전신진동

Whole body vibration

전신진동은 어떤 주파수의 진동(기계적 진동)이 인체에 전달될 때 사용하는 총칭이다. 인간은 기계적 진동 상태에 있는 접촉면을 통해 진동에 노출된다. 인간은 일반적으로 일상생활에서 다양한 형태의 진동에 노출된다. 이것은 전동 공구, 훈련 플랫폼 또는 수많은 다른 장치들 중 하나를 통해 운전석이 될 수도 있고 움직이는 열차 플랫폼이 될 수도 있다.[1] 그것은 특히 수년 간의 노출 후에 직업상의 위험의 잠재적인 형태다.

고주파 진동[2](50Hz 이상)이 손을 통해 들어올 경우 산업 안전 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 잭해머로 작업하는 것은 진동 백손가락을 발달시키는 것으로 알려져 있다. ISO 5349-1에서 손으로 전달되는 진동에 대한 노출과 한계는 추정되었다.[3]

신체운동의 한 형태로서 전신진동훈련은 어느 정도 체력 및 건강상의 이점을 제공할 수 있지만, 그것이 정기적인 신체운동만큼 유익한지는 분명하지 않다.[4] 2018년 메타분석을 통해 전신진동이 65세 이하 여성의 대퇴골 목 밀도뿐만 아니라 폐경 후 여성의 요추 내 골밀도를 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.[5]

위험으로

인간은 1Hz에서 100kHz까지의 주파수에 이르는 기계적 진동에 민감하다.[6] 진동 주파수가 낮으면 사람이 멀미를[7] 하는 반면 주파수가 높으면 일반적인 불편함과 불편함을 초래할 수 있다. 승차감이 중요한 자동차 산업에서는 차량 진동으로 인한 불편함을 최소화하는 것이 중요하다. 의학적으로 다친 환자를 이송하는 상황에서는 불편함과 고통마저 극심하게 만연할 수 있다. 진동으로 인한 불편함은 다양한 환경에서 추정할 수 있다.[8][9]

작업장노출

요추 척추 측만증 X선 촬영

장시간 전신 진동에 노출되면 여러 종류의 근골격계 문제가 발생할 수 있다.[10] 특히 목과 허리 아랫부분의 문제는 건설, 임업, 농업, 트럭 운송을 포함한 중장비 운영자에게 흔히 발생할 수 있다. 전신 진동이 존재할 수 있는 다른 직업으로는 항공기 운영자, 해양 선박 종사자, 기차와 버스와 같은 대중 교통의 운전자들이 있다.

전신진동과 기계적 충격에 장기간 노출되는 농가는 (진동에 노출되지 않은 농가에 비해) 허리통증의 유병률이 높고 진동선량에 따라 유병률이 증가한다.[11] 전신에 영향을 미치는 장기 노출은 척추변성(척추변성)과 요통 저염 위험 증가로 이어진다.[12][13]

전신진동에 대한 직업상 피폭에 영향을 미치는 요인으로는 진동의 빈도, 진동의 크기, 진동에 대한 일일 노출, 조작자의 서 있거나 앉은 자세, 진동의 방향, 인간이 진동의 근원에 얼마나 단단하게 결합되어 있는지 등이 있다.[14] 노출 한계와 추정치는 전신 진동에 대한 ISO 2631-1에서[15] 특징지어졌다. 진동 노출의 측정은 보통 사람/진동 인터페이스에서 한다.

환자 이송

부상자는 이송 중 충격과 진동에 노출될 수 있으며, 이는 신체의 무의식적인 움직임으로 인해 환자 상태를 악화시킬 수 있다. 많은 형태의 이모빌라이제이션 장치는 다양한 성공도로 이 동작을 제한하기 위해 사용된다.[16][17][18] 환자 수송의 일반적인 모드로는 여러 형태의 충격과 전신 진동을 포함하는 손 들것(Litter), 지상 구급차 및 항공 의료 서비스가 있다.

