초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
□ 미래사회의 혁신적 재활치료를 위해 신경질환후 인체운동능력의 회복기전에 대한 이해에 기반한 환자최적의 재활치료방법을 개발하고자 함
∘ 다가오는 고령화 사회에서 신경질환후 최적의 재활치료를 통해 최선의 회복을 보장하는 것은 환자개인의 삶의질 향상뿐만 아니라 사회적비용 절감에 매우 중요한 요소임
∘ 본 연구단은 기존의 개인별 특성을 고려하지 않은 재활치료방법의 틀을 벗어나 환자의 특성이 고려된 혁신적인 정밀 재활 치료방법을 개발하고자 함
∘ 이를 위해 대뇌 연결 네트워크에

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
□ 미래사회의 혁신적 재활치료를 위해 신경질환후 인체운동능력의 회복기전에 대한 이해에 기반한 환자최적의 재활치료방법을 개발하고자 함
∘ 다가오는 고령화 사회에서 신경질환후 최적의 재활치료를 통해 최선의 회복을 보장하는 것은 환자개인의 삶의질 향상뿐만 아니라 사회적비용 절감에 매우 중요한 요소임
∘ 본 연구단은 기존의 개인별 특성을 고려하지 않은 재활치료방법의 틀을 벗어나 환자의 특성이 고려된 혁신적인 정밀 재활 치료방법을 개발하고자 함
∘ 이를 위해 대뇌 연결 네트워크에 기반한 환자의 운동 및 감각기능 평가와 회복 가능성 예측을 포함하는 뇌졸중후 운동 및 감각 기능 회복에 대한 이해를 하고자 함
∘ 인체 회복에 대한 이해를 바탕으로 정밀의도파악, 운동보조, 복합 자극 기능이 포함된 폐루프 제어가 가능한 상지 재활 시스템을 개발하고 그 효과를 검증하고자 함
전체 내용
□ 뇌손상환자의 운동, 감각 장애 및 뇌가소성 기전의 이해를 위한 다양한 수준의 모델링과 이에 기반한 환자 최적의 치료방법을 개발하기 위한 기초연구로서 다음의 세부 연구를 시행하고자 함.
□ 환자별 최적 재활을 위한 뇌 영상 기반 환자 대뇌 운동 네트워크 모델링 및 재활의 가능성 확인
∘ 환자별 대뇌 운동 네트워크 모델링 기법 고도화 및 이를 통한 운동 기능 진단에 사용
□ 감각 피드백이 포함된 뇌졸중 환자의 상지 통합 운동 재활을 위한 상지 재활 시스템 개발
∘ 감각 피드백이 포함된 통합 상지 재활 로봇 제작
∘ 다양한 동작에 대한 복합 의도 인식 시스템 개발
□ 운동 재활 효과를 다각도로 평가하기 위한 평가 지표 개발
∘ 운동 및 감각 기능(특히, 신체의 상태를 표상하는 고유 감각기능)을 평가하는 정량적 지표 선정 및 적용
∘ 영상 정보 기반의 재활 모니터링 시스템 개발
□ 재활 시스템에 대한 뇌졸중 환자 대상 임상 연구
∘ 상지 재활 시스템 통합 및 시스템에 적합한 임상연구 프로토콜 설계
∘ 임상연구 수행 및 결과 분석

1단계
(해당 시 작성)
목표
연구 수행을 통해 아래 항목들의 핵심 요소 기술을 연구, 개발하여 뇌 질환장애에 대한 총체적 이해를 바탕으로 환자 특이적인 최적의 재활, 치료방법 개발을 목표로 한다.
내용
○ 뇌손상환자의 운동장애 및 뇌가소성 기전의 이해를 위한 다양한 수준의 모델링
● 재활가능성 관련 운동기능에 대한 뇌신경 지표 확보 및 대뇌 모델 구축
● 뇌졸중 전기 자극 치료에 대한 신경 가소성 평가가 가능한 생체외 모델 개발
○ 환자의 의도로 제어되는 정밀 손 동작 재활 치료가 가능한 시스템 개발
● 환자의 운동 명령에 따라 다양한 손재활 동작 재현이 가능한 손 재활 로봇
● 환자의 운동 의도 파악이 가능한 인터페이스
○ 개발 기술의 통합 및 검증을 위한 임상 연구 진행
● 의도 파악 기술 및 손 재활 시스템의 통합을 통한 다자유도 손 재활 시스템 개발
● 임상 연구 프로토콜 설계 및 수행

2단계
(해당 시 작성)
목표
뇌질환 환자의 운동 및 감각 기능 회복 예측이 가능한 뇌질환장애의 뇌가소성 기반 모델을 연구하고, 이를 바탕으로 환자에 최적화된 재활치료를 제공하고 지속적으로 환자의 상태를 파악하는 복합자극 착용형 재활 시스템 개발하는 것을 목표로 한다.
내용
○ 뇌질환 환자의 운동 기능 및 기능회복 특성을 파악할 수 있는 환자 특이적 대뇌 네트워크 및 뇌파 파악
○ 환자의 의도로 제어되는 정밀 의도 인식 시스템과 감각 피드백이 포함된 상지 재활 시스템을 개발
● 최적 재활 치료 수행이 가능한 착용형 로봇 시스템의 각 요소 개발
● 개발한 기술들의 통합
● 환자 뇌 모델에 기반해 추출한 환자의 기능회복을 파악할 수 있는 여러 지표를 바탕으로 임상연구 진행
● 통합된 재활시스템에 다양한 감각, 신경, 근육 자극 등 피드백 요소를 환자의 특성에 맞춰 제공해 기존 시스템의 재활 효과를 극대화할 수 있는지 확인
○ 임상연구 결과를 토대로 환자 맞춤형 재활시스템을 고도화하고 보다 많은 수의 환자 대상 임상 연구 수행을 통해 통계적 유의성 확인

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
□ 글로벌 기술선도에 따른 기대효과
∘ 뇌신경 재활치료 분야의 난제 해결
∘ 재활분야의 정밀의료 시스템 구현
∘ 요소기술별 학문적 파급효과
□ 신시장 창출에 따른 국가경제기여
∘ 4차 산업혁명 시대 정밀 재활치료 기기 산업 선도
∘ 스포츠의료 및 일반인대상 헬스케어 시장으로의 확장
∘ 환자 최적의 치료 구현을 통한 의료비 절감 및 국가 경제 기여
□ 고령화 사회문제 해결을 통한 일반인 대상 카이스트 이미지 제고
□ 해외 우수 연구그룹과의 긴밀한 유대관계 형성 및 분야의 선도 그룹으로서 자리매김
□ 글로벌 우수 인재양성

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1. 재활 효과 예측 및 평가를 위한 평가 지표 선정과 개발 ... 5
• 2. 감각 피드백이 포함된 복합 자극 상지 재활 시스템 개발 ... 7
• 3. 환자 맞춤형 복합 의도 인식 알고리즘 개발 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과 ... 12
• 2) 정량적 연구개발성과 ... 45
• 3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 46
• 4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 47
• 5) 연구개발비 사용실적 ... 47
• 끝페이지 ... 48