연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
중고령자의 계단 및 요철 보행 특성
- 연구책임자
- 박재석
- 수 행 연 도
- 2011년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- , 1. 과 제 명 : 중·고령자의 계단 및 요철 보행 특성 2. 연구기간 : 2011. 1. 1 ～ 2011. 11. 30. 3. 연 구 자 : 박재석 4. 연구 필요성 및 목적 국내 산업현장에서는 업무상 사고로 인하여 발생하는 재해자 수가 매년 약 80,000 여명에 이르는 추세이다. 이를 사고의 발생형태별로 보면 끼임(협착), 넘어짐(전도), 떨어짐(추락) 재해가 3대 다발 재해로 분류된다. 발생건수의 변화 추이를 보면 2007년부터는 넘어짐 사고가 끼임 사고의 발생 빈도를 앞질러 전체 사고의 약 20 %를 점유하면서 가장 많이 발생하는 업무상 사고로 나타나고 있다. 또한 국내 사회의 고령화에 따라 중·고령 재해자도 늘어가고 있지만 이들의 재해 특성에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2009년 20∼30대를 대상으로 연구된 ‘계단 및 요철에서의 넘어짐 위험성 평가’의 결과와 더불어 연령대별 보행특성 및 보행특성이 넘어짐 재해에 어떤 영향을 미치는지를 연구하고자 40대 이상의 중·고령자를 대상으로 일반 보행과 계단에서의 보행특성에 대하여 연구하였다. 5. 연구내용 및 방법 사람이 보행 중에 걸려 넘어지려면 일차적으로 장애물에 발이 닿아야 한다는 사실에 주목하였으며, 크게 두 가지 방향으로 진행되었다. 첫째는 근로자가 작업장의 평지 보행로에서 이동 중에 요철 등의 장애물에 걸려 넘어질 가능성을 확인하고자 하였다. 사람이 보행 중에 걸려 넘어지려면 일차적으로 발이 장애물에 닿아야 한다. 그리고 보행 중에 바닥에 가장 가까운 발의 위치는 발끝(toe) 부분이다. 따라서 3차원 공간에서 피험자의 동작을 측정하는 실험을 통해 보행 패턴을 분석하여 발끝 궤적을 추적하였다. 둘째는 계단에서의 보행 특성에 측정하였다. 계단 구조를 이루는 주요 인자는 크게 계단 폭, 계단 높이 및 경사도로 구분할 수 있다. 마찬가지로 실험을 통해 계단에서 보행 패턴을 분석하여 계단의 주요 인자에 따라 발끝 및 뒤꿈치(heel)와 계단과의 이격(clearance)이 어떻게 달라지는지 확인하고자 하였다. 본 연구에서는 보행 분석을 위해 피험자 발의 주요 위치를 추적하는 3차원 위치 추적 시스템을 구축하였다. 피험자의 다리에 마커셋을 부착하고, 위치 센서 2개를 통해 마커의 위치를 추적하였다. 위치 센서의 숫자와 감지 공간을 고려하여 피험자의 한쪽 다리의 궤적만을 추적하였으며, 평지 보행로 및 계단의 길이는 한쪽 다리의 보행이 적어도 한 사이클 이상이 확보되도록 하였다. 발끝이나 뒤꿈치와 같이 공간적인 제약으로 마커를 부착할 수 없거나 피험자의 몸에 가려 위치 센서로 측정할 수 없는 부위는 이미 부착된 마커셋의 위치를 참조하여 가상점(Virtual point)으로 추적하였다. 요철 및 계단에서의 보행실험을 위해 40,50대 남성 12명, 여성 14명을 피험자로 선정하였다. 실험을 위해 본 연구원의 연구윤리·진실성심의위원회의 심의를 거쳤으며, 헬싱키 선언의 윤리표준과 관련하여 실험 전에 피험자는 연구 과정의 전반적인 소개와 함께 실험에 따른 위험성과 윤리적 문제에 대하여 설명을 듣고 실험 참가 동의서에 서명을 하였다. 