측정

가속도계로 측정하여 인체에 대한 진동노출량을 추정한다. 이러한 측정은 인체 또는 진동 소스 또는 표면에서 수행된다.[14] 다른 방향의 측정은 동작 방향과 인체의 반응을 연관시키기 위해 취한다.[19] 구체적으로는 전달 기능을 사용하여 진동에 대한 인간의 반응을 결정할 수 있다.[20] 전신 진동과 손 팔 진동에 대한 피폭 추정을 위한 측정 기법은 국제 표준에서 개발되었다.[21][3]

진동 훈련

진동 훈련은 제한된 시간(약 1분 세트) 동안 특정 관절 각도를 사용하여 다양한 주파수/암페어/강도의 신체에 의도적으로 노출되는 것이다. 진동치료, 진동치료, 생체역학 자극, 기계 자극, 생체역학 진동으로도 알려져 있다. 저진폭, 저주파 기계적 자극을 사용한다. 중추/폭발(양쪽에서 좌우로 진동) 또는 직선(위아래로 진동)이 될 수 있다.

역사

현대 진동 훈련의 바로 전신은 RNS(Rythical Neuromuscular Stimulation, RNS) 구 동독에서 비어만은 60년대에 주기적인 마사지의 사용과 그것이 트렁크 굴곡에 미치는 영향에 대해 실험하고 있었다(Biermann, 1960년[22]).

이 기술은 우주 비행사들에게 이용될 수 있는 혜택을 찾고자 칠면조를 대상으로 실험되었다.[23] 공학적인 문제는 그들이 시험 기계를 인간의 무게를 지탱하기 위해 업그레이드하려고 할 때 제기되었다. 일단 진동 강도가 40kg 이상 들어올릴 정도로 강해지면 강철에 골절이 나타났다. 인간을 위한 진동 훈련 장치를 이용한 최초의 침대-휴대 연구는 2003년 유럽우주국(ESA)이 베를린[24](Berlin Bedrest Study, BBR)에서 수행했다. 이후 2006년부터 독일항공우주국(DLR)의 여러 포물선 비행 운동에서 미중력 조건에서 경량 진동 훈련장치의 사용가능성이 입증되었고, 2009년과 2010년에는 미중력이 진동 훈련 효과에 미치는 영향에 대한 기초 연구가 실시되었다. 조사된[25][26]

1961년부터 NASA는 러닝머신 진동격리시스템(TVIS)과 사이클 에르고미터 진동격리시스템(CEVIS) 등 기존 운동기기의 우주정거장 진동전달을 최소화하기 위해 운동기구와 시스템에 가벼운 진동을 추가하는 실험을 해왔다. 근육 활동을 위한 진동 훈련과 관련하여 NASA를 마케팅 캠페인에 직접 언급하는 회사들은 오해의 소지가 있을 수 있다.[citation needed]

첫 번째 갈릴레오 기계 특허는 같은 해 1996년에 첫 번째 갈릴레오 장치가 상업적으로 이용 가능하게 되었다.[27][28] 1996년 갈릴레오 진동 아령 특허가 최초로 출원되었다.[29]

트레이닝 효과

2018년 메타분석 결과 폐경 후 여성의 경우 전신진동이 요추 BMD를 개선하고 65세 미만 여성의 경우 대퇴부 목 BMD를 강화한 것으로 나타났다.[5]

2014년 한 리뷰는 급성 또는 만성적인 전신 진동이 경쟁력 있는 또는 엘리트 선수들의 경기력을 향상시킬 수 있다는 증거가 거의 없고 일관성이 없다고 결론지었다.[30]

코크란 리뷰는 전신진동훈련이 신경퇴행성질환자의 기능적 성과에 미치는 영향이나 [31]섬유근육질환자의 질병 관련 문제 등에 대한 증거가 불충분하다는 결론을 내렸다.[32]

일부 연구는 관절염과[33] 무릎 통증에 대한 이점을 뒷받침한다.[34]

진동 플랫폼 유형

진동하는 플랫폼은 서로 다른 구별되는 범주로 분류된다. 사용되는 플랫폼의 유형은 수행된 훈련이나 치료의 효과와 결과의 조정자다.[35] 기계 유형의 주요 범주는 다음과 같다.

