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요통환자들의 재활운동을 돕는 새로운 시스템 개발
작성자 : 관리자작성일 :2018-11-20 16:00:00조회수 : 1127
요통은 전세계적으로 가장 흔하면서도 심각한 질병이다. 2010년 WHO의 통계에 따르면 요통은 장애로 인해 보정되는 인간의 수명(Disability-Adjusted Life Year)에 영향을 미치는 질병 중 6위에 랭크

되었다[1]. 요통은 다양한 발생 원인과 기작이 있으나 실제로 제대로 진단될 수 있는 경우는 고작 15%수준밖에 되지 못한다. 나머지는 ‘비특이성 요통(non-specific low back pain)’으로 분류되며 치료가

어렵다. 특히 이것이 장기화되어 만성으로 발전하게 되는 경우에는 환자가 치뤄야 하는 고통과 비용이 심각하게 증가하게 된다.



다행이 운동 재활 요법은 이런 요통 환자의 고통을 경감시키고 기능을 향상시키는데 도움을 준다. 다만 아직 운동 요법은 의료 현장에 완전히 정착되지는 못하고 있다. 다양한 운동에 대해 일관성 없고

정량화 되지 않은 처방들이 존재하며 환자의 상태에 따라 운동하지 못하는 경우들도 존재하기 때문이다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 요통에 적절한 운동을 선정하여 다양한 환자들이 운동시 허리에

가해지는 부하를 정량적으로 조절할 수 있는 장치를 개발
하였다. 개발된 장치인 SERA(Stabilization Exercise Robot Assistance) system[2]은 운동에 의한 통증 저감과 기능 향상에 대한 충분한 근거를 가진

요부 안정화 운동[3]을 기반으로 설계되었다. 개발된 디바이스는 허리 이외의 팔, 다리, 어깨 등에 의한 부담을 줄이고 SEA(Series Elastic Actuator)를 이용해 부 하를 조절함으로써 노약자, 비만 환자, 상하지

질환 환자도 이 운동을 정량적인 부하로 수행할 수 있도록 설계되었다.



건강한 3명의 젊은 남성을 대상으로 한 파일럿 테스트에서는 기존 운동과 장치를 이용한 운동을 수행하면서 5가지의 허리 근육들의 sEMG(surface electromyography)를 측정하였다. 실험 결과에서는, 기존

운동과 장치를 이용한 운동에서는 평균 0.931의 코사인 유사도(1에 가까울수록 유사)를 보여 장치를 이용한 운동과 기존 운동 사이의 높은 유사성을 확인하였다. 또한 장치의 부하를 조절하면서 목표 근육들을

관찰한 결과, 로봇이 도움을 많이 줌에 따라 72%의 경우에서 단조적으로 근육활성도가 감소하는 것을 관찰하여, 부하가 조절 가능함을 확인하였다. 향후 연구에서는 장치를 개선하여 다수 대상자에 대한 운동

실험과 통계적 분석을 수행할 예정이다



센터명 : 디지털휴먼센터

작성자 : 최원제(서울대학교 DYROS 연구실 박사과정)

전문분야 : 재활로봇, 로봇설계, 로봇제어

Email : chwj79@snu.ac.kr
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