교신저자: 이규훈, 서울시 성동구 행당동 17, 133-792, 한양대학교의료원 재활의학과 Tel: 02-2290-9704, Fax: 02-2282-0772, E-mail: [email protected]
강철 토캡이 안전화 내 발바닥 압력에 미치는 영향
이권율, 이재용, 이승조1, 박시복, 이규훈
한양대학교 의과대학 재활의학교실, 1국군대전병원 재활의학과
The Effect of Steel Toe Cap on Plantar Pressure in Safety Boots
Kwun Yool Lee, M.D., Jae Yong Lee, M.D., Seung Jo Lee, M.D.
1, Si-Bog Park, M.D., Kyu Hoon Lee, M.D.
Department of Rehabilitation Medicine, Hanyang University College of Medicine, Seoul,
1
The Armed Forces Daejeon Hospital, Physical Medicine and Rehabilitation, Daejeon, Korea
Background: To compare the peak plantar pressure of steel toe cap in safety boots.
Methods: Twenty five normal subjects were enrolled in this study. Safety boots which have steel toe cap in front part of shoes, were fabricated by GSD Co., Busan, Korea. Plantar pressure was measured by using PEDAR System
®(Novel gmbh, Munich, Germany) during comfortable walking. Peak plantar pressure was analyzed by PEDAR C-expert program at different foot area such as T0 (whole foot), T1 (great toe), T2 (2
nd, 3
rdtoes), T3 (4
th, 5
thtoes), T4 (medial fore foot), T5 (middle fore foot), T6 (lateral fore foot), T7 (medial mid foot), T8 (lateral mid foot), T9 (medial hind foot) and T10 (lateral hind foot).
Results: Peak plantar pressure in shoes with steel toe cap was higher than in shoes without toe cap at T0, T1, T3, T4 and T6 area. Peak plantar pressure in shoes with steel toe cap was lower than in shoes without toe cap at T2, T7 and T9 area.
Conclusion: The peak plantar pressure was increased in the edge of toe cap surrounded by steel in safety boots.
Key Words: Safety boots, Toecap, Peak plantar pressure
서 론
안전화는 산업안전보건법 시행규칙 제 60조에 따르면 물체의 낙하, 충격으로부터 작업자의 발끝을 보호
하고, 미끄럼을 방지하며 날카로운 물체로 인한 위험으로부터 발과 발등을 보호하는 기능을 갖춘 구두로
정의된다.
1)따라서 재료를 가공 또는 조립하거나 화물을 적재하고 운반하는 과정에서 부주의로 인하여 물
체가 떨어져 발생할 수 있는 발의 상해를 줄이는 역할을 한다.
Figure 1. Steel wire toe cap.
안전화의 구분은 발등 덮개에 따른 가죽제, 고무 제 안전화, 작업 구분에 의한 중작업용, 보통작업용, 경작업용 안전화, 몸통의 높이에 따른 단화, 중단화, 장화, 대전 방지 성능과 선심의 유무 및 신울의 재질 에 따라 1종, 2종으로 분류가 이루어진다. 그리고 일 반적인 정의로 강재선심이 있는 구두를 안전화라고 하고 선심이 없는 구두를 일반 작업화로 분류하고 있다.
2)안전화의 구조는 발등 전체를 보호하는 갑혁, 밑 창, 깔창으로 구성되어 있고 안전을 위해 발끝 앞에 강재선심인 토캡을 삽입한다(Figure 1). 이 토캡의 역 할은 작업 중 발 부위의 재해 중 가장 많은 낙하물 로 인한 발가락 부위의 손상을 예방하는 것이다. 따
라서 발가락을 보호하기 위하여 발의 앞부분을 강철심을 삽입하여 강도를 높인 토캡을 이용하여 강도를 높이고 있으며 고강도의 강철 토캡은 최대 1,100 kg의 하중이나 46 cm 높이에서 떨어지는 23 kg 중량에 견딜 수 있도록 설계되어 있다.
