초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 사람의 상지 운동/감각 기능을 계산론적 신경과학의 관점에서 분석할 수 있는 모니터링 시스템 개발을 목표로 한다. 1) 뇌졸중 편마비 환자의 능동보조적 재활 운동을 유도하기 위한 손목⋅손가락 재활 로봇 2) 편측무시 및 경도인지장애를 조기 발견하기 위한 가상현실(VR) 작업 등을 제안한다. 시스템에서 얻는 데이터를 기반으로 운동/감각 기능에 대한 정량적 평가지표를 제시한다. 유효성 검증 및 임상현상의 수용성 제고를 위해 인근 병원의 재활전문의가 참여하며 우리가 제안하는 공학적 평가지표와 현장에서 사용하는

□ 연구개요
본 연구는 사람의 상지 운동/감각 기능을 계산론적 신경과학의 관점에서 분석할 수 있는 모니터링 시스템 개발을 목표로 한다. 1) 뇌졸중 편마비 환자의 능동보조적 재활 운동을 유도하기 위한 손목⋅손가락 재활 로봇 2) 편측무시 및 경도인지장애를 조기 발견하기 위한 가상현실(VR) 작업 등을 제안한다. 시스템에서 얻는 데이터를 기반으로 운동/감각 기능에 대한 정량적 평가지표를 제시한다. 유효성 검증 및 임상현상의 수용성 제고를 위해 인근 병원의 재활전문의가 참여하며 우리가 제안하는 공학적 평가지표와 현장에서 사용하는 기존의 정성적 평가도구를 비교 분석한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
운동-감각 협응능력 평가를 위한 재활 모니터링 시스템 개발
· 손목 관절의 운동기능 평가를 위한 로봇시스템 구축 완료
· 3D 공간 내 위치감각 및 운동수행 기능 평가를 위한 실험 프로토콜 개발
· 3D 공간 내 도달운동, Grasping, Pick and Place 운동-감각기능 측정을 위한 VR 시스템 구축 완료
· 환자 재활훈련 인지상태를 측정하는 프로그램 개발 필요
감각기능, 운동기능, 재활훈련효과 측정을 위한 신경 계산론적 평가지표 개발
· 운동기능과 재활훈련 평가를 위한 ROM, 임피던스 등 체내외 평가지표 개발 완료
· 개발된 평가지표를 활용한 AI기반 환자 운동기능상태 평가모델 개발 완료
· 도달운동, 추종운동에 대한 감각기능 평가지표 개발 완료
· 신경계산론적 관점의 최적화이론과 연계한 평가지표 개발 필요
제시한 시스템과 평가지표의 임상 적용 및 유효성 검증
· 임상기관과의 협업을 통해 재활모니터링 시스템의 유효성 입증 완료
· 환자 사용성 평가 결과 개선방향을 반영한 설계 보완 필요
· 통계학적으로 유의미한 성과 도출을 위한 등급별 환자수 확보 및 추가 실험 필요

□ 연구개발결과의 중요성
현재 뇌병변 환자의 상태 진단을 위해 대부분 정성적 지표들을 사용하여 환자에게 다양한 과제를 수행하게 하고 평가자는 이를 관찰하며 달성여부에 따른 점수를 매긴다. 이 과정은 환자에게 복잡하고 번거로우며, 평가자에 따른 개인차 및 재현성의 불확실성이라는 단점이 있다. 본 연구에서 제안하는 재활 로봇과 가상현실(VR) 작업은 환자에게 자발적인 수의운동 환경을 제공함과 동시에 상지 운동-감각 기능의 정량적 평가지표를 제시한다. 이러한 통합적 훈련/평가 시스템은 환자 맞춤형 재활을 통한 삶의 질(QoL)의 향상에 실질적으로 기여할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1.1 연구목표 ... 3
• 1.2 연구내용 및 범위 ... 3
• 1.3 상지재활운동에서의 감각기능 평가의 중요성 ... 4
• 1.4 운동학습의 관점에서 본 재활훈련 단계에서의 감각기능의 중요성 ... 4
• 1.5 기존 재활평가 시스템의 한계 및 개선을 위한 정량적 평가지표의 중요성 ... 4
• 1.6 계산론적 신경과학의 접근을 통한 연구의 필요성 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 2.1 1차년도 연구결과 (2017.6.1.~2018.2.28.) ... 6
• 2.2 2차년도 연구결과 (2018.3.1.~2019.2.28.) ... 8
• 2.3 3차년도 연구결과 (2019.3.1.~2020.5.31.) ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 3.1 활용 가능성 ... 10
• 3.2 후속연구 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 12
• 5. 연구성과 ... 13
• 끝페이지 ... 13