목적 : 본 연구는 스마트 글러브를 이용한 가상현실 기반의 상지재활훈련이 뇌졸중 환자의 상지기능, 상지의 근 활성도, 일상생활 활동과 삶의 질에 미치는 효과를 분석하고자 한다. 연구방법 : 선착순 무작위 대조 실험연구 방식으로 연구를 진행하였다. 의료연구협의회 지표(medical research council scale), 한국판 간이정신상태검사(Korean version of Mini-Mental State Examination; MMSE-K)로 대상자를 선별하여 뇌졸중 환자 31명을 무작위로 스마트 글러브를 이용한 가상현실 기반의 상지재활훈련군과 일반적 작업치료군으로 나눈 뒤, 주 5회 하루 30분씩 총 25회기 동안 실험을 진행하였다. 중재 전ᆞ후 비교 분석을 하기 위해서 뇌졸중 상지 기능평가(Manual Function Test; MFT), 표면 근전도 검사(Surface Electromyography; EMG), 한국판 수정된 바델지수(Korean version of Modified Barthel Index; K-MBI), 뇌졸중 영향 척도 3.0(Stroke Impact Scale 3.0; SIS)을 사용하였다. 결과 : 첫째, 실험군과 대조군에서 상지의 기능향상(MFT)이 있었고, 실험군에서 위팔노근의 근 활성도에 유 의한 향상이 있었다. 둘째, 일상생활활동에서는 실험군과 대조군에서 유의한 향상을 보였다. 셋째, 삶의 질 에서는 실험군에서 유의한 향상이 있었다. 결론 : 스마트 글러브를 이용한 가상현실 기반 상지재활훈련은 뇌졸중 환자의 상지기능, 근 활성도, 일상생활 활동과 삶의 질을 향상하는 효과적인 작업치료 방법이다.

Since the conventional methods of physical therapy may decrease the motivation of a patient for rehabilitation due to repetitive, monotonous movement, a new physical therapy system inducing a motivation from the patient is needed. The present study is intended to develop a physical therapy serious game for enhancement of dynamic balance control. The balance control therapy game was developed by the following steps: (1) survey of existing balance control therapy systems, (2) analysis of balance control literature, (3) ideation and architecture planning of the balance control therapy game, and (4) implementation of the balance control therapy game. The proposed physical therapy serious game can provide better usability, satisfaction, clinical effectiveness for balance control than the conventional methods.

Robot-assisted rehabilitation therapy has been used to increase physical function in post-stroke patients. The aim of this meta-analysis was to identify whether robot-assisted gait training can improve patients’ functional abilities. A comprehensive search was performed of PubMed, Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL), Physiotherapy Evidence Database (PEDro), Academic Search Premier (ASP), ScienceDirect, Korean Studies Information Service System (KISS), Research Information Sharing Service (RISS), Korea National Library, and the Korean Medical Database up to April, 2014. Fifteen eligible studies researched the effects of robot-assisted gait training to a control group. All outcome measures were classified by International Classification of Functioning, Disability, and Health (ICF) domains (body function and structures, activity, and participation) and were pooled for calculating the effect size. The overall effect size of the robot-assisted gait training was .356 [95% confidence interval (CI): .186∼.526]. When the effect was compared by the type of electromechanical robot, Gait Trainer (GT) (.471, 95% CI: .320∼.621) showed more effective than Lokomat (.169, 95% CI: .063∼.275). In addition, acute stroke patients showed more improvement than others. Although robot-assisted gait training may improve function, but there is no scientific evidence about the appropriate treatment time for one session or the appropriate duration of treatment. Additional researchers are needed to include more well-designed trials in order to resolve these uncertainties.

본 글은 거울신경세포시스템에 대한 신경학적 기전에 대하여 알아보고 이에 근거한 동작관찰훈련에 대한 문헌 고찰을 통해 임상에서 신경계환자의 재활치료에 있어 치료적 접근법으로써 사용될 수 있음을 제안하기 위해 작성되었다. 거울신경세포시스템은 특정한 동작의 움직임이나 다른 개체가 움직이는 것을 관찰할 때 활동하는 신경세포를 말하며, 인간의 운동앞이랑, 아래마루엽과 아래이마이랑, 마루엽영역, 위 관자엽고랑을 포함하는 배쪽운동앞겉질에 존재한다고 알려져 있다. 이러한 신경학적 근거에 따라 사용되 고 있는 치료방법에는 동작관찰훈련이 있는데, 동작을 관찰하고 관찰한 동작을 다시 모방하여 반복적으 로 훈련하는 방법이며, 다른 사람의 행동을 관찰함으로써 형태와 동작을 이해하고, 선택하고 모방하여 운동학습의 단계까지 이르는 훈련방법을 말한다. 현재 동작관찰훈련의 치료적 효율성과 임상적용에 대해 서는 관련 연구들이 진행되고 있으며, 해당 연구들에서 기능향상의 효과가 있음이 보고되고 있다. 이러 한 동작관찰훈련방법은 불가능한 움직임보다는 가능한 움직임, 즉 실제 사람의 손의 움직임을 관찰하는 직접적인 방법이나 목적지향적인 과제에 대해서 관찰을 시킬 때 더욱 활성화 시킬 수 있다. 이러한 거울 신경세포에 근거한 동작관찰훈련은 치료적 측면을 떠나 퇴원 후 가정에서도 지속적으로 수행하기 용이 하고, 경제적으로도 비용절약에 효과적인 방법이라 할 수 있겠다. 따라서 본 글에서는 이러한 거울신경 세포시스템에 대한 신경학적 근거에 대해 알아보고 그와 함께 거울신경세포시스템에 근거한 동작관찰훈 련을 적용한 연구를 고찰함으로써 신경계재활치료영역에 있어서 그 효율성과 치료적 적용 가능성에 대 해 알아보고자 한다.