그리고 안전화의 구분에 관계없이 토캡은 필수 구성요소이며, 목적과 요구하는 성능에 따라 요구되는 압박 강도 및 충격 강도가 차이가 난다.
3)강철 토캡이 있는 안전화는 불편하고 발의 피로를 빨리 느끼게 되며 통기성이 떨어져 땀이 빨리 차게 된다.
4)Kuklane 등
5)은 안전화의 재질, 땀과 낮은 통기성의 영향으로 발바닥의 압력이 증가한다고 하였으며, Frykberg 등
6)은 발바닥의 최고 압력은 궤양과 관련되어 있다고 하였다. 또한 Marr와 Quine은
7)안전화를 착용 하고 있는 근로자의 91% 이상에서 적어도 한 개 이상의 발 관련 질환이 있음을 보고하였다. 토캡의 무게와 고강도는 보행 패턴과 발바닥 압력에 영향을 많이 줄 것이다. 하지만 토캡과 발바닥의 압력에 관한 연구가 전무하여, 본 연구에서는 강철 토캡이 안전화 내 발바닥 부위별 압력에 어떠한 영향을 주는지 알아보고자 하였다.
방 법
1. 연구 대상
족부 질환의 기왕력이 없고 발의 변형이 없는 건강한 성인 남성 25명을 대상으로 하였다. 실험 대상자들 의 연령 및 신체 지수는 연령은 27.5±2.4세, 신장은 176.6±3.2 cm, 체중은 72.5±2.1 kg, 그리고 체질량 지수는 23.4±2.1 kg/m
2이었다.
2. 연구 방법
실험에 사용한 신발은 안전화 SD-1
®(GSD Co., Busan, Korea)와 작업화 SJK-01
®(GSD Co., Busan, Korea)로 동일한 안창, 중창, 겉창으로 되어있지만 강철 토캡의 유무에 따라 나누었다(Figure 2).
대상자는 먼저 동일한 종류의 양말을 착용하고, 5 mm 간격의 크기로 구비되어 있는 안전화와 작업화
중 자신의 발에 착용하여 가장 편안하고 발 길이에 맞는 것을 선택하도록 하였다. 무작위 순서로 안전화와
Figure 2. SD-1
®(GSD Co., Busan, Korea) (A), SJK-01
®(GSD Co., Busan, Korea) (B).
Figure 3. PEDAR-System
®(Novel gmbh, Munich, Germany).
작업화를 번갈아 착용하였으며 10 m 거리를 2회 자 연스러운 보행으로 왕복하게 하면서 발바닥의 압력 을 측정하였다. 각각의 실험 사이에 5분간의 휴식을 하도록 하였다. 발바닥의 압력은 PEDAR-System
®(Novel gmbh, Munich, Germany) (Figure 3)을 이용하여 측정하였고, 분석은 PEDAR-C expert
®(Novel gmbh, Munich, Germany) 프로그램을 이용하였다.
8,9)발바닥 구역은 T0는 발바닥 전체, T1구역은 엄지 발가락, T2구역은 둘째, 셋째 발가락, T3 구역은 넷 째, 다섯째 발가락, T4 구역은 전족부의 내측, T5 구 역은 전족부의 중앙, T6의 구역은 전족부 외측, T7 구역은 중족부의 내측, T8 구역은 중족부의 외측, T9 구역은 후족부의 내측, T10 구역은 후족부의 외측의 총 11 부분으로 나누었다(Figure 4). 다른 발바닥의 압력을 측정하는 연구에서는 발바닥의 영역을 8 구역으로 나누었지만 좀더 정확한 비교를 위해 전족부를 내측, 외측, 중앙 부분으로, 중족부와 후족부를 내측, 외측 부분으로 세분화 하였다.
8,9)토캡이 있는 안전화와 토캡이 없는 작업화의 우측 신발 내 구역별 발바닥 최고 압력을 구하여 서로 비교 하였다.
