신발 속에 쏙 넣는 깔창 하나로 파킨슨병이나 무릎 관절염 같은 노인성 보행 질환을 찾아내고, 재활 상태까지 실시간으로 관리할 수 있는 시대가 열렸다.
연세대학교 용인세브란스병원 재활의학과 김나영 교수<사진> 연구팀은 압력 센서가 내장된 ‘스마트 인솔(Smart Insole·지능형 깔창)’을 활용해 보행 장애를 분석하고 질환을 판별하는 디지털 헬스 기술을 개발했다고 밝혔다.
고령층의 보행 변화는 단순한 노화 현상이 아니라 파킨슨병, 정상압 수두증, 근골격계 질환 등을 알리는 중요한 임상 지표다. 하지만 기존 검사 방식은 병원 내 특정 환경에서만 가능해 일상적인 보행 패턴을 지속적으로 관찰하기 어렵다는 한계가 있었다.
연구팀은 스마트 인솔을 통해 수집된 발바닥 압력 데이터를 인공지능(AI)에 학습시켰다. 이 딥러닝 모델은 정상 노인을 비롯해 무릎 관절염, 정상압 수두증, 편마비, 파킨슨병 환자 등에게서 나타나는 5가지 보행 패턴을 정밀하게 분류해낸다.
특히 적은 수의 임상 데이터(질환군별 약 30명)만으로도 높은 정확도를 확보하는 데이터 조합 기술을 개발해 실제 임상 활용 가능성을 입증했다. 관련 기술은 이미 국내 특허 등록을 마친 상태다.
연구팀은 한발 더 나아가 스마트 인솔과 스마트 밴드, 실시간 위치 추적 시스템(RTLS) 등을 병원정보시스템(HIS) 및 전자의무기록(EMR)과 연결하는 ‘멀티모달 환자 모니터링 플랫폼’을 구축했다.
의료진은 이 플랫폼을 통해 환자의 이동 거리, 보행 속도, 발 디딤 패턴은 물론 환자가 앱으로 입력한 수면 상태, 통증 정도, 기분 변화까지 한눈에 파악할 수 있다. 병원 밖 일상생활 중에도 환자의 상태가 실시간으로 의료진에게 전달되어 데이터에 기반한 ‘초개인화 맞춤형 재활’이 가능해진 것이다.
이번 연구 성과는 의공학 분야의 권위 있는 국제 학술지인 『IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics (IF=6.8)』 등에 잇따라 게재되며 세계적인 주목을 받았다.
김나영 교수는 “웨어러블 센서를 이용하면 병원 검사실을 벗어나 실생활에서도 환자의 보행을 객관적으로 평가할 수 있다”며 “이번 연구가 다양한 신경계 및 근골격계 질환 환자의 맞춤형 재활 치료에 디지털 기술이 확산되는 기폭제가 되길 기대한다”고 말했다.
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