양손 협응을 통한 상지의 정상적인 운동은 일상생활동작 수행의 질을 결정하는 필수조건이 된다. 그러나 뇌졸중으로 인한 신경학적 손상은 뇌손상이 일어난 반대측 신체에 감각운동적 기능장애를 일으키게 된다. 마비측 상지 훈련뿐만 아니라 양측 상지의 동시적 운동 수행이 마비된 상지의 기능회복에 미치는 영향에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 양측 상지 훈련을 다양한 기능 수준의 환자군에게 적용한 연구가 없다. 다양한 양측 상지 훈련 개발을 위해 양측 상지를 이용한 과제 에 대해 정확한 분석이 이루어져야 할 것이며 치료 효과를 이어갈 수 있도록 양측 상지 훈련에 대한 홈 프로그램 운동이나 프로토콜 개발이 필요할 것이라고 생각된다.

오늘날 고령인구의 증가와 장애인 인구의 증가로 인해 재활훈련기의 수요가 증가하고 있고, 재활훈련기와 사 용자간의 제공받아야 할 서비스에 대한 평가 요소의 요구가 커지고 있다. 본 연구에서는 재활훈련기 디자인 평 가에 있어서 평가 방안을 모색하기 위해 디자인 평가를 위한 기본 요소를 파악하고 이를 통하여 재활의료전문가, 의공학자, 디자이너들의 토의 및 분석, 실험을 통하여 새로운 평가 요소들을 도출하였다. 연구의 결과는 다음과 같이 요약된다. 첫째, 기존 디자인 평가 요소들을 수집, 분석하여 10가지의 재활훈련기 디자인 평가요소와 44개 의 세부 평가항목을 구축하였다. 이는 앞으로 재활훈련기를 디자인하는데 있어서 중요한 평가 기준이 될 것이다. 둘째, 헬스케어 재활훈련기 디자인 개발 시 고려해야 할 디자인 평가요소로는 사용성, 인지성, 안전성, 학습성, 운동성, 내구성, 경제성, 공간성, 심미성, 환경성의 10가지 디자인 평가요소가 있다. 셋째, 환경성, 공간성, 인지성, 사용성, 경제성, 심미성의 디자인 평가요소는 제품디자인에서 공통적으로 고려해야 할 요소들이고, 학습성, 안전 성, 운동성, 내구성의 요소는 재활훈련기 디자인 평가요소에서 매우 중요하게 고려해야 할 요소이다. 넷째, 재활 훈련기 디자인 평가요소는 제품디자인요소에서 중요하게 고려되는 환경성, 공간성, 인지성, 사용성, 경제성, 심미 성에 학습성, 안전성, 운동성, 내구성을 의 요소를 더해 중요하게 생각한 것이 기존 제품디자인 평가요소와 재활 훈련기 디자인 평가요소의 차이점이다. 본 연구에서는 10개의 재활훈련기 디자인 평가요소와 44개의 세부 평가 항목 구축에 대한 연구를 진행하였다. 이는 전체적인 재활훈련기 디자인 평가요소만을 연구한 것으로, 향후연구 에서는 시 제품 제작을 통하여 평가요소들을 실제 재활훈련기 디자인에 적용해 보고, 미진한 점들을 수정 보완 할 예정이다.

Along with development of medical science, stroke is showing an increasing trend of occurrence due to improvement in living standards and increase in aged population. In particular, about 56% of all stroke patients are suffering from hemiplegia, which bring difficulty in everyday activities. There are various means of rehabilitation for such hemiplegic stroke patients, but such methods cannot be carried out alone but must be accompanied by therapists. Patients must visit treatment facilities to receive treatment. Accordingly, under the consideration that treatment and rehabilitation of stroke can be assisted using functional game as an auxiliary means to continued counseling and treatment by physician without limitation on location, time, and cost, the purpose of this study is to propose a rehabilitation rhythm game based on motions using appropriate platforms such as PC and smart phones.

