여 측정하였다. 컴퓨터 입력장치를 사용할 때 많이 사용한다고 선행연구

(Gustafsson, and Hagberg 2003; Karlqvist et al. 1999)에서 알려진 위등세모근,

어깨세모근, 손가락 폄근, 첫 번째 등쪽 뼈사이근을 선택하여 근활성도를 측정하

였다.

본 연구의 결과에 의하면 컴퓨터 마우스를 사용할 때에는 위등세모근의 근활

성도가 높았다. 반대로 트랙볼을 사용 할 때에는 첫 번째 등쪽 뼈사이근의 근활성

도가 더 높은 것으로 나타났다.

컴퓨터 마우스를 사용할 때에 위등세모근을 더 많이 사용하게 되는 이유는 입

력장치의 종류에 따라 상지 움직임의 크기가 다르기 때문으로 여겨진다. 컴퓨터

마우스를 사용할 때에는 마우스 커서를 움직이기 위해 테이블 위에서 마우스를

이동시켜야 하므로 어깨 관절 위주의 큰 관절 움직임이 크게 일어난다(Jensen et

al. 1999). 반면에 트랙볼을 사용할 때에는 큰 관절의 움직임은 필요 없으나 볼을

손가락으로 움직여야 하므로 첫 번째 등쪽 뼈사이근의 움직임이 많이 일어난다.

따라서 그래픽 유저 인터페이스를 위한 입력도구를 트랙볼로 교체한다면 위등

세모근의 근활성도를 감소시켜 목과 어깨 관절 주위의 근골격계 질환의 예방과

관리에 도움을 줄 수 있을 것이다. 다만 트랙볼의 사용 시에는 첫 번째 등쪽 뼈사

이근의 근활성도가 증가하기 때문에 손 부위의 근골격계 질환의 관리에는 트랙볼

의 적용을 신중히 고려해야 할 것이다.

이전의 연구(Karlqvist et al. 1999)에서 트랙볼 자체의 크기와 높이로 인하여

손목의 각도를 증가시키고 손가락의 움직임이 증가한다고 보고하였다. 따라서 트

랙볼을 사용할 때에는 손목 패드 등의 외부적 지지를 이용하여 손목을 받쳐 줄

것을 권유하였다.

-18-

컴퓨터 마우스와 트랙볼의 수행도 비교에서는 컴퓨터 마우스를 사용할 때에

월등하게 높은 수행도를 보였다. 이는 컴퓨터 마우스가 피험자들이 항상 사용하는

친숙한 도구이기 때문으로 해석할 수 있다. 그러나 입력장치에 대한 숙련도의 차

이가 수행도의 측정에 대한 제한점이 될 수도 있다. 실험 전에 트랙볼의 사용에

미리 적응할 수 있는 시간을 주었지만 새로운 도구를 배우고 사용에 친숙해지기

에는 짧은 시간이었다. 입력장치의 학습 효과가 수행도에 영향을 미칠 수 있기 때

문이다. 기존의 연구에서 새로운 입력장치를 장시간 사용하게 하여 입력도구의 적

응이 이루어 진 후 실험을 하였지만 연구자에 따라 다른 결과가 나왔다. 컴퓨터

마우스와 트랙볼의 수행도를 비교한 이전의 연구(Karlqvist et al. 1999)에서는

트랙볼과 컴퓨터 마우스의 수행도에 차이가 없었다. 그러나 다른 연구

(Gustafsson, and Hagberg 2003)에서는 기존의 컴퓨터 마우스가 더 수행도가

높은 것으로 보고되었다. 따라서 입력장치에 따른 수행도에 대한 연구는 수행도

결과에 영향을 줄 수 있는 사항들을 고려하여 앞으로 더 진행되어야 할 것이다

본 연구의 또 다른 제한점은 피험자에게 주어진 작업이 단순히 컴퓨터 마우스

를 이동시켜 빠르게 클릭하는 동작뿐이어서 실제 일반 사무작업의 다양한 컴퓨터

작업 동작과 비교하기에는 부족하다는 것이다. 단순한 텍스트 편집 작업만을 이용

하여 실험한 이전의 연구(Gustafsson, and Hagberg 2003)에서도 이 점을 지적

하였다.

