기계연, 환부 상태 따라 크기·모양 자동 조절하는 스마트 의족 개발

기계연, "절단 환부 볼륨 자동 감지, 통증 완화 및 보행 개선"

의족이나 의수에서 절단 부위에 닿는 부분인 소켓은 절단 환부의 크기와 모양에 꼭 맞아야 한다. 맞지 않는 소켓을 쓰면 흔들림이나 압박 때문에 걷기 힘들고 피부 질환으로 이어질 수도 있다. 하지만 환부 상태도 수시로 변하기 떄문에 소켓을 꼭 맞게 유지하기 어렵다는 문제가 있다.

한국기계연구원(원장 박상진)은 인공지능을 기반으로 소켓의 헐거워진 공간을 실시간 감지, 소켓 내부에 자동으로 공기를 채워주는 스마트 의족 소켓을 개발했다고 16일 밝혔다.

기계연 의료기계연구실 이강호 선임연구원 연구팀이 개발한 이 소켓은 혈액 순환이나 피부조직 상태, 영양 상태 등에 따라 수시로 변하는 절단 부위 볼륨 변화에 최대 15%까지 대응할 수 있다. 이에 따라 소켓 흔들림을 최소화하면서 환부에 가해지는 압박을 분산해 통증을 완화한다. '볼륨'이란 절단 부위의 크기나 넓이, 모양 등을 통칭하는 말이다.

스마트 의족을 개발한 이강호 기계연 선임연구원 (사진=기계연)

인공지능 기반으로 착용자의 보행 안정성을 지속적으로 판단해 평지나 계단, 경사로 등 보행 환경 변화와 보행 속도에 맞춰 실시간으로 의족소켓 볼륨이 변하도록 제어한다.

연구진은 소켓을 스마트폰 앱과 연동, 소켓 내 압력 상태를  실시간 모니터링 하고 착용자의 보행 안정성도 분석할 수 있게 했다. 자동 또는 수동 모드를 설정해 소켓 내 공기 주입 및 배출량을 사용자가 직접 조절할 수 있게 했다.

이강호 선임연구원은 "스마트 맞춤형 의족 소켓을 통해 착용자의 보행 피로를 줄이고 환부 통증을 완화함은 물론, 사용자가 실시간으로 소켓 내 압력 분포를 스마트폰 앱으로 모니터링 할 수 있어 보행 개선에 기여할 수 있다"라며 "상용화 후속 연구를 통해 의지 착용자분들의 삶의 질 개선에 기여하고 재활의료기기 국내 기술력 향상에 도움이 되겠다"라고 말했다.

이번 연구는 기계연 기본사업 ‘상하지 운동기능 복원을 위한 인간증진의료 기술개발’ 과제의 지원을 받아 수행됐다.