아주대 국제 공동 연구팀, 관절 각도와 운동범위 실시간 측정가능한 무선 웨어러블 센서 개발

연구 이미지 <아주대 제공>

아주대 국제 공동 연구팀은 손목 및 손가락 관절의 각도와 운동 범위를 실시간으로 연속 측정할 수 있는 무선 웨어러블 센서를 개발했다고 10일 밝혔다.

연구는 아주대 김지혜 교수를 비롯해 신희섭 미국 미주리대 캔자스시티캠퍼스 교수, 김진태 포항공대 교수, 유재영 성균관대 교수, 미첼 펫 미국 세인트루이스 워싱턴대학 교수 등이 공동으로 참여했다.

기존의 관절 운동 범위 측정은 엑스레이 같은 대형 장비나 전문가가 사용하는 수동 각도기 고니오미터 등을 사용했다.

하지만 이 같은 측정 방식은 일시적이고 정적인 데이터만을 제공해 재활치료의 효율성과 정확도 측면에서 한계가 나타났다.

아주대 연구팀이 개발한 무선 웨어러블 센서 시스템은 환자의 손가락과 손목 관절의 운동 범위를 실시간으로 측정할 수 있다.

센서는 피부에 밀착되는 유연한 실리콘 구조로 별도의 복잡한 장비 없이 일상생활이나 물리치료 중에도 장시간 착용이 가능하다.

초소형 마그네토미터, 컴퓨터 비전 기반의 보정 알고리즘, 스마트폰 기반의 사용자 인터페이스 등으로 정확하고 직관적인 데이터 제공도 가능하다.

아주대 연구팀은 건강한 성인 10명을 대상으로 임상적 실험을 진행해 손가락 및 손목의 복잡한 움직임을 높은 정밀도로 측정할 수 있음을 입증했다.

악기 연주, 스포츠 활동 등 다양한 일상 동작 중에도 안정적인 데이터 수집이 가능한 것이다.

연구를 주도한 김지혜 아주대 교수는 "연구는 그동안 대형 장비나 수동식 각도기를 이용해 측정했던 손가락과 손목 관절의 운동 데이터를 일상 환경 속에서 지속적이고 정확하게 측정할 수 있도록 한 성과"라며 "파킨슨병, 뇌졸중, 근골격계 손상 환자 등의 원격 진단 및 치료에 이 기술을 응용할 수 있을 뿐 아니라 개인의 일상 데이터를 기반으로 한 맞춤형 건강 관리 플랫폼 등에서도 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 

한편, 해당 연구 내용은 '손가락 및 손목 관절의 연속 모니터링을 위한 피부 부착형 무선 유연 전자 각도계 시스템(Soft, skin-interfaced wireless electrogoniometry systems for continuous monitoring of finger and wrist joints)'이라는 논문으로 세계적 학술지인 「네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)」에 게재됐다. 

 구자훈 기자 hoon@kihoilbo.co.kr