주간 졸음 예방을 위한 향기 요법이 스트레스, 피로 및 자율신경, 뇌파에 미치는 영향에 관한 연구 -도시철도승무원 대상으로- = A Study on Aroma Therapy Effects for the Prevention of Daytime Sleepiness on Stress, Fatigue and Autonomic Nerves, EEG -Targeting on Urban Railway Crew-

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted to identify the daytime sleepiness measurement index, which is difficult to stay awake during the daytime, and to find out whether job stress and sleep disorder were related to daytime sleepiness for urban railway attendants who worked night shifts and had to operate trains 24 hours a day in a limited working environment in dark tunnels and irregular shift work. The purpose of this study is to verify the effect process by analyzing the effect on stress, fatigue, and autonomic nerves and brain waves of aromatherapy, which has a calming and arousing effect on the mind and body.
First, a pre-experimental survey was conducted on urban railway crew members to measure the daytime sleepiness index and to understand the degree, and to analyze the effects of job stress and sleep disorders on daytime sleepiness, SPSS frequency analysis and multiple linear regression analysis were used. A preliminary survey was conducted for one month in May 2020 targeting urban railway crews working night shifts at the S flight attendant office in Seoul by forming an experimental group and conducting a preliminary survey for one month in May 2020.
Experimental research was conducted by randomly assigning 36 people in the control group and 35 people in the experimental group until May 2009. Through the control group without any treatment, the side effects of the actual night shift urban railway crew's work and the effect of aromatherapy were verified through the experimental group.
Before and after the experiment, using the UBioClip v70, which analyzed the response of the autonomic nervous system through PPG analysis (pulse wave analyzer), and the Neuro harmony S measuring device, which measured the response of the prefrontal brain wave (EEG), For the statistical analysis according to this study, an analysis of covariance (ANCOVA) was used to control the prior indices of autonomic nerves and EEG measurement indices. In addition, in order to find out the effect of subjective stress (by VAS) and fatigue of night shift urban railway attendants, a questionnaire was analyzed before and after the night shift test treatment. Hypotheses were tested using analysis of covariance (ANCOVA) controlling for stress, fatigue and pre-score.

The results of hypothesis testing in this study are as follows.
First, in this study, a survey was conducted before the experiment on 71 night shift urban railway crew members who participated in the experiment, and about 30 (42.3%) showed more than 10 points in the daytime sleepiness measurement index through frequency analysis. The measurement index was measured relatively higher than that of workers in other fields, and it was analyzed that the risk of drowsy driving accidents was high.
As a result of SPSS multiple linear regression analysis to examine the factors related to the subject's daytime sleepiness, the number of years worked, age, exercise amount, health status, smoking amount, and alcohol consumption had no effect, and job stress (β=0.076, p< .05) and sleep disturbance (β=0.288, p<.01), the daytime sleepiness of urban railway attendants working at night was more severe.

Second, as a result of analyzing the effect of aromatherapy on the autonomic nervous system according to HRV (heart rate variability), stress (p<.001), TP (p<.01), VLF (p<.05), LF among 8 items (p<.05), HF (p<.05), SDNN (p<.05), RMSSD (p<.05) Significant differences between the control group without any treatment and the experimental group with aromatherapy applied in 7 items , and there was no significant difference in LF/HF.

Third, as a result of analyzing the effect of aromatherapy on the prefrontal cortex (EEG), among the four items, left brain Alpha (p<.05), Beta (p<.05), right brain Alpha (p<.01), Beta (p<.01), there was a significant difference between the control group without any treatment and the experimental group to which aromatherapy was applied in all four items.

Fourth, as a result of analyzing the effect of aromatherapy on stress (by VAS) and perceived fatigue, stress (by VAS) (F=31.827, p<.001) and fatigue (F=33.386, p<.001) There was a significant difference between the control group without any treatment and the experimental group treated with aromatherapy.