앞으로의 연구에서는 입력장치별 훈련 정도와 실제의 컴퓨터 작업에 가까운

실험 과제의 설계 등을 고려하여 컴퓨터 작업을 할 때 입력장치가 상지 근육의

근활성도와 수행도에 미치는 영향을 알아보는 것이 필요하다.

-19-

제제제제5555장장장장 결론결론결론결론

본 연구는 컴퓨터 마우스(mouse)와 트랙볼(trackball)을 사용할 때 위등세모근

(upper trapezius), 가운데 어깨세모근(middle deltoid), 손가락 폄근(extensor

digitorum), 첫 번째 등쪽 뼈사이근(first dorsal interosseous muscle)의 근활성

도와 각 장치의 수행도를 비교하였다.

건강한 성인 남녀 26명을 대상으로 실시하였으며, 각각의 대상자들은 컴퓨터

마우스와 트랙볼을 이용하여 움직이는 그림을 클릭하는 프로그램을 사용하도록

한 후 오른쪽 상지 4개 근육의 근활성도를 측정하였다. 또한 프로그램을 사용하는

중 그림을 정확히 클릭한 횟수를 세어 입력장치의 수행도를 측정하였다. 근전도

신호는 위등세모근과 가운데 어깨세모근은 % 자발적 기준 수축(% reference

voluntary contraction: % RVC)으로 표준화하였고, 손가락 폄근과 첫 번째 등쪽

뼈사이근은 % 최대등척성근수축(% maximal voluntary isometric contraction: %

MVIC)으로 표준화하였다. 입력장치에 따른 각 근육의 근활성도의 차이와 수행도

의 차이가 있는지 알아보기 위해 짝비교 t-검정(paired t-test)을 하였다. 연구

결과는 다음과 같다.

1. 위등세모근의 근활성도는 컴퓨터 마우스에서 평균 25.08% RVC이었고, 트랙

볼에서 평균 21.44% RVC로 컴퓨터 마우스 사용 시의 근활성도가 유의하게 높았

다(p<0.05).

2. 첫 번째 등쪽 뼈사이근의 근활성도는 컴퓨터 마우스에서 평균 39.86%

MVIC이었고, 트랙볼에서 평균 43.31% MVIC로 트랙볼을 사용할 때 근활성도가

-20-

유의하게 높았다(p<0.05).

3. 가운데 어깨세모근의 근활성도는 컴퓨터 마우스에서 평균 23.62% RVC이었

고, 트랙볼에서 평균 21.20% RVC이었지만 유의한 차이는 없었다(p>0.05).

4. 손가락 폄근의 근활성도는 컴퓨터 마우스에서 평균 46.30% MVIC이었고,

트랙볼에서 평균 41.91% MVIC이었지만 유의한 차이는 없었다(p>0.05).

5. 움직이는 그림을 정확히 클릭한 횟수는 컴퓨터 마우스 사용 시 평균 372.80

회, 트랙볼을 사용할 때 평균 213.15회로 컴퓨터 마우스를 사용할 때 수행도가

유의하게 높았다(p<0.05).

따라서 컴퓨터 마우스를 사용할 때는 위등세모근을 더 많이 사용하고, 트랙볼을

사용할 때는 첫 번째 등쪽 뼈사이근을 더 많이 사용함을 알 수 있었다. 이는 컴퓨

터 작업을 할 때 트랙볼을 사용하면 위등세모근의 부담을 줄일 수 있어 작업관련

근골격계질환의 예방과 관리에 도움을 줄 수 있다는 가능성을 시사한다. 그러나

트랙볼을 사용하면 첫 번째 등쪽 뼈사이근에 부담을 줄 수 있으므로 작업자의 신

체적인 조건을 고려하여 컴퓨터 마우스를 사용할지 아니면 트랙볼을 사용할지를

결정해야 한다. 한편 입력장치의 수행도는 컴퓨터 마우스를 사용할 때 트랙볼을

사용할 때보다 더 높았다. 향후 연구에서는 수행과제, 입력장치별 훈련 정도, 입

력장치의 크기 등을 변화시켜 상지 근육의 근활성도 및 수행도에 미치는 영향을

알아보는 연구가 필요하다.

