'뇌졸중' 재활 로봇 개발됐다

유니스트 연구팀, 뇌졸중 환자 손목 뻣뻣함 정확히 측정

▲연구팀이 로봇으로 손목과 아래팔의 경직도를 측정하고 있다.[사진제공=유니스트]

[아시아경제 정종오 기자] 뇌졸중 환자 손목의 뻣뻣함을 정확히 측정하는 기술이 개발됐다. 이 기술이 적용된 재활로봇은 사람 손목과 아래팔의 뻣뻣함을 과학적으로 측정했다. 감각에 의존하던 진단이 정확해지면서 재활치료 효과도 크게 높일 것으로 기대된다.

유니시트(UNIST, 총장 정무영) 기계항공 및 원자력공학부의 강상훈 교수는 손목과 아래팔의 기계적 저항(Mechanical Impedance)을 로봇으로 수분 내에 정량적으로 측정할 수 있는 기술을 내놓았다. 지능형 제어기법과 시스템 식별 방법을 결합한 이 기술의 이름은 'dIMBIC 기반 기법(dIMBIC-based method)'이다. 뇌졸중은 세계적으로 연간 1500만 명에게 발생하는 신경질환이다. 뇌졸중 환자의 손목 같은 관절에는 경직(spasticity)이 나타난다. 근육과 인대 등에 걸쳐 변화가 발생해 뻣뻣해진다. 관절의 기계적 저항이 증가한다. 이때 서로 다른 관절 사이에서 결합된(coupled) 기계적 저항이나 한 관절 안에서 다른 방향으로 결합된 기계적 저항이 달라진다.

임상전문가들은 손으로 환자의 관절을 움직여보고 관절의 기계적 저항력의 크기를 평가한다. 이를 바탕으로 경직 정도를 정성적으로 진단한다. 이 경우 사람의 경험과 손 감각에 의존하기 때문에 결과가 달라질 수 있다.

이번 기술은 로봇으로 이런 한계를 극복했다. 로봇이 마사지 기계처럼 작은 진동을 주면 손목과 아래팔에는 그 힘에 따른 움직임이 생긴다. 이를 측정하면 기계적 저항 값을 객관적, 정량적으로 파악할 수 있다. 이 기술은 특히 손목과 아래팔의 경직을 여러 방향에서 측정 가능하다. 연구팀은 세 방향 회전(굴신, 척굴-요굴, 회내-회외)을 측정해 세 방향 각각과 다른 방향 간 결합된 기계적 저항 값을 알아냈다.강상훈 교수는 "이번 기술은 뇌졸중 같은 신경질환의 정량적 객관적 진단보조에 활용할 수 있다"며 "산재병원을 비롯한 재활병원 등에서 환자와 맞춤형 정밀 로봇재활의 새 장을 여는 데 기여할 것"이라고 말했다.

연구 결과는 '국제전기전자공학회 신경시스템 및 재활공학 저널(Neural Systems and Rehabilitation Engineering)' 5월호에 '주목할 만한 논문(Featured Article, 논문명:In Vivo Estimation of Human Forearm and Wrist Dynamic Properties”, IEEE Trans. Neural Systems and Rehabilitation Engineering)'으로 발표됐다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr