매사추세츠공과대학(MIT) 기계공학과 헤르마노 이고 크렙스(Hermano Igo Krebs) 박사는 의사와 공동으로 뇌졸중환자를 대상으로 한 로봇 지원 재활요법의 효과를 평가하는 시험을 실시한 결과, 발병한지 몇년이 지난 환자도 팔 기능이 회복됐다고 New England Journal of Medicine에 발표했다.
크렙스 박사가 'MIT-Manus'로 이름붙인 로봇시스템을 개발하기 시작한 것은 20년 전.
박사는 만성적 장애를 가진 뇌졸중 환자를 대상으로 이 로봇재활요법을 12주간 실시하고 6개월 후에 관찰한 결과, 환자의 상반신의 운동기능과 QOL이 약간이지만 개선효과를 확인했다. 그러면ㅅ도 개선 정도는 기존 치료를 받은 군보다 유의하게 우수했다.
또한 이번에 실시한 로봇 재활요법은 기존 재활치료보다 우수했지만 환자 1인당 총 의료비는 기존 방법보다 증가하지 않아 많은 사람에게 활용할 수 있다는 장점도 갖고 있다.
이 로봇시스템은 "뇌졸중환자에 대한 이학요법에서는 환자가 의식적으로 노력을 해야 가장 큰 효과를 얻을 수 있다"는 원칙에 근거해 고안됐다.
이 로봇에는 환자가 쥐는 조이스틱과 비슷하게 생긴 핸들이 달려 있으며, 환자가 특정한 동작을 하려고 할 때 환자의 팔, 손목 또는 손을 유도하는 역할을 한다.
이를 통해 뇌가 새로운 신경회로를 만드는데 도움을 주어 결과적으로 스스로 팔을 움직이게 도와준다.
박사는 메릴랜드주 볼티모어, 워싱턴주 시애틀, 코네티컷주 웨스트헤븐, 플로리다주 게인즈빌 등 4곳의 보훈병원에서 MIT-Manus 시스템과 이 시스템과 동일한 내용을 물리치료사가 실시하는 고강도 재활프로그램을 비교했다.
물리치료 프로그램은 이번 연구를 위해 특별히 만든 것으로 흔히 사용하는 방법은 아니었다.
양쪽군(각각 약 50명)을 비교하기 위해 다른 28명은 '통상요법군'으로 배정됐다. 이들 환자에는 일반적인 건강관리 외에 뇌졸중으로 기능장애가 발생한 팔에 대해 기존 물리치료를 주 3시간 실시했다.
로봇요법군은 조이스틱과 비슷한 핸들을 쥐고 과제를 수행한다. 이 핸들은 컴퓨터 모니터와 연결돼 있어 비디오게임처럼 작업과제 패턴이 모니터에 나타난다.
대표적인 기능은 환자가 핸들을 잘못된 방향으로 움직이려고 하거나 움직이지 않은 경우에는 로봇 팔이 살짝 환자의 팔을 당겨 정확한 위치에 오도록 유도한다.
신체기능과 QOL 개선
이 시험에서 환자는 주 3회 재활치료를 12주간 받았다. 각 1시간 배정된 치료세션에서는 팔을 사용한 반복 동작을 수백회에 걸쳐 실시한다.
12주간의 치료기간 후 QOL에 관해 약간이지만 통계학적으로 유의한 개선이, 팔 기능도 약간 개선됐다. 36주째에 재검사한 결과, 로봇요법군과 고강도 물리치료군 모두 통상적인 요법을 받은 대조군에 비해 팔의 움직임, 강도, 일상기능, QOL이 개선됐다.
크렙스 박사는 "물리치료사가 이번과 같은 속도로 치료하면 고강도요법군에서도 로봇요법군의 효과와 거의 같지만 비현실적인 방법"이라고 강조했다. 물리치료사에 대한 신체적 요구가 크기 때문인데 향후 널리 이용될 가능성이 낮기 때문이다.
박사는 또 "로봇공학과 오토메이션 기술은 이같은 매우 반복적인 작업에 이상적이다. 현재의 로봇기술을 이용해 만들고 있는 '기구'는 이러한 강화요법을 물리치료사가 환자에게 제공할 수 있도록 하는 것으로 물리치료사는 이 기구를 이용해 환자에게 정확한 작업이 무엇인지를 판단하는 감독자 역할을 한다"고 설명했다.
박사는 이러한 로봇요법은 10년 이내에 대량 생산될 것으로 기대하고 있다. 그렇게 되면 로봇 제조단가는 크게 낮아져 많은 사람들이 이용할 수 있게 될 것이라고 말한다.
박사는 현재 뇌졸중 발병 후 경과시간이 짧고 비교적 장애가 경미한 환자를 대상으로 한 새로운 시험을 의사와 함께 계획 중이며 이러한 환자에서는 로봇요법에 의한 효과가 더 크다고 생각하고 있다.