3. 자료 분석
자료의 분석과 비교는 Windows용 SPSS 12.0 version 프로그램을 이용하였고, 두 신발 간의 최고 압력의
차이를 paired t-test를 이용하여 분석하였고, 통계적 유의 수준은 0.05로 하였다.
Table 1. Comparison of peak plantar pressure
Peak plantar pressure (N/cm
2)
With steel wire toe cap Without steel wire toe cap
T0 24.9 ± 1.9 17.9 ± 0.8
*T1 10.1 ± 0.5 8.2 ± 1.3
*T2 4.2 ± 0.5 4.7 ± 0.8
*T3 8.5 ± 0.9 7.2 ± 0.9
*T4 9.5 ± 1.0 8.5 ± 1.2
*T5 10.1 ± 1.5 10.1 ± 2.0
T6 11.5 ± 1.1 10.3 ± 1.5
*T7 6.5 ± 0.5 7.8 ± 1.3
*T8 9.7 ± 1.3 10.4 ± 1.4
T9 12.7 ± 1.4 14.9 ± 2.2
*T10 16.0 ± 1.9 15.0 ± 2.8
Values are mean±S.D. *P＜0.05.
Figure 4. Foot image and area on PEDAR C-expert program, T0: Whole foot region, T1: Great toe, T2: 2
nd, 3
rdtoes, T3: 4
th, 5
thtoes, T4: Medial fore foot, T5: Middle fore foot, T6: Lateral fore foot, T7: Medial mid foot, T8:
Lateral mid foot, T9: Medial hind foot, T10: Lateral hind foot.
결 과
작업화보다 강철 토캡이 있는 안전화에서 발바닥 전체(T0)의 최고 압력이 유의하게 높았다. 또한 엄지 발가락(T1)과 넷째, 다섯째 발가락(T3), 전족부 내측, 외측부위(T4, 6)에서 유의하게 최고 압력이 높았다.
둘째, 셋째 발가락(T2), 내측 중족부(T7), 내측 후족 부(T9) 에서는 강철 토캡이 있는 안전화에서 유의하 게 최고 압력이 낮았다(Table 1).
고 찰
최근 산업의 발전과 생활 수준의 향상으로 각종 산업에서 재해 예방에 대한 인식의 증가로 안전 보 호 장비의 착용은 의무화 되고 있으며, 수요 또한 증가하고 있다. 흔히 사용하는 안전 보호구에는 안 전화, 안전모, 방진마스크, 안전벨트 등이 있다. 이 중 사용 빈도가 가장 높고 수요가 많은 것이 안전화
이다. 안전화의 종류에는 물체의 낙하, 충격 및 바닥으로부터 날카로운 물체에 의한 찔림 등의 위험으로부
터 발을 보호하기 위한 보편적인 가죽제 안전화, 방수 또는 내화학성을 겸한 고무제 안전화, 정전기의 인체
대전 방지를 겸한 정전기 안전화, 발등부를 덮어 낙하물로부터 작업자의 발등을 보호하기 위한 발등 안전
화, 저압의 전기에 의한 감전의 방지를 겸한 절연화 및 절연 장화로 분류되고, 작업 강도에 따라 중작업용, 보통작업용, 경작업용으로 나누어진다. 또한 안전화는 종래의 중공업 중심의 용도에 맞게 개발되어 안전만 을 고려한 저가형 안전화로부터 전기, 전자, 메카트로닉스 산업 등으로 다양화됨에 따라 안전뿐만 아니라 사용자의 편의를 중요시하는 고급형 안전화로써 경량화 및 착용에서의 쾌적감을 동시에 추구하는 새로운 작업용 안전화의 필요성이 대두되고 있다.
3)흔히 사용되는 가죽제 안전화는 발 부위 재해 중 가장 많은 발가락 끝 부위에 상해를 입는 재해를 방지하 기 위해 안전화의 끝 부위에 강철제 선심을 집어 넣고 있다.
