연세사랑병원, VR기반 '어깨 재활치료 앱' 개발

[이데일리 이순용 기자] 국내정형외과 분야의 기술 혁신을 선도하는 연세사랑병원이 ‘가상현실(VR)’ 기술을 ‘어깨 재활치료’에 적용한 ‘어플이케이션’을 처음으로 개발했다.

이번연구는 재활 치료 분야에서 혁신적인 접근 방식을 제시하며, 특히 어깨 수술 후 환자들의 회복 과정에서 가상현실 기술의 가능성을 새롭게 조명했다. 나아가 맞춤형 정형외과 ‘VR 재활 치료’가 가능한 시대가 성큼 다가왔다. 연구결과는국제 학술지 ‘Cureus’ 최근호에 실렸고, 이 논문은 네이처(Nature)에서 출간하는 과학 저널 중 하나이다.

어깨수술 후 재활은 회복을 극대화하고, 일상 생활에서의 자율성을 회복하는 데 있어 중요한 역할을한다. 그러나 기존의 재활 치료는 주로 사진이나 비디오를 통해 집에서 진행되는 경우가 많아, 올바른 동작 수행 여부를 확인하기 어렵다는 한계가 있다.

연구팀은이러한 문제를 해결하기 위해 3차원의 가상 캐릭터인 ‘3D 아바타’와 ‘사용자 동작 인식’ 기술이 결합된 VR 솔루션을 개발했다. 또, 완성된 아바타를 이용하여 재활 동작을 묘사한 애니메이션을 구현했다.

실제로 환자가 VR 안경을 착용하면 환자의 눈앞에 아바타가 나타난다. 아바타는 3D로 생성되기 때문에 환자는 아바타 주위를 움직이며 움직임을 관찰할 수 있다. 이를 통해 운동 동작을학습하고, 실시간으로 자신의 동작이 정확하게 수행되고 있는지를 확인할 수 있다.

특히, ‘VR 재활프로그램’은 환자가 받은 수술 종류와 재활 주기, 차수에 맞추어 맞춤형 운동 프로그램을 제공한다. 환자가 VR 안경을 착용하고 수술 후 환자의 맞는 적절한 운동을 선택하여 재활을 진행할 수 있다.

제공되는수술 종류는 괴사조직을 절제하는 변연 절제술, 관절순 봉합술, 회전근개 파열 수술(소,대), 관절 성형술 등 5가지이며, 재활 운동은 수술 후 운동 8개, ROM(운동범위) 운동 14개, 근력 운동 17개 등 총 39가지의 재활 동작이 포함되어 있다. 이를 통해 환자는 각 수술 후 단계별로 필요한 재활 운동을 정확하게 수행할 수 있다.

연구팀은 “‘VR 재활 애플리케이션’은 환자가 아바타의 3차원 움직임을 관찰하여 움직임을 모방할 수 있도록 해주고, 환자는 몸을 움직이고 원하는 시각을 보면서 재활 운동을 배울 수 있다”며, “이런 시스템을 활용하면 재활 과정의 자동화가 가능해 재활치료사의 감독 없이도 수행이 가능하며, 비용 부담을 줄일 수 있고, 나아가, 환자는 집에서 재활을 수행할 수 있어 병원 방문에 대한 부담을 줄일 수 있을 것”으로 기대했다.

고용곤 병원장은 “VR 기술을통해 재활 치료의 동기부여와 훈련 효과를 극대화할 수 있을 뿐 아니라, 장기적으로 환자들이 보다 즐겁고 흥미롭게 재활 과정을 지속할 수 있게 한다”고 설명했다. 이어 고 병원장은 “향후이 기술을 더욱 발전시켜 다양한 정형외과 재활 분야에 적용할 계획”이라고 밝혔다.

재활 운동 캡처 스크린 샷: 수술 후 운동(A, B), 가동 범위(ROM) 운동(C, D) 및 강화 운동(E, F).