-21-

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-24-

부록부록부록부록: Smile Catch : Smile Catch : Smile Catch : Smile Catch 프로그램프로그램프로그램프로그램 SSSSource ource ource ource ccccodeodeodeode

VERSION 5.00

Begin VB.Form Form1

AutoRedraw = -1 'True

BorderStyle = 1 ' 단일 고정

Caption = "Smile Catch"

ClientHeight = 5835

ClientLeft = 150

ClientTop = 720

ClientWidth = 7905

Icon = "SMILEC~1.frx":0000

LinkTopic = "Form1"

MaxButton = 0 'False

MinButton = 0 'False

ScaleHeight = 389

ScaleMode = 3 ' 픽셀

ScaleWidth = 527

StartUpPosition = 3 'Windows 기본값

Begin VB.Timer Timer1

Left = 2355

Top = 810

End

Begin VB.PictureBox Picture1

AutoRedraw = -1 'True

Height = 1500

Left = 510

ScaleHeight = 96

ScaleMode = 3 ' 픽셀

ScaleWidth = 96

TabIndex = 0

Top = 720

Width = 1500

End

Begin VB.Menu mnuGame

Caption = "&Game"

Begin VB.Menu mnuStartGame

Caption = "&Start Game"

Shortcut = ̂ S

End

Begin VB.Menu mnuSep

Caption = "-"

End

-25-

Begin VB.Menu mnuExit

Caption = "E&xit"

End

End

Begin VB.Menu mnuDifficulty

Caption = "&Difficulty"

Begin VB.Menu mnuEasy

Caption = "&Easy"

End

Begin VB.Menu mnuModerate

Caption = "&Moderate"

End

Begin VB.Menu mnuHard

Caption = "&Hard"

End

Begin VB.Menu mnuImpossible

Caption = "&Impossible"

End

End

End

Attribute VB_Name = "Form1"

Attribute VB_GlobalNameSpace = False

Attribute VB_Creatable = False

Attribute VB_PredeclaredId = True

Attribute VB_Exposed = False

'

'

'

'==================================================

' Smile Catch for Visual Basic 6

' by Clayton Walnum

' and modified by Brian Yoo

' Copyright 2006 by Yonsei Ergonomics Information C enter

'==================================================

Option Explicit

'==================================================

' Global Variables.

'==================================================

Dim Score As Integer

Dim MoveCount As Integer

Dim Difficulty As Integer

Dim OldCheckedMenu As Menu

'

'

-26-

'==================================================

' Form subroutines.

'==================================================

Private Sub Form_Load()

InitGame

End Sub

'==================================================

' Picture1 subroutines.

'==================================================

Private Sub Picture1_Click()

If Timer1.Interval > 100 Then

Beep

Score = Score + 1

End If

End Sub

'==================================================

' Timer1 Handler.

'==================================================

Private Sub Timer1_Timer()

Dim x As Integer, y As Integer

Dim BoxX As Integer, BoxY As Integer

x = Int(391 * Rnd + 20)

y = Int(231 * Rnd + 20)

BoxX = Picture1.Left

BoxY = Picture1.Top

Form1.ForeColor = RGB(Rnd * 256, Rnd * 256, Rnd * 256)

Form1.Line (BoxX, BoxY)-(BoxX + 100, BoxY + 100), , BF

Picture1.Move x, y

MoveCount = MoveCount + 1

If MoveCount = 400 Then

Timer1.Interval = 0

MsgBox "Your Score:" & Score

End If

End Sub

'

'

'

'

'

'

-27-

'==================================================

' Menu Handlers.

