[연속적인 측정가능한 피부 부착형 무선 전자관절각도계 시스템 개발]

운동 중 제공되는 지속적인 바이오피드백은 손과 손목 재활 치료의 효과를 향상시키는 데 중요한 역할을 한다. 그러나 기존의 관절 운동 측정 방식은 대부분 정적인 환경에서, 전문 교육을 받은 치료사에 의해 수행되어야 하는 한계가 있으며, 실시간 및 자가 재활 환경에서는 적용이 어려웠다.

본 연구에서는 손과 손목의 주요 관절 각도를 지속적이고 정밀하게 측정할 수 있도록 피부에 밀착하여 착용 가능한 웨어러블 무선 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 자기 센서를 기반으로 하며, 스마트 기기에서 구동되는 컴퓨터 비전 기반의 보정 프로토콜을 통해 정확한 초기 세팅을 지원한다.

직관적인 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 통해 환자와 임상가 모두가 관절 각도 및 가동 범위(Range of Motion)에 대한 실시간 데이터를 손쉽게 확인할 수 있도록 설계되었다.

건강한 성인을 대상으로 수행한 인체 실험에서는 본 전자 관절각 측정 시스템이 높은 정확성과 정밀도를 유지하며, 손 재활 시나리오에 적합하게 작동함을 확인하였다. 또한, 복잡하고 빠른 손의 움직임을 안정적으로 추적할 수 있으며, 실제 직업 활동 중에도 과도하거나 임상적으로 금지된 움직임에 대해 실시간 경고를 제공하는 바이오피드백 장치로의 활용 가능성을 입증하였다.

포항공과대학교 기계공학과 김진태 교수, University of Missouri 신희섭 교수, Northwestern University 의 John Rogers 교수, 성균관대학교의 유재영 교수 연구팀과 함께 진행한 이번 연구는 ‘네이쳐 커뮤니케이션 (Nature Communications)’에 게재되었고 과학기술정보통신부 우수신진연구 사업, 글로벌 기초연구실 사업 등 지원을 받아 진행됐다.