  1. 고에너지 선형, 주로 상업용 진동 훈련 스튜디오와 체육관에서 발견된다. 진동 방향이 직선/상향임
  2. 최대 30Hz의 "프리미엄" 속도에서 물리치료 및 운동 운동에 사용되는 프리미엄 속도 중추(테이터-토터 운동) 상업용과 가정용 모두 가능하다.
  3. 중간 에너지 라인, 대부분의 라인 플랫폼 생산. 이것들은 보통 플라스틱으로 만들어진다; 어떤 것들은 낮은 품질의 3-D 진동을 가지고 있다.
  4. 저속 중추 장치.
  5. 저강도 기계적 자극. 1g 미만의 에너지 레벨을 사용하는 플랫폼으로, 일반적으로 z축에서 이동한다.

다른 기계 유형은 저에너지/저진폭 라인 및 저에너지/고진폭 라인이다.

z 이동과 관련하여 두 가지 주요 유형의 시스템을 구별할 수 있다.[35][36][37]

  • 측면 교대(피보탈) 시스템, 시소처럼 작동하여 한 발은 항상 위로, 다른 발은 아래로 움직이는 인간의 걸음걸이를 모방하며,
  • 전체 플랫폼이 주로 동일한 운동을 하는 선형 시스템: 두 발이 동시에 위 또는 아래로 이동한다.

측면 교대형 시스템은 대개 진동의 진폭이 크고 주파수 범위는 약 5Hz~40Hz이다. 선형/우측 시스템은 진폭이 낮지만 20Hz ~ 50Hz 범위에서 주파수가 더 높다. 측면 대체 시스템의 진폭이 더 크지만, 머리로 전달되는 진동(가속)은 비측면 대체 시스템(Abercromby et al[38]. 2007)에 비해 현저히 작은 반면, 동시에 동일한 진동 매개변수에서도 근육 활성화가 중추 시스템에서 증가한다.[39] 그러나 양 굽을 옆으로 향하게 하는 사이드 대체 기계의 한쪽에 서 있으면 상체의 머리와 무게중심으로 전달되는 상당한 가속도가 발생한다. 적어도 그러한 전신 진동 사용자 설명서는 이것을 "Stand-a-side Poses"라고 부르는 변형을 제시한다. 플레이트의 바깥쪽 가장자리에서 진폭은 일반적으로 약 10mm이며, 이는 선형 진동기의 최대값인 3mm보다 크며 실용적이지 않다. 진폭과 충격은 정원사의 무릎 패드(예: ~ 16"x 8" x 3/4")를 플레이트에 중앙에 놓고 뒤꿈치를 패드의 바깥쪽 가장자리를 향해 서 있으면 줄일 수 있다. 이것은 유용하지만, 다양한 위치와 활동이 가능하도록 전체 판이 위아래로 움직이는 기계를 대체하지는 않는다.

기계적 자극은 몸에 작용하는 가속력을 발생시킨다. 이러한 힘은 근육의 길이를 늘이게 하고, 이 신호는 근육의 작은 기관인 근육 스핀들에 의해 수신된다. 이 스핀들은 중추신경계를 통해 관련 근육에 신호를 전달한다(Abercromby et al. 2007,[38] Burkhardt 2006[40]).

