걸음걸이 측정해 무릎관절염 실시간 진단한다

실시간으로 걸음걸이를 분석해 무릎관절염 발병 여부를 진단할 수 있는 기술이 개발됐다. X선 촬영과 의사의 판단으로만 가능했던 무릎관절염 진단을 정량적으로 보완하는 것은 물론, 비수술적인 치료와 재활에도 도움이 될 것으로 기대를 모은다.
강상훈 울산과학기술원(UNIST) 기계항공 및 원자력공학부 교수 연구진은 한국과학기술연구원(KIST), 미국 매릴랜드주립대, 미국 코넬대 의대와 함께 걸음걸이 분석으로 무릎관절염을 진단하고 이를 바탕으로 치료와 재활을 실시간으로 보정해 줄 수 있는 진단 기기와 측정 시스템을 개발했다고 13일 밝혔다. 연구 결과는 '전기전자기술자협회(IEEE) 신경시스템 및 재활공학(TNSRE)' 6월호에 게재됐다.
무릎관절염은 무릎 관절에 오랜 시간 힘이 가해지면서 무릎 연골이 닳아 통증과 염증이 발생하는 질환이다. 기존에는 X선 영상 판독과 의사의 소견을 통해 5등급으로 진단을 했지만 무릎관절염의 다양한 증상들을 객관적으로 판단하는 데는 어려움이 있었다. 무릎 내전회전힘을 측정하는 기기가 있긴 했지만 비용과 시간이 많이 걸려 실제 활용도는 낮았다.
이에 연구진은 로봇 시스템에 신경생체역학을 접목해 무릎관절염 진단 기기를 개발했다. 이 기기는 환자가 걷는 동안 운동기구 발판에 가해지는 힘과 발목의 움직임을 측정해 무릎 관절에 가해지는 모든 힘을 실시간으로 계산해 준다. 이 값이 크면 클수록 관절염이 심한 것이다.

환자는 간단히 조끼 등을 착용한 뒤 스태퍼(운동기구) 위에서 걷기만 하면 된다. 실시간으로 관절에 가해지는 힘뿐만 아니라 내전회전힘까지 파악할 수 있기 때문에 환자에게 효과적인 걸음걸이 방법을 안내해 줄 수 있다는 게 연구진의 설명이다. 운동기구 설치가 가능한 곳이라면 어디서든 사용 가능하고, 기존의 내전회전힘 측정 기기보다 저렴한 비용으로 구축할 수 있다는 장점도 있다.
강 교수는 "환자의 경과를 실시간으로 살펴 볼 수 있는 만큼 비수술 치료나 재활 방법을 개발할 수 있을 것으로 기대한다"며 "울산 공공산재병원을 비롯한 재활 병원 등에서 환자·장해 맞춤형 정밀 로봇재활의 새 장을 여는데 기여할 것"이라고 밝혔다.
[송경은 기자]