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의료칼럼- 진화하는 재활 로봇

기사입력 : 2018-06-11 07:00:00
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김건구(창원 희연병원 재활의학과 전문의)


영화 아이언맨, 어벤져스를 보신 분들은 아이언맨 슈트를 잘 알고 있을 것이다. 주인공 토니 스타크는 아이언맨 슈트를 입고 초인적인 힘을 발휘한다. 아이언맨의 슈트처럼 사용자의 몸 외부에 골격 형태로 착용하는 장치를 외골격 로봇이라고 한다. 그렇다면 외골격 로봇은 영화에서만 존재하는 것일까? 2014년 브라질 월드컵 개막식에서 하반신마비 소년이 외골격 로봇을 장착하고 등장해서 시축을 했다. 영화에서나 등장하는 줄 알았던 외골격 로봇이 세상의 주목을 받게 된 순간이다. 외골격 로봇은 의료용 재활 로봇의 한 종류로서 실제 임상에서 사용되고 있다. 첨단기술의 발전으로 로봇기술이 재활의학 분야에 확대되고 있는 것이다.

재활 로봇의 장점은 무엇이 있을까? 임상에서 보행치료는 물리치료사에 의해 이뤄지고 있다. 그러나 근력이 약한 환자, 경직이 심한 환자는 물리치료사 1명으로는 도저히 보행치료가 불가능하다. 이럴 경우 치료용 재활로봇을 이용하면 근력이 약한 환자, 경직이 심한 환자를 안전하게 올바른 보행패턴으로 이끌어 낼 수 있다. 일례로 물리치료사와 15분간 일대일로 보행치료를 했을 때 약 30걸음 정도 가능했던 환자는, 보행 재활 로봇을 이용하여 700걸음 이상을 걸을 수 있었다.

재활로봇은 유럽, 미국 등지에서 연구돼 왔다. 그중에서 전 세계적으로 가장 성공한 재활로봇 중 하나는 스위스 Hokoma社의 로코맷(Lokomat)이라고 할 수 있다. 로코맷은 세계적으로 널리 사용되고 있으며, 그 명성을 바탕으로 최근에 국내에도 속속 도입되고 있다. 더 나아가 Hokoma사는 환자의 상태에 따라 3단계의 맞춤형 보행재활로봇의 토털 솔루션을 제시하고 있다. 우선 1단계 에리고 프로(Erigo Pro)는 급성기 환자도 기립훈련과 보행훈련을 동시에 할 수 있는 재활 로봇이다. 마비된 근육에 전기적 자극을 주어 보행 패턴에 맞게 순차적으로 근육이 활성화될 수 있도록 해준다. 2단계 로코맷은 앞서 언급한 것처럼 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 재활 로봇이다. 러닝머신, 체중보조 장치, 외골격 보행로봇이 결합되어 있는 구조이다. 간단하게 설명하자면 로봇을 입고 러닝머신 위에서 정확한 보행 패턴을 반복 연습할 수 있는 것이다. 또한 보행 속도, 관절각도, 보폭, 로봇의 개입 정도를 조절할 수 있어, 환자 개개인에 따라 맞춤형 보행치료가 가능하다. 마지막 3단계 안다고(Andago)는 체중보조장치와 전동 구동장치가 내장되어 환자가 원하는 곳으로 이동하면서 안전하게 실제 보행연습을 할 수 있도록 도와주는 보행재활로봇이다.

재활 로봇은 어떤 환자가 이용할 수 있을까? 재활 로봇은 주로 뇌손상(뇌졸중, 외상성 뇌손상, 뇌종양), 척수손상, 파킨슨병, 뇌성마비 등의 중추성 신경손상이 있는 환자들에게 주로 사용되고 있으며 이를 바탕으로 다양한 연구가 이뤄지고 있다.

△뇌손상환자= 뇌졸중 초기의 근력이 약한 환자일수록 로봇을 이용한 보행 훈련을 했을 때 치료효과가 더 좋고, 효과가 오래 지속되는 경향이 있다고 한다. 기존 보행치료와 로봇재활치료를 병행하면 보행기능의 향상시킬 수 있다고 한다.

△척수손상 환자= 척수 손상환자는 손상부위 이하의 운동신경의 마비, 감각이상 등의 후유증을 경험하게 된다. 이러한 불완전 척수손상환자를 대상으로 한 연구에서 로봇 재활 치료 후 보행기능의 향상과 심폐기능의 호전을 보였다.

△파킨슨병 환자= 파킨슨병의 보행은 짧은 보폭, 처음엔 보행속도가 느리다가 점점 빨라지는 보행패턴을 특징으로 한다. 파킨슨병 환자를 대상으로 재활로봇 치료를 한 결과 자세 안정성의 향상을 촉진할 수 있었다.

△뇌성마비환자= 뇌성마비 환자에게 재활로봇 치료를 시행한 결과 보행 능력이 향상되며, 그 효과가 수개월 지속됐다.

보행은 재활치료의 가장 중요한 목표 중 하나이다. 보행 장애는 환자의 삶의 질, 생존기간과 연관성이 있으므로 보행 기능의 회복을 위한 재활 치료는 매우 중요하다. 따라서 재활 로봇은 보행 치료의 질, 안전성, 효율성을 향상시켜 환자가 익숙하고 정든 가정으로 하루빨리 복귀하는 데 도움이 될 것임에 틀림없다.

김건구(창원 희연병원 재활의학과 전문의)