파워 플레이트는 진동 베이스로 구성된 진동 플랫폼 브랜드로 초당 약 1~2밀리미터(39~79thou)(1/16") 25~50회 진동할 수 있다.[41] 그 기계는 깊이 쪼그리고 앉아 있는 사람을 수용할 만큼 충분히 크다. 진동 베이스에서 스쿼트, 팔굽혀펴기와 같은 전통적인 운동을 할 수 있다.[42]

LifetimeVibe는 플랫폼이 있는 진동기계와 암레벨에 손잡이와 제어장치가 있는 수직기둥의 브랜드다. 이 기계에는 42데시벨의 소음이 기록되어 있는데, 사람의 속삭임처럼 조용하다. 체리 목재와 파워 코팅 강철로 미국에서 제조된 이 강철은 0~10mm의 시소 진동과 0~15.5Hz의 주파수를 사용하여 보행 운동을 시뮬레이션한다. 간단한 제어장치는 12개의 다른 프로그램이 있는 수직 기둥에 장착되고 회전 노브가 있는 수동모드에 주파수를 조절한다.

이 기계는 몸에 충격을 주면서 순간적으로 가속하기보다는 선택한 주파수에 맞춰 서서히 시동이 걸리고 정지한다. 이 부드러운 동작은 걷기처럼 편안하고 자연스럽게 느껴지며 특히 노약자와 건강상 어려움이 있는 사람에게 도움이 된다. 운동선수들과 모든 연령대의 사람들은 또한 운동 경기, 회복 그리고 근육과 관절의 힘을 위해 이 기계를 사용한다.[43]

갈릴레오(2014년까지 미국에서 Vibraflex로도 이용 가능)는 치료용으로뿐만 아니라 운동 장비로도 사용되는 진동 훈련 플랫폼의 브랜드다. 시소처럼 사인파 쪽을 번갈아 진동하는 진동 플랫폼으로 구성돼 있다. 장치 크기에 따라 최대 6mm의 진폭(피크에서 피크까지의 거리 12mm와 동일)과 5Hz~40Hz의 주파수(초당 5~40회 반복)로 진동한다. 갈릴레오는 독일 노보텍 메디컬 GmbH사에 의해 독일에서 제조된다. 2004년 이후로 갈릴레오는 의료기기로도 이용 가능하다.

갈릴레오 진동 훈련 장치의 베이스 플레이트가 시소처럼 움직이고 있다. 이 측면 교대 운동은 인간의 교대하는 측면에 가까운 거의 생리적 운동 패턴을 활용하기 위해 인간의 걸음걸이를 모방하는 것으로 여겨진다. 측면 교대로 인해 고관절이 기울어져서 한쪽 다리는 들어올려지고 다른 쪽 다리는 올라간다.[44] 수직으로 진동하는 장치에 비해 측면 교대 운동은 상체와 머리의 무게중심에 작용하는 매우 낮은 가속도를 초래한다.[45][38][46] 그러나 상당한 가속을 초래하는 위에서 설명한 스탠드어 사이드 포즈(Stand-a-side Pose)를 참조하십시오.

쥬벤트의 마이크로 임팩트 플랫폼은 저강도 기계적 자극 범주에 속하는 플랫폼이다. 1g(0.3g~0.4g) 미만의 에너지 레벨을 사용하며 32Hz~37Hz 사이의 안전한 주파수 범위에서 작동한다. Z축에서도 0.05mm만 사용자를 이동시킨다. 플랫폼은 공명을 이용하여 사용자를 통한 효율적인 에너지 전달을 얻는다. 사람이 진동에 노출되는 경우 ISO(Int'l Organization for Standardization) 및 OSHA(Operational Safety and Health Administration) 표준을 충족하거나 초과한다. 그것은 수많은 임상 실험에서 사용되었다(VIBE Study, VIBE Study)에 사용되어 왔다.Jude Hospital for Children)이며 FDA에 등록되어 있다.

벨트

진동벨트 기계(Mueller 벨트 기계, 벨트 마사지 기계 또는 지글러 기계)는 진동벨트를 사용하는 운동기구로 허리나 엉덩이 주위에 사용된다.

참고 항목

참조

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