뇌졸중은 전 세계의 많은 사람들에게 영향을 미치는 질병으로, 뇌졸중에 걸린 사람은 대개 후유증으로 장애를 입게 된다. 그래서 환자 본인과 가족들의 부담을 덜기 위한 재활 훈련 및 치료 과정이 크게 발전했다. 그러나 뇌졸중 재활을 위해서는 반복적인 연습이 필요하다. 뇌졸중 및 뇌 혈관 센터 물리 치료 및 재활 의학과의 장원혁 및 김윤희 연구원이 지적한 바에 따르면 뇌졸중 환자는 고도의 집중 훈련뿐만 아니라 특정한 기능적 업무를 수행해야 하며 이 과정은 상당히 노동 집약적이다. 두 사람은 로봇을 활용하는 치료법이 뇌졸중 재활 분야에서 잠재적인 가능성을 보일 수 있다고 말했다.

만성 뇌졸중 환자의 재활에 개입하는 로봇

뉴욕대학 스타인하트 문화, 교육 및 인류학 단과대학에서 소통 과학 및 장애를 가르치는 애덤 부치왈드 부교수가 주도한 새로운 연구 결과에 따르면 실어증이 있는 만성 뇌졸중 환자에게 로봇 기술을 사용하면 치료 효과를 높일 수 있다고 한다. 뇌졸중 환자는 뇌 손상 때문에 언어 능력을 상실할 수 있다.

신경학 프론티어 저널에 실린 연구 결과에 따르면 만성 뇌졸줄 환자의 언어 기능 회복을 촉진하기 위해 로봇 팔 재활 치료를 실시할 수 있다고 한다. 연구진은 뇌의 왼쪽 반구가 뇌졸중으로 손상을 입은 환자를 대상으로 실험을 진행했다.

로봇 팔 재활이란 무엇인가?

로봇 팔 재활이란 뇌졸중으로 인해 어깨, 팔, 손목 등의 움직임에 손상을 입은 사람의 운동 기능을 치료하는 데 로봇 팔을 사용하는 방법이다. 재활 로봇이 센서를 사용해 사람의 위치와 움직임 등을 모니터링한다. 이 지능형 장치는 환자가 환경과 어떻게 상호 작용하는지 피드백을 수집한다. 재활 로봇 장치에는 하체 부분과 상체 부분 등 두 가지 카테고리가 있다. 로봇 팔 재활 장치는 상체 시스템에 속한다.

이 연구를 진행할 때 뉴욕대학 연구진은 로봇 팔 재활을 위해 총 17명의 개인을 등록했다. 이들은 36회 로봇 팔 운동 치료를 받았다. 연구진은 로봇 팔 치료를 진행함에 따라 환자들의 상태가 지속적으로 호전됐음을 관찰했다. 그리고 연구진은 로봇 팔 재활 훈련을 이어가면서 환자의 전반적인 언어 처리 및 발음을 평가했다.

부치왈드는 비록 현재로서는 초기 발견에 불과하며 연구 결과를 해석할 때도 각별한 주의를 기울여야 한다고 말했지만 이 연구 결과가 매우 흥미롭다고 말했다. 신체적인 재활 훈련이 다른 부분, 즉 언어를 관장하는 뇌 영역에도 영향을 미칠 수 있다는 점이 밝혀진 연구이기 때문이다. 연구진은 만성 뇌졸중 환자가 로봇 팔을 사용해 집중적인 재활 훈련을 받은 다음 언어 척도가 개선됐다는 점에 주목했다. tDCS(경두개 직류전기 자극술)을 선행한 후 언어 능력이 개선되기도 했다. 그러나 연구진이 주목한 부분은 tDCS를 선행하지 않고도 로봇 팔 재활 훈련만으로 환자의 뇌의 언어 담당 부분이 자극됐다는 것이다.

이들의 연구는 유니스 케네디 슈라이버 아동 건강 및 인류학 연구소에서 자금을 지원받았다.

로봇 요법 사용의 이점

재활 치료에 로봇을 사용하면 얻을 수 있는 이점이 많다. 우선 로봇은 환자의 상체를 강제로 움직인다. 이에 해당하는 가장 좋은 예가 바렛 로보틱 트레이너, 혹은 BURT라고 불리는 장치다. 이 장치는 환자의 극한의 운동 능력을 추적하고 강제로 개입해 환자의 운동 능력을 최대한 활용하는 방법을 알아낸다.

또 로봇을 재활 치료에 사용하면 적당한 수준의 운동량과 신체적인 긴장감을 만들어낼 수 있다. 치료 시간에는 제한이 있기 때문에 사람 치료사가 환자 한 명의 훈련을 계속해서 지켜보면서 강도를 천천히 늘려가기 어렵다. 하지만 로봇 테라피스트는 환자가 반복적인 운동 연습을 하도록 도와주면서 서서히 강도를 늘려간다.

그리고 로봇 요법은 개별화된 표적 치료를 촉진한다. 각 환자마다 상태가 다르므로 건강에 대한 요구도 다르다. 그래서 치료사들은 늘 환자 개개인에 맞는 치료법을 찾아야 한다. 로봇 시스템은 환자의 데이터를 저장해 치료 옵션을 개인화할 수 있다.

[메디컬리포트=김건우 기자]