Through the above study results, it was found that urban railway crew members experience excessive daytime sleepiness, which increases the risk of drowsiness accidents, and as related factors, job stress and sleep disorder increase, daytime sleepiness of urban railway crew members becomes more severe. In particular, job stress has an adverse effect on various parts such as fatigue, emotional state, safety behavior, and railway accidents for urban railway crew, and through this study, it is analyzed that it has a negative effect on daytime sleepiness, so it is necessary to manage job stress and sleep disorders.
The fact that can be confirmed through the control group without any treatment is that the work of the night shift urban railway crew increases stress, and the overall autonomic nervous system response through HRV (heart rate variability) is reduced. It has been shown to reduce stress and improve the overall autonomic nervous system.
As for the EEG response, through the left brain Alpha index of the control group and the experimental group, it was found that the work of the night shift urban railway crew reduced the left brain Alpha index, and the application of aromatherapy improved the left brain Alpha index. In the remaining left brain Beta, right brain Alpha, and Beta, both the control group and the experimental group showed a decrease in EEG indices post-mortem than before, but the experimental group to which aromatherapy was applied showed a statistically significantly higher mean value centered on the prefrontal lobe compared to the control group that did not receive any treatment. it was found that the width of the deceleration was much smaller.
This is to prove that fragrance therapy is an intervention method, and the condition in which the train operation can be performed simply and accurately is achieved by paying attention and concentration without stress and tension to the urban railway crew working at night.
Through questionnaire measurement, stress (by VAS) was alleviated and fatigue was also reduced in the experimental group to which aroma therapy was applied than in the control group without any treatment.

In this study, it was analyzed that the higher the risk of drowsiness accidents, job stress, and sleep disorders, the more severe the daytime sleepiness for urban railway crew members who had relatively high daytime sleepiness. It has a negative effect on the nervous system and brain waves, and it was shown that aromatherapy can be a practical alternative to alleviate it. This is expected to help reduce the stress of night shift workers and prevent potential safety accidents.

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 불규칙적인 교번근무와 어두운 터널 속 제한된 근무환경에서 24시간 열차 운행을 해야 하는 야간근무 도시철도승무원을 대상으로 낮 시간동안 깨어 있기 힘든 주간졸음 측정 지수를 파악하고 직무스트레스와 수면장애가 주간졸음에 미치는 영향과 심신의 안정 및 각성효과가 있는 향기요법이 스트레스, 피로 및 자율신경과 뇌파에 미치는 영향을 분석하여 효과 과정을 검증하는 목적이 있다.
먼저 도시철도승무원을 대상으로 실험 전 설문조사를 실시하여 주간졸음 지수 측정 및 정도 파악과 직무스트레스 및 수면장애가 주간졸음에 미치는 영향을 분석하기 위해 SPSS의 빈도분석과 다중선형 회귀분석을 이용하였고, 대조군과 실험군을 구성하여 서울시 S승무사업소에서 야간근무 도시철도승무원을 대상으로 2020년 5월 한 달간 예비조사를 실시 후 시행착오 및 사전오류 제거와 실험결과를 바탕으로 본 조사를 2020년 10월에서 2021년 05월까지 대조군 36명, 실험군 35명을 무작위배정하여 실험연구를 실시하였다. 아무런 처치를 하지 않은 대조군을 통해 실제 야간근무 도시철도승무원의 업무의 부작용과 향기요법 적용을 실시한 실험군을 통해 효과가 있는지 검증하였다. 실험 실시 전, 후 PPG분석(맥파분석장치)을 통한 자율신경계 반응을 분석한 유비오맥파측정기(uBioClip v70)와 전전두엽 뇌파(EEG) 반응을 측정한 Neuro harmony S 측정기기를 사용하여 Data결과 값에 따른 통계분석은 자율신경과 뇌파 측정지수의 사전지수를 통제하는 공변량분석(ANCOVA)를 이용하였다. 또한 야간근무 도시철도승무원이 주관적으로 느끼는 스트레스(by VAS), 피로의 영향을 알아보기 위해 실험처치 전과 야간근무 실험 처치 후 설문측정을 통해 분석하였다. 스트레스, 피로 또한 사전점수를 통제하는 공변량분석(ANCOVA)을 사용하여 가설을 검증하였다.