실험에 참여하기 전에 피험자들에 대하여 신체적인 문제가 있는지를 파악하였고, 하지관절(즉, 족관절, 슬관절 및 고관절)에 수술 경력을 확인하여 이에 해당하는 경우에는 실험에서 배제하였다. 보행 분석을 위해 신체의 특정 부위에 마커를 부착하고, 그 마커의 위치를 추적하는 Motion Capture 시스템을 구축하였다. 실험에 사용된 장비는 NDI사의 OPTOTRAK CERTUS 모델이며 신호 분석은 3차원 동작 분석 전용 소프트웨어인 C-motion사의 Visual3D를 사용하였다. 6. 연구결과 본 연구에서는 최근 고령화 사회로 접어들면서 산업재해도 50대 이상의 중· 고령자의 재해가 급격히 증가하고 있고 특히 넘어짐 재해가 중·고령자층에서 많이 발생하고 있어 넘어짐 재해의 주요 기인물인 계단과 요철에서의 중·고령자 보행특성 및 보행특성이 넘어짐 재해에 어떤 영향을 미치는지를 연구하고자 40대 이상의 중·고령자를 대상으로 일반 보행과 계단에서의 보행특성에 대하여 연구하였다. 1. 일반 보행 시 최소발끝높이는 연령이 증가함에 따라 보행속도에 따른 발끝높이 변화의 차이가 줄어들고 상대적으로 젊은 성인보다는 발끝높이가 낮아지는 경향을 보였으며 남성과 여성 모두 같은 경향을 보였다. 이는 평상시 정상보행에서는 젊은 성인과 중·고령자의 발끝높이는 평균적으로 차이가 없지만 빠른 보행에서는 중·고령자의 발끝높이가 상대적으로 낮아 작은 요철에서도 걸려 넘어질 수 있는 확률이 높아진다. 2. 보행 속도에 따라 발끝높이 변화의 유형은 발끝높이가 강한 상관관계로 높아지는 유형, 상관관계가 없는 유형, 발끝높이가 낮아지는 유형이 있다. 이중 발끝높이가 높아지는 유형이 정상적 보행 특성이며 50대 이상으로 연령이 증가함에 따른 이러한 정상적 보행 패턴에서 벗어나는 유형이 많아지는 것으로 나타났다. 3. 계단의 경사도가 높아짐에 따라 40대는 최소발끝높이가 낮아지는 선형적 강한 상관관계를 보이고 있지만 50대의 발끝높이 변화는 결정계수 R2값으로 보아 계단의 경사도와는 상대적으로 무관한 것으로 나타났다. 또한 이러한 경향은 남성과 여성 모두 같은 경향으로 나타났으며 이러한 경향은 계단에서 보행시 경사도에 적응하는 능력이 50대 이후에는 현저히 떨어지고 적응능력이 낮아짐으로 재해를 당할 확률이 높아질 것으로 예상된다. 4. 계단의 단높이 변화에 따른 발끝높이 변화는 남성과 여성 모두 40대 피험자 군에서는 단높이가 높아질수록 발끝높이가 낮아지는 강한 상관관계를 보였으며 50대 피험자 군에서는 단높이에 따라 뚜렷한 발끝높이 변화가 나타나질 않았으며 산포도가 증가하였다. 5. 남성보다는 여성의 발끝높이가 낮게 나타나 같은 연령대라 할지라도 여성이 상대적으로 걸려 넘어질 위험성이 높게 나타났다. 6. 40대 이하 성인에 비해 50대 성인의 보행 특성의 변화가 정확히 어떤 원인인지는 본 연구의 결과만으로는 단정 지을 수 없으나 어떤 이유에서든 나이가 들수록 젊은 성인에 비해서 보행특성이 달라진다는 것은 넘어짐 재해가 50대 근로자에서 급격히 증가하는 원인으로서 직·간접적 영향을 미칠 것으로 생각된다. 7. 활용계획 ○ 국내？외 학술지 게재를 통한 연구성과 및 관련지식 홍보 ○ KOSHA-guide 등 오염물질의 위험성 관련 지침 제정 ○ 향후 고령자 및 취약계층의 넘어짐 위험성 평가 연구의 기초자료로 활용 8. 중 심 어 중고령자, 계단, 요철, 걸려넘어짐, 전도재해, 보행
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