본 논문은 손을 자유롭게 사용하기 어렵고 대화로 의사 전달이 힘든 편마비 환자를 위하여 스마트폰 문자입력 인터페이스와 재활 훈련 콘텐츠를 개발하였다. 다섯 개의 가속도 센서를 각각의 손가락에 부착하여, 이에 대한 손가락 움직임 정보를 활용하였으며, 스마트 폰과의 데이터 전송은 블루투스 모듈을 이용하였다. 각각의 손가락의 움직임에 대한 최고값을 설정하고 센서동작에 대한 경계값과 비교하여 손가락 움직임을 감지하였다. 본 논문은 이러한 데이터를 활용하여 문자입력 인터페이스에 적용하였으며, 또한 편마비 환자들의 재활에도 적용하고자 재미있는 콘텐츠를 이용하여 환자의 재활 훈련 효과를 높일 수 있도록 하였다.

뇌졸중은 뇌의 허혈성 또는 출혈성 손상으로 인해 갑작스럽게 신경학적 결손이 생기는 것이라고 정의할 수 있다. 뇌졸중의 후유증은 손상의 위치와 크기, 원인 등에 따라 다양하게 나타나는데 여러 장애들로 인해 신체적, 정신적, 사회적 기능에 정상적인 복귀가 가능하도록 요양과 재활 훈련이 필요하다. 재활 훈련에 있어서 가장 중요한 것은 재활의지이다. 재미있고 쉽게 몰두할 수 있는 게임은 재활환자의 재활의지를 증가시키고, 재활 훈련 효과를 높일 수 있을 것이다. 현재 광고 홍보용으로 개발되어 있는 Reactrix사의 대화형 비디오 디스플레이 시스템과 게임의 재미 요소를 재활 훈련에 이용한다면 환자의 재활 의지를 증가시키고 재미있는 훈련의 효과를 통해 재활효과를 높일 수 있다.

본 논문에서는 노인 및 재활 환자를 대상으로 재활 훈련을 위한 기능성 게임을 제안한다. 제안한 재활 훈련용 기능성 게임은 3D depth 카메라를 이용한 전신 동작 인식 기반의 인터페이스를 제공한다. 사용자가 카메라 앞에서면 배경과 사용자를 구분한 다음 사용자의 전신을 15개의 관절로 인식하고 각 관절이 위치와 방향의 변화를 분석하여 게임에 필요한 제스쳐를 인식한다. 게임 콘텐츠는 상지훈련, 하지훈련, 전신훈련, 밸런스 훈련을 위한 게임으로 구성하였으며 2D 게임과 3D 게임으로 나누어 구현하였다. 본 논문에서 제안된 시스템은 3D depth 카메라를 이용하여 주변 환경 변화에도 안정적으로 작동하며, 별도의 기기를 사용하지 않고도 전신 움직임 기반의 제스쳐 인식을 이용하여 게임을 진행하게 함으로써 재활의 효과를 높일 수 있다.

본 논문에서는 일반인이 대상이 아닌 거동이 불편한 재활환자들을 대상으로 적외선 펜을 이용해 운동능력 향상과 흥미 유발이 가능한 기능성 게임 콘텐츠를 제안하였다. 제안한 기능성 게임은 인지재활환자들의 기능 향상에 필요한 요소와 손쉽게 사용할 수 있는 환경을 제공하는 것에 초점을 맞추었으며, 이를 위해 Wiimote와 적외선 펜을 사용하여 새로운 인터페이스를 제작하였으며 SVM 알고리즘을 통해 패턴인식을 처리하도록 하였다. 제안된 기능성 게임은 재활환자 뿐만 아니라 치매예방과 노인들의 건강을 위한 기능성 게임 콘텐츠 개발에도 유익하게 활용될 것으로 예상된다.

본 논문에서는 재미있는 게임을 하면서 재활 및 신체 평형 능력 향상에 이용하기 위하여 전자 장치를 장착한 밸런스 보드와 기능성 게임 콘텐츠를 개발하였다. 재미있는 게임을 이용한 재활 훈련은 환자의 재활 훈련 효과를 높일 수 있을 것이다. 퍼스널 트레이닝 시스템은 밸런스보드에 가속도 센서를 부착하였으며, 게임 컨텐츠는 신체의 평형 정도에 따라 동작한다. 개발된 시스템을 검증하기 위하여 재활 훈련 게임 컨텐츠를 개발하였다. 제안된 컨텐츠는 간단한 재활훈련과 신체 평형 운동에 적용할 수 있으며, 또한 여기서 제안된 인터페이스는 에뮬레이터를 통하여 여러 가지 기능의 상용 게임에 적용할 수 있다.