본 연구의 가설 검증의 결과는 다음과 같다.
첫째, 본 연구에서 실험에 참여한 야간근무 도시철도승무원 71명을 대상으로 실험 전 설문조사를 실시하여 빈도분석을 통한 주간졸음 측정지수 10점 초과가 약 30명(42.3%)정도 나타났으며, 이 측정지수는 타 분야 근무자 보다 비교적 높게 측정되어 졸음운전 사고의 위험성이 높은 것으로 분석되었다.
대상자의 주간졸음에 관련된 영향원인을 살펴보기 위해 SPSS의 다중선형회귀분석을 실시한 결과 근무년수, 연령, 운동량, 건강상태, 흡연량, 주량은 영향을 미치지 않았으며, 직무스트레스(β=0.076, p<.05)와 수면장애(β=0.288, p<.01)가 높을수록 야간근무 도시철도승무원의 주간졸음이 심한 것으로 나타났다.
둘째, 향기요법이 HRV(심박변이도)에 따른 자율신경에 미치는 영향을 분석한 결과 8개 항목 중 스트레스(p<.001), TP(p<.01), VLF(p<.05), LF(p<.05), HF (p<.05), SDNN(p<.05), RMSSD(p<.05) 7개 항목에서 아무런 처치를 하지 않은 대조군과 향기요법을 적용한 실험군 간 유의한 차이가 있었으며, LF/HF에서는 유의한 차이가 없었다.
셋째, 향기요법이 전전두엽 EEG(뇌파)에 미치는 영향을 분석한 결과, 4개 항목 중 좌뇌 Alpha(p<.05), Beta(p<.05), 우뇌 Alpha (p<.01), Beta (p<.01), 4개 항목 전부에서 아무런 처치를 하지 않은 대조군과 향기요법을 적용한 실험군 간 유의한 차이가 있었다.
넷째, 향기요법이 스트레스(by VAS), 자각하는 피로에 미치는 영향을 분석한 결과, 스트레스(by VAS)(F=31.827, p<.001), 피로(F=33.386, p<.001)에서 아무런 처치를 하지 않은 대조군과 향기요법을 처치한 실험군간 유의한 차이가 있었다.

이상의 연구결과를 통해 도시철도승무원은 과도한 주간졸음을 경험하고 있어 졸음사고의 위험성이 높으며 관련요인으로 직무스트레스와 수면장애가 높을수록 도시철도승무원의 주간졸음이 심한 것으로 나타났다. 특히 직무스트레스는 도시철도승무원에게 피로감, 정서 상태, 안전행동, 철도사고 등 여러 부분에 악 영향을 미치는데 본 연구를 통해서도 주간졸음에도 부정적인 영향을 미치는 것으로 분석되어 직무스트레스와 수면장애 관리가 필요하다.
아무런 처치를 하지 않은 대조군을 통해 확인할 수 있는 사실은 야간근무 도시철도승무원의 업무가 스트레스를 증가 시키며, HRV(심박변이도)를 통한 전체적인 자율신경계 반응이 감소되는 것으로 나타났고, 향기요법을 적용한 실험군은 스트레스 감소와 전체적인 자율신경계가 개선되는 것으로 나타났다.
뇌파반응은 대조군과 실험군의 좌뇌 Alpha지수를 통해 야간근무 도시철도승무원의 업무가 좌뇌 Alpha 지수를 감소시키고, 향기요법 적용이 좌뇌 Alpha 지수를 향상 시키는 것을 알 수 있었다. 나머지 좌뇌 Beta, 우뇌 Alpha, Beta은 대조군과 실험군 모두 사전보다 사후 뇌파 지수들이 감소하였으나, 향기요법을 적용한 실험군은 아무런 처치를 하지 않은 대조군에 비해 전전두엽 부위를 중심으로 통계적으로 유의하게 높은 평균값을 나타내고 있으며, 감속의 폭도 훨씬 더 적음을 알 수 있었다.
이것은 향기요법이 중재방안으로 야간근무 도시철도승무원에게 스트레스를 받지 않고, 긴장하지 않으면서 주의⋅집중이 이루어져 간단하면서 정확히 열차 운행을 수행할 수 있는 상태를 입증하는 것이다.
설문측정을 통해 아무런 처치를 하지 않은 대조군보다 향기요법을 적용한 실험군이 스트레스(by VAS)는 완화 되었으며 피로 또한 감소되는 것으로 나타나 야간근무 도시철도승무원의 주관적인 판단에 있어서도 긍정적인 효과가 있는 것으로 사료된다.

