아주대, 손가락·손목 움직임 측정 센서 개발

김지혜 첨단바이오융합대학 교수팀 성과
피부 부착형 무선 웨어러블 센서 시스템

[이데일리 신하영 기자] 아주대 연구진이 손가락·손목 관절의 움직임을 실시간으로 측정하는 피부 부착형 무선 웨어러블 센서 시스템을 개발했다.

사진 제공=아주대

아주대는 김지혜(사진) 첨단바이오융합대학 교수팀이 이러한 연구 성과를 거뒀따고 10일 밝혔다. 이번 연구에는 아주대 김지혜 교수와 미국 미주리대 캔자스시티캠퍼스 신희섭 교수가 공동 제1저자로 참여했다. 공동 교신저자는 포항공대 김진태 교수, 성균관대 유재영 교수, 미국 노스웨스턴대 존 로저스 (John A. Rogers) 교수, 미국 세인트루이스 워싱턴대학 미첼 펫(Mitchell A. Pet) 교수가 맡았다.

그동안 관절의 운동 범위 측정은 엑스레이(X-ray) 같은 대형 장비나 전문가가 사용하는 수동식 각도기 고니오미터(goniometer)에 의존해왔다. 그러나 이러한 측정 방식은 일시적이며 정적인 데이터만을 제공할 수 있어 재활 치료의 효율성과 정확도 측면에서 한계가 있었다.

연구팀이 이번에 개발한 무선 웨어러블 센서 시스템은 환자의 손가락과 손목 관절의 운동 범위를 실시간으로 측정, 정확하고 직관적인 실시간 데이터를 제공하는 기술이다. 블루투스 통신 기능을 통해 별도의 복잡한 장비 없이 일상생활이나 물리치료 중에도 장시간 착용도 가능하다. 또 스마트폰 카메라를 활용한 간편한 보정 절차를 통해 사용자와 사용환경에 따라 유연하게 적용할 수 있다.

연구팀은 건강한 성인 자원자 10명을 대상으로 임상적 실험을 진행, 손가락·손목 움직임을 높은 정밀도로 측정할 수 있음을 입증했다. 이러한 실험 결과는 이 기술이 의료기기를 넘어 다양한 작업 환경이나 스포츠 재활, 고령자 운동 기능 평가 등으로 확장 가능함을 보여준다.

해당 연구 결과는 세계적 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 5월 호에 게재됐다. 김지혜 교수는 “이번 연구는 그동안 엑스레이 같은 대형 장비나 수동식 각도기를 이용해 측정했던 손가락과 손목 관절의 운동 데이터를 일상 환경 속에서 지속적이고 정확하게 측정할 수 있도록 한 성과”라며 “앞으로 손이나 손목뿐 아니라 허리나 무릎 등 여러 관절의 운동 데이터 측정에 적용되어 보다 효과적으로 재활 치료에 활용될 수 있을 것”이라고 기대했다.