본 연구에서 발바닥 전체(T0), 엄지 발가락(T1)과 넷째, 다섯째 발가락(T3), 전족부 내측, 외측부위(T4, 6)에 서 유의하게 최고 압력이 높았다. 이는 강철 토캡으로 둘러싸인 부위의 최고 압력이 증가한 결과이다. 오스 트레일리아에서 안전화를 착용하고 있는 근로자 321명을 대상으로 실시한 인터뷰와 발에 대한 진찰에서 응답자의 91% 이상에서 적어도 한 개 이상의 발 관련 질환이 있음을 확인하였고, 그 중 47%는 강철 토캡으 로부터 발생한 압력 때문이라고 하였다.
7)강철 토캡은 그 무게로 인하여 장시간 착용 시 작업자의 피로를 가중시키며 발목 질환을 야기할 수 있다.
2)기존의 강철 토캡을 사용한 안전화의 경우 무겁고, 겨울철에는 사용 환경을 더욱 악화시켜 동상 등의 부작 용을 발생시킨다.
10)강철 토캡이 있는 안전화를 오랫동안 사용하면 강철 토캡으로 둘러싸인 부위의 압력이 올라가서 발 관련 질환이 쉽게 생긴다고 볼 수 있다. 정상인이 아니라 당뇨병, 신경병증, 발 궤양 등이 있는 사람이 강철 토캡 이 있는 안전화를 사용하면 발 관련 질환이 더욱 잘 발생한다고 볼 수 있다.
따라서 강철 토캡이 있는 안전화를 착용할 경우 발 관련 질환 발병 유무를 지속적으로 관찰할 필요가 있고 당뇨나 신경병증, 발 궤양 등 정상인보다 발 관련질환이 쉽게 생길 수 있는 사람의 경우에는 안전화를 피하거나 제한적으로 사용해야 한다고 생각한다.
Burgess 등
11)은 10명의 정상인을 대상으로 여러 종류의 신발에 중족골 패드를 추가하여 최고압력이 감소 하는지 본 연구에서 겉창이 딱딱한 신발에서만 최고압력 감소가 있었고, 이는 딱딱한 신발에서 중족골 패드 가 발바닥의 압력을 분산시킬 수 있는 것으로 생각하였다.
Chang 등
12)은 정상인 10명의 연구에서 400보의 걸음을 걷는 동안 발바닥 압력을 측정하여, 중족골 패드를 추가했을 때 모두 중족골두 부분에서 압력-시간 적분(pressure-timeintegral)이 감소함을 보고 하였다. 또한 Hayda 등
13)은 10명의 정상인에서 중족골 패드가 발바닥 압력을 줄이는 데 효과적이라고 하였다. 그러나 Ashry 등
14)은 당뇨인 11명의 발바닥 최고압력 연구에서 깔창은 발바닥 최고압력을 낮출 수 있지만 깔창은 중족골 패드를 추가한 것과 그렇지 않은 것 사이에는 통계적인 차이가 없다고 하였다.
이러한 결과를 토대로 중족골 패드나 깔창 등을 강철 토캡이 있는 안전화와 함께 사용하여 발바닥 최고 압력의 변화가 있는지 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다.
결 론
강철 토캡을 사용한 경우 발가락과 전족부의 내외측 최고 압력이 증가한다. 즉, 강철 재질로 둘러싸인
부위의 최고 압력이 증가한다. 따라서 당뇨 환자나 사지 말단부의 손상 위험이 높은 사람이 강철 토캡이
있는 안전화를 착용할 경우 더욱 주의를 요한다. 또한 강철 토캡을 사용할 경우, 중족부 내측, 후족부의
최고 압력이 감소하는데, 이에 대한 보행 분석 등의 연구와 중족골 패드 등을 사용하여 발바닥 압력을 줄이
는 추가 연구가 필요할 것이며 그러한 연구에서 본 연구의 결과는 기초자료로 활용될 수 있으리라 생각한다.
참고문헌
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