본 연구는 비교적 높은 주간졸음을 가지고 있는 도시철도승무원에게 있어서 졸음사고의 위험성과 직무스트레스와 수면장애가 높을수록 주간졸음이 심한 것으로 분석되었고, 야간근무 도시철도승무원의 업무가 스트레스, 피로의 증가와 자율신경계, 뇌파에 부정적인 영향을 미치며, 이를 완화하기 위해 향기요법 적용이 실질적인 대안이 될 수 있음을 나타냈다. 이를 통하여 야간 근무자들의 스트레스를 완화시켜 잠재적인 안전사고 예방에도 도움이 될 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 배경 및 목적 1
• 2. 연구내용의 범위 4
• 3. 연구수행절차 5
• Ⅱ. 기존문헌 고찰 및 시사점 7
• 1. 도시철도 업무의 특성 7
• 2. 자율신경과 뇌파 19
• 3. 향기요법 25
• 4. 시사점 및 본 연구와의 차별성 31
• Ⅲ. 주간졸음 예방과 향기요법 간의 모형 정립 33
• 1. Stimulus(자극) - Organism(유기체) - Response(반응) 모형 모델 33
• 2. 주간졸음 예방과 향기요법 간의 모델 정립 34
• Ⅳ. 주간졸음 예방과 향기요법 간의 영향 분석 방법론 및 가설 검증 38
• 1. 연구 설계 및 연구 진행 절차 38
• 2. 연구 가설 42
• 3. 연구 도구 44
• 4. 연구 대상 측정 및 분석 방법 49
• 5. 연구가설의 검증 53
• Ⅴ. 주간 졸음, 스트레스, 피로 및 자율신경, 뇌파와 향기요법 간의 영향 분석 58
• 1. 표본의 특성 및 동질성 분석 58
• 2. 직무스트레스와 수면장애가 주간졸음에 미치는 영향 분석 61
• 3. 향기요법이 야간근무 도시철도승무원의 자율신경에 미치는 영향분석 63
• 4. 향기요법이 야간근무 도시철도승무원의 뇌파에 미치는 영향 분석 71
• 5. 향기요법이 야간근무 도시철도승무원의 스트레스(by VAS), 자각하는 피로에 미치는 영향분석 76
• Ⅵ. 결론 및 향후 연구방향 79
• 1. 결론 79
• 2. 향후 연구 방향 81
• 참고문헌 82
• 부록 93
• Abstract 102
• 감사의 글 106

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98. 소음 및 암산 스트레스원 노출 후 아로마 에센셜오일 흡입이 스트레스반응에 미치는 효과. 을지대학교 대학원, 배익렬, 박사학위논문, , 2014

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101. 지하철 기관사의 직무스트레스와 근골격계질환. 정신신경 증과의 관계에 대한 연구. 석사학위논문, 동의대학교 산업대학원, 정경희, 부산, , 2006