[논문]치매 치료 VR 시스템 개발

이기석; 김상원; 김용완; 김민영; 최진성

치매 치료 VR 시스템 개발
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이기석 (한국전자통신연구원 컴퓨터소프트웨어연구소 가상현실연구부 의료가상현실연구팀) , 김상원 (한국전자통신연구원 컴퓨터소프트웨어연구소 가상현실연구부 의료가상현실연구팀) , 김용완 (한국전자통신연구원 컴퓨터소프트웨어연구소 가상현실연구부 의료가상현실연구팀) , 김민영 (한국전자통신연구원 컴퓨터소프트웨어연구소 가상현실연구부 의료가상현실연구팀) , 최진성 (한국전자통신연구원 컴퓨터소프트웨어연구소 가상현실연구부 의료가상현실연구팀)

사회고령화 추세에 따라 노인들이 증가하고 있으며 자연적으로 발생률이 높아지고 있는 치매에 대한 사회적 문제가 대두되고 있다. 본 논문에서는 경증 치매나 치매에 걸릴 확률이 높은 사람들에게 치매 치료의 효과를 주는 VR기반의 의료시스템을 개발하여 치매 치료에 대한 새로운 방법을 제시하려고 한다. 제시하는 치료 요법은 사용자에게 일상생활과 유사하게 VR 환경을 제공하고 일상적인 문제에 대처하여 올바르게 수행하도록 하는 방법을 가진다. 개발되어진 다양한 시나리오의 반복 수행을 통하여 치매의 치료는 수행되게 된다. 본 시스템의 효과를 판단하기 위해 실험군과 대조군 각 15명을 통하여 임상실험을 수행하였으며 그 결과를 보였다.

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문제 정의

이에 따라인지기능이 저하된 노인은 치료자보다는 가족을 비롯한 간병인에게 의존적인 생활을 하게 되는데, 이 과정에서 간병인은 심한 정서적 스트레스를 받게 되며, 이러한 상황은 환자에게도 좋지 않은 영향을 주게 된다. 본 시스템은 가상현실 기술을 이용하여 사용자에게 강한 동기를 유발시켜 이러한 문제를 줄여줄 수있는 방법을 제시한다. 또한, 치료에 드는 시간과 노력도 감소시킬 수 있으며 원격치료도 가능한 경제적인 방법임을 보인다.

제안 방법

상황에 따라각 과제들마다 주어지는 단서들은 다르게 되며 거치게 되는 단계도 사용자의 수행 여부에 따라 달라지게된다. 각 과제 당 수행시간의 측정, 반응시간의 측정, 시각적 및 청각적 단서의 사용 횟수와 실수의 횟수등을 정리하여 임상 결과를 얻었다.
개발된 컨텐츠는 그림 2 에 나온 5 가지가 개발되었으며 각 컨텐츠별로 난이도와 테스트 항목이 조금씩 다르다. 각 컨텐츠는 그 내용이 난수 발생에 의한 변화에 의해 변화하도록 설계되어 있어 사용자가 계속적인 수행에 의해 지루함이 오지 않도록 설계하였다.
본 시스템은 사용자가 치매에 걸릴확률이 높은 일반인이거나 노인인 경우이 기 때문에편리한 조작성과 컨텐츠 자체가 어렵지 않도록 고려하였다. 또한, 본 시스템의 효과를 증진시키기 위하여출력장치로 CAVE 형태의 멀티스크린 장치를 이용하여 몰입감을 줄 수 있도록 개발하였다. 더불어 네트워크를 통하여 일반 가정에 있는 컴퓨터에서도 온라인으로 치료 서비스를 수행할 수 있도록 하였다.
전체 사용자의 나이는 평균 79세 정도이며 이중경도의 치매 환자 9명이 참가하였다. 실험군은 1주에 3회, 각 회당 20~30분씩 본 시스템을 이용하였으며 대조군은 같은 시간 동안 영화를 시청하도록 하였다.
임상실험은 실험군과 대조군 각 15명으로 구성하여 실시하였으며 그림 4 와같이 직접 사용자가 시스템을 이용하여 시나리오를 수행하도록 하였다. 전체 사용자의 나이는 평균 79세 정도이며 이중경도의 치매 환자 9명이 참가하였다.

