본 연구에서 사용된 근전도 측정 디바이스는 Fitsig(㈜로임시스템, 한국)로 Fig. 4와 같다. 두 개의 전극을 사용하여 대상 근육의 근전도 신호를 측정하고. 자체 개발한 모바일 앱을 통해 실시간으로 운동 피드백의 정보를 제공하는 시스템으로 구성된다. 전극은 의류와의 탈부착 용이성을 높이기 위해 표면전극 중 하나인 지름 20 mm의 금속전극을 사용하였다(Fig. 5).

Fig. 4. 
Specifications of Fitsig.

Fig. 5. 
Metal surface electrode.

디바이스를 통해 근전도 신호를 측정하기 위해서는 디바이스의 전극부가 피부표면에 접촉해야 한다. 또한 신호 측정 중에는 디바이스가 피부표면에 접촉상태를 유지해야한다. 이에 본 연구에서 근전도 측정 디바이스의 탈부착이 용이하며, 운동 중 디바이스의 위치가 이동하지 않도록 안정적으로 고정시킬 수 있는 근전도 측정 디바이스 결합형 의류를 개발하고자 하였다. 디바이스의 안정적인 고정을 위해 포켓형태를 기반으로 하는 Fig. 6과 같은 체결방안을 도출하였다. 디바이스 장착 후 신체의 신장과 굴곡이 최대로 일어날 수 있는 운동 동작을 수행하였으며, 디바이스의 위치가 변동되지 않음을 확인하였다. 디바이스의 삽입부는 움직임에도 디바이스 및 피부가 외부로 노출되지 않도록 Fig. 6(b)와 같이 디바이스의 체결 위치보다 위로 설계하였으며, 전극부가 피부표면에 접촉될 수 있도록 Fig. 6(c)와 같이 전극 지름(20 mm)크기의 홀을 설계하였다.

Fig. 6. 
Pocket type device-combined sturcture; (a) schematic structure, (b) outside in the device-combined state, (c) inside in the device-combined state.

본 연구에서는 근전도 측정 타겟근육은 웨이트트레이닝 시 남성들이 주로 사용하는 16개의 근육을 대상으로 하였다(Fig. 7). 상반신에 승모근, 삼각근, 이두근, 삼두근, 손목굽힘근, 손목폄근, 대흉근, 복직근, 외복사근, 광배근과 척추기립근의 총 11개 근육과 하반신에 대둔근, 대퇴직근, 대퇴이두근, 전경골근, 비복근의 총 5개 근육으로 선정하였다.

Fig. 7. 
Target muscle of EMG measuring clothing.

근전도 측정의류 패턴은 Lee(2022)의 근전도 측정의류 제도방법에 따라 원형패턴 설계 후 축소 과정을 통해 설계되었다. 원형패턴은 컴프레션웨어 브랜드의 L 사이즈에 대한 권장 인체치수 및 제7차 한국인 인체치수조사 사업의 20~30대 남성의 평균 인체치수를 참고하여 키 176 cm, 가슴둘레 100 cm, 허리둘레 83 cm, 엉덩이둘레 97 cm 사이즈를 적용하여 설계하였다.

신축성 있는 소재를 사용한 의복설계 시 소재의 신장률을 고려하여 패턴을 축소하며, 특히 근전도 측정의류와 같이 안정적인 신호 측정을 위해 신체에 밀착해야하는 스마트의류의 경우 패턴 설계 및 코스 방향으로의 축소율 설정이 중요하다(Jeong & Yang, 2012; Kim, 2001; Lee et al., 2002). 이에 패턴의 축소는 Ziegert & Keil(1988)에 따라 ASTM 2594의 방법으로 측정한 소재의 신장률을 활용하여 패턴을 축소하였다(Equation 1). 적용 축소율은 Lee(2022)의 근전도 측정의류 개발연구에 따라 50%(코스방향)로 선정하였다.

근전도 측정 디바이스 결합형 의류는 타겟근육을 대상으로 디바이스의 위치 및 인체의 굴곡을 고려하여 의복을 디자인하였다. 또한 안정적인 신호 측정을 위해 신체에 밀착되는 컴프레션웨어로 디자인하였으며, 의복의 솔기선으로 인한 압박을 최소화하기 위해 절개라인을 최소화하였다.