'==================================================

Private Sub mnuEasy_Click()

Difficulty = 1000

OldCheckedMenu.Checked = False

Set OldCheckedMenu = mnuEasy

mnuEasy.Checked = True

End Sub

Private Sub mnuHard_Click()

Difficulty = 500

OldCheckedMenu.Checked = False

Set OldCheckedMenu = mnuHard

mnuHard.Checked = True

End Sub

Private Sub mnuImpossible_Click()

Difficulty = 250

OldCheckedMenu.Checked = False

Set OldCheckedMenu = mnuImpossible

mnuImpossible.Checked = True

End Sub

Private Sub mnuModerate_Click()

Difficulty = 750

OldCheckedMenu.Checked = False

Set OldCheckedMenu = mnuModerate

mnuModerate.Checked = True

End Sub

Private Sub mnuStartGame_Click()

Form1.Cls

DrawScreen

Score = 0

MoveCount = 0

Timer1.Interval = Difficulty

End Sub

Private Sub mnuExit_Click()

Unload Form1

End Sub

'

'

-28-

'==================================================

' Game subroutines.

'==================================================

Sub InitGame()

Difficulty = 750

mnuModerate.Checked = True

Set OldCheckedMenu = mnuModerate

Randomize

DrawScreen

DrawFace

End Sub

Sub DrawScreen()

Form1.ForeColor = vbBlack

Form1.Line (10, 10)-(517, 10)

Form1.Line (10, 10)-(10, 358)

Form1.Line (522, 5)-(522, 362)

Form1.Line (522, 362)-(5, 362)

Form1.ForeColor = vbWhite

Form1.Line (5, 5)-(522, 5)

Form1.Line (5, 5)-(5, 363)

Form1.Line (517, 10)-(517, 358)

Form1.Line (517, 358)-(10, 358)

End Sub

Sub DrawFace()

Picture1.FillStyle = vbSolid

Picture1.FillColor = vbYellow

Picture1.Circle (48, 48), 45

Picture1.FillColor = vbBlack

Picture1.Circle (30, 35), 10

Picture1.Circle (65, 35), 10

Picture1.Circle (47, 55), 8

Picture1.DrawWidth = 2

Picture1.Circle (48, 50), 30, , 3.4, 6, 1#

End Sub

-29-

ABSTRACTABSTRACTABSTRACTABSTRACT

Comparison of MusComparison of MusComparison of MusComparison of Muscle Activity and Input Performancecle Activity and Input Performancecle Activity and Input Performancecle Activity and Input Performance

ooooffff Operators Using a Computer Mouse and Operators Using a Computer Mouse and Operators Using a Computer Mouse and Operators Using a Computer Mouse and a a a a TrackballTrackballTrackballTrackball

Yoo Hwan-Suk

Dept. of Ergonomic Therapy

The Graduate School of

Health and Environment

Yonsei University

This study compared the electromyographic (EMG) activities and input

performance of computer operators using a computer mouse and a trackball.

Muscle activities were assessed at upper trapezius (UT), middle deltoid

(MD), extensor digitorum (ED) and first dorsal interosseous muscle (FDI).

Twenty-six healthy subjects were recruited and the test order was selected

randomly for each subject. The task set was to click moving targets on a

Windows program. Performance was assessed by counting the correct clicks.

The EMG amplitude was normalized using the percentage of reference

voluntary contraction (% RVC) for UT and MD and the percentage of

maximal voluntary contraction (% MVIC) for ED and FDI. To analyze the

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differences in EMG activity, a paired t-test used. UT muscle activities were

significantly greater with the computer mouse (p<0.05). FDI muscle

activities were significantly greater with the trackball (p<0.05). MD and ED

muscle activities did not differ between mouse and trackball (p>0.05).

Performance was significantly greater with the mouse. In conclusion, UT was

used more with the mouse, FDI was used more with the trackball, and

performance was greater with the mouse. Using a trackball can reduce the

load on UT during computer work and help to prevent and manage work-

related musculoskeletal disorders. However, a trackball can increase the load

on FDI. Therefore, a worker’s physical characteristics should be considered

when choosing the appropriate input device.

Key Words: Computer mouse, Electromyographic activity, Trackball,

Work-related musculoskeletal disorders.