초록 ▼

Ⅰ. 최종목표
본 과제의 총괄 목표는 “상지 말단의 기계적 임피던스(mechanical impedance) 추정에 관한 연구의 임상 적용 연계를 위한 임피던스 추정 로봇시스템의 고도화 및 임상평가 데이터와의 상관성 분석”이다. 2차년도의 목표는 (필요시) 1차년도에 고도화된 로봇시스템에 대한 보완을 수행하면서, 1차년도에 이어서 고도화된 로봇시스템을 이용하여 선정된 피험자를 대상으로 상지 말단 기계적 임피던스 추정 실험을 진행하고 데이터를 분석한다

Ⅱ. 연구방법
2차년도에는 1차년도에 고도화된 로봇시스템에 대

Ⅰ. 최종목표
본 과제의 총괄 목표는 “상지 말단의 기계적 임피던스(mechanical impedance) 추정에 관한 연구의 임상 적용 연계를 위한 임피던스 추정 로봇시스템의 고도화 및 임상평가 데이터와의 상관성 분석”이다. 2차년도의 목표는 (필요시) 1차년도에 고도화된 로봇시스템에 대한 보완을 수행하면서, 1차년도에 이어서 고도화된 로봇시스템을 이용하여 선정된 피험자를 대상으로 상지 말단 기계적 임피던스 추정 실험을 진행하고 데이터를 분석한다

Ⅱ. 연구방법
2차년도에는 1차년도에 고도화된 로봇시스템에 대한 보완을 수행하면서, 선정된 피험자 대상 사지 말단 기계적 임피던스 추정 실험을 진행한다. 피험자 임상연구를 통해 얻어진 상지 말단 기계적 임피던스값의 그룹 간 비교를 통해 뇌병변으로 변화된 상지 말단 기계적 임피던스의 변화 양상을 확인할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 경직/강직의 정도 및 자세에 따른 비교를 수행한다. 이후 뇌졸중을 겪은 피험자군의 상지에서 측정된 경직도를 포함한 임상평가 척도와 상지 말단의 기계적 임피던스 간 상관관계 확인을 통해 임상적 의미분석을 실시한다. 임상평가 척도는 경직의 측정과 관련 있는 Modified Ashworth Scale (MAS), Tardieu Scale 등을 선정할 수 있을 것이며, 이외에 뇌졸중을 겪은 피험자군에서는 Fugl Meyer assessment (FMA), Deep Tendon Reflex (DTR), 브룬스트롬 회복단계(Brunnstrom recovery stage), 관절가동범위(ROM) 등과의 상관성이 있는지를 확인하여 본다. 이후 임상 전문가 자문을 통해 상지 말단의 기계적 임피던스와 임상평가 척도와의 상관성 및 임상적 의미에 대한 분석을 수행한다.

임상 전문가(재활의학 전문의, 물리치료사 등)의 자문을 분기 1회 이상 실시하여 측정데이터 및 추정된 상지 말단 기계적 임피던스의 임상적, 생리학적 의미 등에 대해 파악을 한다.

또한, 뇌졸중을 겪은 사람의 상지에 대한 여러 가지 임상평가 결과들과 상지 말단 기계적 임피던스 간 상관관계 분석을 통한 임상적 평가의 연계/보조 가능성 등을 파악한다.

Ⅲ. 연구결과
본 과제의 총괄 목표인 ‘상지 말단 기계적 임피던스 추정에 관한 임상 적용 연계를 위한 임피던스 추정 로봇시스템의 고도화 및 임상평가 데이터와의 상관성 분석’을 위해 1) 고도화된 상지 말단 임피던스 추정 로봇시스템 보완 2) 고도화된 로봇시스템용 좌판 흔들림 없는 의자 제작 3) 짐벌 개선사항 파악 및 고도화 4) 기계적 임피던스 추정을 위한 로봇시스템 가진 입력 개선이 이루어졌다. 또한, 보완된 로봇시스템을 이용한 비장애인 임상연구가 진행되고 있으며, 울산광역시 제2장애인체육관 1단계 재개장시 뇌졸중을 겪은 피험자군 대상 임상연구가 진행될 수 있도록, 업무협약이 이루어졌다. 비장애인 대상 임상연구를 위한 local community 피험자 pool 확보하여 10명의 피험자를 대상으로 기계적 임피던스 추정을 진행하였고, 제2장애인체육관의 적극적인 도움(임상연구를 위한 공간 제공 및 recruiting)으로 21명의 뇌병변 장애인 피험자 임상연구를 진행하였다. 피험자 임상연구를 통하여 얻은 기계적 임피던스 추정 데이터는 1) 비장애인의 3자유도 상지 다관절의 기계적 임피던스 값을 데이터베이스화 하여 상지의 자세 제어 및 운동 제어 등의 연구에 기본적인 자료로 활용할 수 있으며, 2) 뇌졸중 등의 신경질환 환자의 경우에 대한 연구를 통해, 상지 다관절의 기계적 임피던스의 변화가 신경질환으로 인한 상지의 변화와 어떤 연관 관계가 있는지 밝힐 수 있는 기회가 될 수 있을 것으로 기대된다.

Ⅳ. 연구성과
1. 상지 말단 임피던스 추정 로봇 시스템 고도화
가. 고도화된 로봇 컨트롤박스 개선 나. 좌판 흔들림 없는 의자 제작
다. 짐벌 개선사항 파악 및 고도화
라. 기계적 임피던스 추정을 위한 로봇시스템 가진 입력 개선
(1) HapticMaster 실험 데이터 분석을 통해, 가진 입력 설계가 잘못된 것을 확인
(2) 가진 입력 개선
(3) 고도화된 로봇 시스템 pilot test (가장 적합한 cut-off frequency와 필터의 order 선정)
(4) 호흡에 의한 저주파 노이즈 파악 및 base 진동에 의한 저주파 노이즈 파악/input 개선

2. 피험자 임상연구
가. 임상전문가 자문
(1) 피험자 선정/제외기준 확립, 기계적 임피던스 추정 자세/임상평가 척도 선정
나. 비장애인/장애인 임상 연구
(1) 기계적 임피던스 추정 데이터베이스 확보 및 임상평가데이터와의 상관성 분석
다. 측정데이터 및 추정 임피던스의 임상적/생리학적 의미 분석
3. 특허 출원 2건 / 3. 논문 1건

(출처 : 요약문 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 2
• 목차 ... 3
• 제출문 ... 4
• 요약문 ... 5
• 제 1 장 연구개발의 목적 및 필요성 ... 7
• 제 1 절 연구개발 목표 및 목표달성도 ... 7
• 제 2 절 국내외 기술현황 ... 12
• 제 2 장 연구개발 내용 및 방법 ... 31
• 제 1 절 연구개발 내용 및 방법 ... 31
• 제 3 장 연구 결과 ... 37
• 제 1 절 연구개발결과 ... 37
• 제 2 절 연구개발 고찰 및 결론 ... 118
• 제 4 장 연구 성과 및 활용계획 ... 119
• 제 1 절 연구개발성과 ... 119
• 제 2 절 연구성과 활용계획 ... 122
• 참고문헌 ... 122
• 끝페이지 ... 124