본 연구에 참여한 연구대상자 10명의 평균 나이는 27.0 세로 나타났으며, 평균 키는 176.2 cm, 평균 몸무게 76.4 kg, 가슴둘레는 평균 101.2 cm로 나타났다(Table 3). 제7차 한국인인 체치수조사 사업의 20~30대 남성의 평균 신체치수와 비교하였을 때 키는 약 3.0 cm 큰 것으로 나타났다. 또한 가슴둘레가 약 4.0 cm 큰 반면 허리둘레는 약 3.0 cm, 배둘레는 약 2.0 cm 작은 것으로 나타났다.

본 연구 진행 전 근전도 측정의류에 대해 인지하고 있는지에 대해 조사한 결과 연구대상자 10명 중 2명이 근전도 측정의류의 기능에 대해 ‘들어본적은 있다’고 하였다. 이에 본 제품이 신호 측정을 위해 신체에 밀착되는 컴프레션웨어로 설계됨을 설명한 뒤 컴프레션웨어 착의실태에 대한 평가를 진행하였다.

본 연구에서는 근전도 측정의류 및 컴프레션웨어를 착용해 본 경험이 있는 스포츠 관련 전문가를 대상으로 하였으며, 평소 운동 시 컴프레션웨어의 착용 유무에 대해 ‘착용한다’고 응답한 사람이 5명(50%)으로 나타났다. 운동 시 신체에 밀착된 의류를 착용을 선호하는 사람과 선호하지 않는 사람이 같은 비율로 확인되었으며, 이에 컴프레션웨어 착용을 선호하지 않는 대상자로 인해 프로토타입과 상용제품의 착용 쾌적성 평가에 영향을 받을 것으로 생각된다. 컴프레션웨어를 착용할 경우 주로 L 사이즈 또는 XL 사이즈를 착용하는 것으로 나타났으며, 착용 빈도는 주 1회 미만이라고 응답한 사람이 80.0%로 가장 높게 나타났다(Table 4). 착용하는 컴프레션웨어 상의의 형태로는 긴팔이 가장 높은 응답률을 나타냈으며(60.0%), 하의는 발목길이의 레깅스 타입(60.0%)을 가장 많이 착용하는 것으로 나타났다.

Table 5는 주로 착용하는 컴프레션웨어의 압박감에 대한 평가로 점수가 높을수록 압박정도가 큰 것을 의미한다. 상의와 하의 제품 모두 10.0 이상으로 보통 이상의 압박을 느끼는 것으로 나타났다. 상의의 경우 주로 착용하는 컴프레션웨어의 압박정도가 최소 9.0에서 최대 15.0으로 평가되었으며, 하의는 최소 10.0에서 최대 15.0으로 평가되어 컴프레션웨어를 착용하는 사람의 경우 프로토타입과 상용제품의 압박감 정도를 평가하는데 기준이 될 것으로 보이며, 착용경험이 없는 사람과의 압박감 및 밀착정도에 차이가 나타날 것으로 판단된다.

착용쾌적성 평가항목은 의복의 착용 시 운동 전후의 쾌적성, 전반적인 쾌적성과 착탈의 용이성으로 구성하였다. 21점 척도로 평가하였으며, 점수가 낮을수록 착용쾌적성이 높게 평가됨을 의미한다. Knight et al.(2006)의 착용성 평가 척도 스케일에 따라 0-4점은 Low, 5-8점은 Moderate, 9-12점은 Large, 13-16점은 Very Large, 17-20점은 Extreme으로 다섯 구간으로 나누어 해석하였다. Low는 매우 쾌적함을 의미하며, Moderate는 착용 가능하나 일부 개선이 필요할 수 있음, Large는 착용 가능하지만 불편하여 개선이 필요함, Very Large는 착용하기 힘들고 불편함, Extreme은 착용하기 어려우며 매우 불편함을 의미한다. 이에 따라 프로토타입과 상용제품의 착용쾌적성 평가 결과를 살펴보면 프로토타입의 운동 전 쾌적성은 평균 9.5 점, 운동 후 쾌적성은 평균 8.5 점, 상용제품은 운동 전 쾌적성 평균 8.6 점, 운동 후 쾌적성 평균 8.8 점으로 두 제품 모두 Large 구간으로 평가되었으며, 이는 두 제품 모두 신체에 밀착되는 형태로 제공됨에 따라 불편함을 느끼는 것으로 확인되었다(Table 6). 전반적인 쾌적성 평가에서는 상용제품이 유의하게 높게 평가되었다. 이는 프로토타입의 설계 치수가 상용제품보다 작게 설계됨에 영향을 받은 것으로 사료된다. 착탈의 용이성 항목에서는 프로토타입이 10.3 점, 상용제품이 8.9 점으로 평가되었으며, 제품의 밀착정도에 따라 영향을 받았을 것으로 사료된다. 이에 제품과 착용자의 치수의 비교, 밀착성 및 압박감 평가 결과와 연관하여 해석이 필요하다.

