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실시간 걸음걸이 분석해 무릎관절염 진단···재활 돕는다

강상훈 UNIST 교수와 국내외 공동연구로 치료와 재활 보정 시스템 개발
비수술적 치료와 재활 훈련에도 도움 기대
UNIST는 강상훈 교수 연구팀과 국내외 연구진이 공동연구를 통해 무릎관절염 진단과 재활 훈련을 도울 수 있는 시스템을 개발했다고 밝혔다.<사진= UNIST>UNIST는 강상훈 교수 연구팀과 국내외 연구진이 공동연구를 통해 무릎관절염 진단과 재활 훈련을 도울 수 있는 시스템을 개발했다고 밝혔다.<사진= UNIST>

엑스레이(X-ray)와 의사 판단으로만 진행되었던 무릎관절염 진단이 시스템으로 가능해질 전망이다. 실시간 데이터 분석으로 무릎관절염 환자의 비수술적 치료와 재활 훈련에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

UNIST(총장 정무영)는 강상훈 기계항공 및 원자력공학부 교수 연구팀이 KIST(한국과학기술연구원) 연구진, 미국 메릴랜드주립대학교, 코넬대학교 의학대학 교수진과 공동연구를 통해 걷는 동안 무릎관절염을 진단하고 걸음걸이 분석으로 치료와 재활을 실시간 보정해줄 수 있는 시스템을 개발했다고 13일 밝혔다.

무릎관절염은 무릎 관절에 오랜시간 큰 힘이 가해지면서 무릎 연골이 손실돼 통증이 발생하는 질환이다. 기존에는 엑스레이 판독과 의사 소견으로 등급을 진단해 왔다. 때문에 다양한 증상들을 객관적으로 판단하기에 어려움이 있었다.

또 기존에는 동작분석실에서 무릎을 몸의 중심축으로 돌리는(내전) 회전힘을 측정해 왔다. 하지만 고가의 장비와 장시간에 걸친 데이터 수집, 처리 과정 등이 환자에게 부담을 줘 실제 활용되기 어려웠다.

강상훈 교수팀은 로봇시스템과 신경생체역학을 결합해 장소에 상관없이 운동기구 설치가 가능한 시설에서 사용할 수 있는 시스템을 만들었다. 환자가 걷는 동안 운동기구 발판에 가해지는 힘과 발목의 움직임을 측정해 무릎 관절에 가해지는 모든 힘을 실시간 계산해 관절염의 심각한 정도를 파악할 수 있다.

또 실시간 관절에 가해지는 힘과 내전 회전힘을 파악할 수 있어 환자에게 효율적인 걸음걸이 방법을 안내해 줄 수 있다. 때문에 수술하지 않고 치료와 재활 방법 개발도 기대할 수 있다.

연구팀에 의하면 이 시스템은 기존 동작분석실보다 저렴한 비용으로 구축할 수 있고 데이터 수집과 분석이 실시간으로 이뤄져 무릎관절염 진단을 보완할 수 있다. 객관적인 데이터 제공으로 환자에게 필요한 치료와 재활에 도움을 줄 수 있다.

강상훈 교수는 "이 기술은 무릎관절염 환자 등의 객관적 데이터 확보로 진단 보조와 첨단 바이오피드백 재활훈련을 제공할 수 있다"며 "울산 공공산재병원을 비롯한 재활 병원 등에서 환자 및 장애 맞춤형 정밀 로봇재활의 새 장을 여는데 기여할 것"이라고 말했다.

이번연구는 한국연구재단의 개인기초연구산업, 국가과학기술연구회, 미국 국립보건원, 미국 장애·독립적 삶·재활연구원의 연구 지원으로 이뤄졌다. 성과는 전기전자공학회 신경시스템과 재활공학' 6월호에 게재, 출판됐다.
 
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