[인간공학] Work Physiology (작업 생리학)
● 작업 생리학이란?
: 작업 생리학은 신체적인 활동이나 인지적인 활동을 할 때 이와 관련하여 인체의 생리학적 정보를 분석하는 학문
● Physiological Systems(생리학적 시스템)
- (Cardiovascular system)심장관련
- (Musculoskeletal system)근골격계
- (Nervous system)신경계
- 중추신경계
- 뇌
- 척수
- 말초신경계
- 대뇌피질에 관련된 신경계
- 자율신경계
- 교감신경계(흥분시키기, 도망)
- 부교감신경계(흥분낮추기, 교감이 올린거 내리기)
- (Respiratory system)호흡계
● Cardiovasular system (심장 시스템)
: 우좌 방실방실(외우는 방법) 심방에서 받고, 심실에서 보내고
- 우는 폐로 보내고, 좌는 몸의 모든 부위로 보냄. 좌가 우보다 더 큼 따라서 비대칭
- 대동맥은 심실의 혈압에 따라 올라갔다가 서서히 내려가고, 심실의 혈압은 한번 쏘고 나면 쭉 내려감
- 관상동맥은 심실에서 피를 내보내며 근육이 팽창하며 관상동맥을 피가 안통하게 함. 따라서 쏠 때 그리고 쏘고난 후 내려감
- 심실의 부피는 쏠 때 줄어들었다가 다시 늘어남
● Musculoskeletal system (근골격계)
: 작업을 할 때 얼마나 근육을 쓰고 있는지 확인하기 위함
- SEMS(surface, 표면에 두고 측정하는 것, 여러 자극이 노이즈가 껴서 옴)
- FMG(주사를 넣어 정확한 측정을 하는 것)
● Nervous system (신경계)
: PNS(말초신경계) : 신경에 전기를 통하게 해서 그 신경을 따라 반응을 보고 신경의 상태를 확인함
피부에 전기를 통하게 해서 땀을 이용해 확인
● Respiratory system (호흡계)
: 작업을 할 때 에너지를 얼마나 소비하는지 확인하기 위함
● 생리학의 적용
: 운동생리학에도 적용됨. 신체적 퍼포먼스를 올리고, 선수의 부상을 막기 위함. 스포츠 용품의 개발 등
● Occupational Physiology (직업에서의 생리학)
: 사람이 일을 할 때의 관점으로 생리학을 연구함(산업공학적 접근)
● Physical Workload Assessment Measures (신체적 작업 평가 방법)
: 산소 소비량(전신), 심장박동수(전신), EMG(근육에 전기 쏴서 확인)를 이용한 근육활동 측정(특정부위)
*평균적으로, 최대치의 30%의 평가치에 해당하는 수치를 권장함
*심박수와 산소 소비량의 상관관계는 (R^2 = 0.98)매우 일치하므로 심장 박동수로만 진행해도 무관함
*심장박동수는 나이가 들수록 낮아짐
*심박수는 여자가 남자보다 더 빠름
*훈련을 할수록 심박수는 낮아지고 산소 소비량은 줄어듦
● Nature of Muscles (근육)
- 사람은 600개 근육을 가지고 있음, 400개는 뼈와 붙어있음(골격근)
- 근육이 한쪽이 줄어들면 반대쪽은 늘어남
- 400개의 골격근 중 80쌍(160개)의 근육이 몸의 대부분의 행동을 수행함
- 골격근들은 뼈와 tendons로 붙어있음(힘줄)
- 근육으로 어깨, 엉덩이, 팔꿈치 등을 움직이게 함
- 근육은 근육 섬유 다발로 이루어져 있음
● 근육의 종류
- Skeletal muscle(뼈에 붙어있는 근육) : 내가 원하는 대로 움직일 수 있음, 결이 있어 힘이 쎔
- Smooth muscle : 결이 없음. 원하는대로 움직일 수 없음. 내장에 있음
- Cardiac muscle(심장) : 원하는대로 움직일 수 없음. 결이 있어 힘이 쎔
● Contractibility of muscles(근육의 수축)
: 근섬유의 수축성 단위 = myofibrils(근원섬유)
- 근원섬유는 단백질과 필라맨트 두 가지 기본 유형으로 구성됨(액틴과 마이오신)
- Filament sliding theory
: 액틴 필라멘트는 마이오신 필라멘트 사이에서 같이 미끄러진다는 이론
- 미끄러지면 근육 섬유는 원래 길이의 거의 절반만큼 수축되고, 단백질 복합체는 마이오신헤드가 액틴 필라멘트에 부착되며 형성되고, 두 필라멘트 사이에 교차 다리를 형성함(형성하는 과정에서 전기 자극을 유발함)
● Muscle : Energy Metabolism(에너지 대사)
- 처음에는 ATP(아테노신삼인산)를 순간적으로 쓰고 바로 CP(크레아틴인산)을 씀
*ATP는 엄마한테서 옴.(ATP로 유전자 검사하면 엄마는 바로 앎)
- 20초정도가 지난 뒤 포도당을 가져와 40초 정도를 맥스로 에너지를 사용함. 1분이 넘어가고 부터는 산소를 움직여, 유산소 운동을 하게 됨
- 1분 이상의 운동은 거의 유산소 운동임
● Characteristics of Skeletal Muscle Fibers(뼈와 붙어 있는 근육의 특징)
- Type1 : 유산소 중심
- 지구력이 좋음
- 힘이 세지 못함
- 수축하는 속도가 느림
- 근육이 수축이완을 계속 떨리면서 하는데, 이것이 느림
- 잘 안지침
- 느리게 반응
- 사이즈 작음
- 근육이 빨감(산소를 이용해서 헤모글로빈이 있기 때문)
- Type2B : 무산소 중심
- 지구력이 약함
- 폭발적인 힘
- 수축하는 속도가 빠름
- 근육이 수축이완을 계속 떨리면서 하는데, 이것이 빠름
- 포도당 사용정도
- 반응속도 빠름
- 사이즈 큼
- 근육 색이 창백함(무산소라 헤모글로빈이 필요 X)
- 팔꿈치 드는 근육은 2가 1보다 많음
- 종아리 근육은 1이 2보다 많음
● EMG
: 근육이 내뿜는 전기적 신호를 얻어 기능을 알아보는 것
- EMG는 사람간 비교를 정량적으로 할 수 없음
- %MVC는 최대로 낼 수 있는 힘이고, 퍼센테이지로 테스크에 대한 근육 사용량을 측정함
- 근육이 계속 쓰게 되면 피로도가 쌓여 다른 근육을 사용하며 힘을 더 쓰게 됨
- 무거운걸 들면 type2를 쓰다가 피로하여 나가 떨어져 나중에는 type1근육을 쓰며 근육의 떨림이 작아짐
● Borg RPE
: 사람에게 주관적인 힘듦 정도를 물어보는 것
사람의 HR이 최소 60에서 최대 200을 기준으로 점수를 6에서 20까지 매김
● Heart Rate Variability(HRV) : 심박수 변동
- 우심방의 신호를 받아 진행. 뛰는 시간 간격을 측정(R-R interval)하여 스트레스를 받냐 안받냐 검사함
- 감정적, 정신적, 신체적 요인으로 SA 활동이 달라짐
- 교감 부교감 영향들과 같이 전기적 신호로 바뀐 데이터들을 확인해 스트레스를 받고 있는 상황인지 객관적으로 확인이 가능함