프로토타입과 상용제품을 착용한 뒤 신체 부위별 밀착성 및 압박감에 대해 평가하도록 하였으며, 설계된 제품의 치수와 함께 비교하였다. 각 문항은 21점 척도로 평가되었으며, 점수가 높을수록 밀착성 및 압박감이 높은 것을 의미한다. 상용제품의 하의는 반바지 형태로 종아리 부위는 평가에서 제외하였다. 두 제품과 착용자의 신체치수를 비교한 결과 Table 7과 같이 나타났으며, 특히 상의의 가슴부위와 하의의 엉덩이, 허벅지 부위에서의 밀착성이 높은 것으로 확인되었다. 상의 제품의 경우 프로토타입은 가슴둘레, 허리둘레, 위팔둘레의 여유량이 각 –15.0%, –2.7%, –2.7%로 나타난 반면 상용제품은 –11.0%, 2.2%, 3.3%로 나타나 허리와 위팔부위의 전극이 신체와의 밀착성이 저하되어 해당부위의 안정적인 신호 측정에 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다.

두 제품의 밀착성 및 압박감 평가 결과 Table 7의 여유량과 유사한 경향을 나타내는 것을 확인하였다. 프로토타입이 상용제품에 비해 전반적으로 밀착성이 높은 것으로 평가되었으며, 특히 상의의 가슴부위 밀착성이 유의하게 높게 나타났다(Table 8). 허리 및 배둘레 부위에서는 통계적인 유의성은 나타나지 않았으나 프로토타입의 밀착성이 더 높게 평가되었으며, 이는 상용제품의 가슴둘레 및 허리둘레의 치수가 프로토타입에 비해 큰 것에 영향을 받은 것으로 보인다. 하의에서도 프로토타입의 허리둘레가 작게 설계됨에 따라 프로토타입의 허리와 배, 엉덩이부위의 밀착성이 높은 것으로 나타났다. 반면 압박감의 경우 허벅지둘레에서 상용제품이 높게 평가되었다(Table 9). 이는 상용제품의 하의가 쇼츠형태로 움직임에 따라 밑단이 올라가지 않도록 실리콘 밴딩이 되어있어 영향을 준 것으로 보인다.

종합적으로 프로토타입이 한국인의 20~30대 남성 평균 신체치수에 기반하여 설계됨에 따라 본 연구에서 모집한 연구대상자의 체형에 상용제품보다 더 밀착됨을 확인하였으며, 이에 부위별 압박감 평가에서도 유사한 경향을 나타내었다. 이에 운동 전 쾌적성과 전반적인 쾌적성, 착탈의 용이성에서 프로토타입에 비해 크게 설계된 상용제품의 평가결과가 높게 나타난 것으로 사료된다. 그러나 근전도 측정의류는 안정적이고 정확한 신호를 측정하기 위해서는 인체에 밀착되는 것이 중요하다. 이는 안정적인 신호 수집을 위해 인체와의 밀착성을 높일 경우 착용자의 주관적 압박감 및 쾌적성 평가에 부정적인 영향을 받을 수 있음을 확인한 Jeong et al.(2012)의 연구와 유사한 결과로 해석된다.