대상 데이터

전체 사용자의 나이는 평균 79세 정도이며 이중경도의 치매 환자 9명이 참가하였다. 실험군은 1주에 3회, 각 회당 20~30분씩 본 시스템을 이용하였으며 대조군은 같은 시간 동안 영화를 시청하도록 하였다.

성능/효과

여기에는 사용자의 수행도에 따른 적절한프로그램의 반응과 커다란 화면에 의한 실감 증대가관계되었을 것이다. 또한, 시스템을 수행 후에 선택점수 -3에서 3까지의 범위에서 흥미만족도를 조사한결과 실험군 2.5士 1.0, 치매환자 2.6土 0.6, 비치매환자 2.4土 1.2로써 가상현실을 이용한 치매치료 시스템의 활용 가능성을 보여준다. 추가적인 연구로써 노인용 인터페이스의 계량 및 원격치료부분이 보강이 되면 보다 유용한 의료시스템으로써 활용이 가능할 것이다.
본 논문에서 제공하는 가상현실을 이용한 치매 치료 방법은 사용자가 안전한 상황에서 여러 가지 경험을 할 수 있을 뿐 아니라 내용을 흥미롭게 하여 게임을 즐기는 형식을 가지면서도 동시에 치매를 치료할 수 있도록 하여 동기부여 및 치료 효과를 증진시킬수 있다. 부가적으로 가상현실은 현실과 거의 비슷하게 느껴지는 몰입감에 의해 거부감이 적고 사용자가 선호하는 다양한 조건과 상황을 제공할 수 있는 장점이 있다.
본 연구에서는 경도의 치매환자 및 비치매 노인들이 4주 동안 가상현실을 통한 인지기능 훈련 프로그램을 수행함으로써 주의력과 언어기억력이 향상된결과를 얻을 수 있었다. 이것은 비교적 단기간에 VR 시스템이 분명한 효과를 나타내었음을 의미하는 더】, 두가지 요인이 관계되었을 것으로 보인다.
실험군에서 목표물체를 정확히 빨리 잡는 것과같은 협응동작에 관계된 과제를 수행하는 데 거치게된 단계의 합이 첫째 주에 6.7+ 1.2단계에서 네째주에 4.7± 1.0단계로 유의하게 감소하였다 (p<0.05).
실험군에서 언어 기억력에 관계된 과제 수행에 서질 못된 응답을 한 횟수의 합이 첫째 주에 3.9+ 2.3 개에서 네째주에 2.0± 1.4단계로 유의하게 감소하였다 (p<0.01).
실험군에서 판단력에 관계된 과제 수행에서 질못된 응답을 한 횟수의 합이 첫째 주에 2.8土 1.2개에서 네째주에 1.0+ 1.0 단계로 유의하게 감소하였다 (p<0.01).
실험군에서 행동계획력 및 장소 기억력에 관계된과제 수행에서 제공된 단서에 따라 거치게 된 단계의합이 첫째 주에 26.2± 4.0 단계에서 네째주에 18.5+ 4.7 단계로 유의하게 감소하였다 (p«.01).

후속연구

본 논문의 구성은, 먼저 2 장에서시스템의 구성을 소개하며, 3장에서 임상실험 결과에대해 설명한다. 마지막으로 결론에서는 본 시스템을개발하는데 있어서 의 문제점 및 향후 개발 내용 등을제시하도록 하겠다.
2로써 가상현실을 이용한 치매치료 시스템의 활용 가능성을 보여준다. 추가적인 연구로써 노인용 인터페이스의 계량 및 원격치료부분이 보강이 되면 보다 유용한 의료시스템으로써 활용이 가능할 것이다.

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