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걸음걸이 분석해 무릎관절염 심각도 진단하는 로봇시스템

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걸음걸이 분석해 무릎관절염 심각도 진단하는 로봇시스템

2019.08.13 16:34
강상훈 UNIST 교수. UNIST 제공.
강상훈 UNIST 교수. UNIST 제공.

엑스레이와 의사 판단으로만 이뤄졌던 무릎관절염 진단을 정량적으로 보완할 수 있는 시스템이 개발됐다. 실시간 데이터 분석을 통해 무릎관절염 환자의 비수술적 치료와 재활 훈련에 도움을 줄 것으로 기대된다. 

 

울산과학기술원(UNIST)은 강상훈 기계항공 및 원자력공학부 교수가 한국과학기술연구원(KIST), 미국 매릴랜드주립대, 코넬대 의과대학 교수진과 공동연구를 통해 걷는 동안 무릎관절염을 진단하고 걸음걸이 분석으로 치료 및 재활을 실시간으로 보정하는 시스템을 개발했다고 13일 밝혔다. 

 

무릎관절염은 무릎 관절에 오랜 시간 동안 큰 힘이 가해지면서 무릎 연골이 닳아 통증이 발생하는 질환이다. 엑스레이 판독과 의사 소견으로는 다양한 증상을 객관적으로 판단하기 어렵다. 지금까지 동작분석실에서 무릎 내전 회전힘을 측정하는 방법이 활용됐지만 고가 장비를 이용해 장시간 데이터를 수집해야 해서 환자 부담이 컸다. 

 

연구팀은 로봇시스템과 신경생체역학을 결합해 장소에 구애받지 않고 운동기구 설치가 가능한 시설에서 사용할 수 있는 로봇시스템을 만들었다. 이 로봇시스템은 환자가 걷는 동안 운동기구 발판에 가해지는 힘과 발목의 움직임을 측정해 무릎 관절에 가해지는 모든 힘을 실시간 계산, 관절염의 심각도를 파악한다. 

 

특히 이 시스템은 관절에 가해지는 힘과 내전 회전힘을 실시간으로 파악할 수 있어 환자에게 효율적인 걸음걸이 방법을 알려줄 수 있다. 이에 따라 수술 없이도 치료 및 재활하는 방법 개발을 기대할 수 있다. 

 

강상훈 교수는 “이번에 개발한 기술로 진단 보조 및 첨단 바이오피드백 재활훈련 방안을 제공할 수 있다”며 “울산 지역 공공산재병원을 비롯한 재활병원 등에서 정밀 로봇재활의 새 장을 여는 데 기여할 것”이라고 밝혔다. 연구결과는 ‘전기전자공학회 신경시스템 및 재활공학’ 6월호에 발표됐다.

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