운동기능성은 의복을 착용하고 총 4가지 동작을 각 5회 수행한 뒤 쾌적성에 대해 평가하도록 하였다. 운동기능성을 평가하기 위한 동작은 상체 및 하체의 신장과 굴곡이 최대로 일어날 수 있도록 양 팔을 벌린 상태로 한 쪽 손이 바닥에 닿도록 몸을 늘리는 동작, 스쿼트 동작, 윗몸일으키기 동작, 그리고 런지 동작으로 구성하였다. 각 문항은 21점 척도로 조사하였으며, 점수가 낮을수록 운동기능성이 높은 것을 의미한다. 운동기능성 평가분석 결과 동작 1을 제외한 모든 동작에서 프로토타입의 운동기능성이 더 높게 평가되었다(Table 10). 동작 1의 경우 프로토타입의 밑단둘레가 상용제품에 비해 크게 설계되어 있으며(Table 2), 상용제품의 경우 밑단둘레에 실리콘 밴딩 처리가 되어 움직임에 따라 밑단의 올라감을 방지 또는 신체의 노출이 발생되지 않도록 설계되어있다. 이에 상용제품의 평가결과가 다소 높게 나타난 것으로 사료된다. 프로토타입은 동작 2와 동작 4에서 프로토타입의 운동기능성이 통계적으로 높게 평가되었으며(p < .05), 3.2 점으로 Low 구간에 해당되어 매우 쾌적하다고 응답한 반면 상용제품은 Moderate 구간에 해당되는 것으로 나타났다. 이는 프로토타입의 밑위길이가 더 길고(Table 2), 허리 및 배부위의 밀착성이 더 높아 하체를 구부리는 동작을 수행하였을 때 착용감이 더 높게 평가된 것으로 보인다. 또한 프로토타입과 상용제품의 허벅지둘레 치수는 동일하나 상용제품 하의 밑단에 부착된 실리콘 밴딩으로 압박감이 더 높게 평가됨에 따라 운동기능성 평가에 영향을 준 것으로 보인다.

Item	Mean(S.D.)		Wilcoxon Z
	Prototype	Commercial product
Posture 1	6.7(5.8)	5.2(4.8)	−.318
Posture 2	3.2(3.3)	7.5(6.1)	−2.492*
Posture 3	3.2(2.9)	4.5(3.7)	−1.581
Posture 4	4.0(4.1)	6.3(5.9)	−1.755*
Total	6.0(6.1)	6.1(3.8)	−.535

착용쾌적성과 신체 부위별 밀착성 및 압박감, 운동기능성을 종합적으로 분석한 결과 동일한 L 사이즈를 기준으로 하였음에도 상용제품의 가슴, 허리, 배 부위가 프로토타입에 비해 크게 설계되어 있어 착용쾌적성과 착탈의 용이성에서 높게 평가된 반면 밀착성과 압박감, 운동기능성에서는 낮게 평가됨을 확인하였다. 이에 근전도 측정의류는 유효한 신호의 측정이 가능하도록 신체에 밀착하되 착용쾌적성을 저해하지 않는 수준의 의류 설계가 필요하다.

연구대상자는 프로토타입과 상용제품을 각각 착용하고 모든평가를 진행한 후 웨어러블 근전도 디바이스 결합형 스마트의류에 대한 착용의사와 디자인 및 기능에 대해 자유롭게 응답하였다. 그 결과 10명 중 6명이 착용의사가 있는 것으로 나타났으며, 근전도를 측정하여 운동을 효과적으로 수행할 수 있어 웨이트트레이닝에 도움이 될 것 같아 착용하고 싶다고 응답하였으며, 근육의 떨림을 잡아주어 운동에 도움이 된다고 하였다. 특히 복부의 밴드가 넓게 설계되어 허리부위를 탄탄하게 잡아 주어 편하다고 하였다. 또한 운동 후 땀이 발생하게 되었는데, 상용제품에 비해 땀 흡수와 통기성이 좋아 운동 시 착용할 의사가 있다고 응답하였다. 반면 착용의사가 없는 사람의 경우 신체에 밀착되어 착용하기 불편하며, 웨이트트레이닝 시 근육을 직관적으로 확인하기 어렵다고 응답하였다. 또한 외관상 심미성이 저하되어 착용하기 민망하며, 하의의 경우 반바지를 추가적으로 착용하지 않을 경우 밖에서 착용하지 못하겠다고 응답하였다.

디자인 및 기능과 관련하여 의류의 경량화, 상의 밑단부위의 밀착성 개선 등을 보완점으로 언급하였으며, 상체는 전완근(굽힘 전완근, 폄 전완근)보다 상완근(이두근, 삼각근, 삼두근)을 타겟으로 운동을 수행하므로 상의의 경우 반팔 디자인의 제품에 대한 개발을 제안하였다.