로봇 목 보호대, 루게릭 환자 움직이게 만들다 VIDEO: Sleep disturbances in patients with amyotrophic lateral sclerosis: current perspectives
로봇 목 보호대, 루게릭 환자 움직이게 만들다
콜럼비아 대학 로봇재활연구소 개발
ALS나 루게릭병으로 더 잘 알려진 근위축성측삭경화증(Amyotrophic Lateral Sclerosis)은 근육의 힘과 조절에 영향을 주는 신경퇴행성 질환으로 결국 환자는 자신의 머리조차 들 수 없게 된다.
'기즈모도'에 따르면 콜럼비아 대학의 연구원과 엔지니어들은 인공 목 근육의 역할을 하는 로봇 목 보호대를 만들어 이런 환자들이 머리를 들고 일상적인 활동을 함으로써 삶의 질을 향상시키고 있다.
Sleep disturbances in patients with amyotrophic lateral sclerosis: current perspectives Abstract: Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a progressive motor neuron disease inevitably leading to generalized muscle weakness and premature death. Sleep disturbances are extremely common in patients with ALS and substantially add to the burden of disease for both patients and caregivers. Disruption of sleep can be caused by physical symptoms, such as muscle cramps, pain, reduced mobility, spasticity, mucus retention, and restless legs syndrome. In addition, depression and anxiety may lead to significant insomnia. In a small subset of patients, rapid eye movement (REM) sleep behavioral disorder may be present, reflecting neurodegeneration of central nervous system pathways which are involved in REM sleep regulation. With regard to overall prognosis, sleep-disordered breathing (SDB) and nocturnal hypoventilation (NH) are of utmost importance, particularly because NH precedes respiratory failure. Timely mechanical ventilation is one of the most significant therapeutic measures to prolong life span in ALS, and transcutaneous capnometry is superior to pulse oxymetry to detect NH early. In addition, it has been shown that in patients on home ventilatory support, survival time depends on whether normocapnia, normoxia, and elimination of apneic events during sleep can be reliably achieved. Several studies have investigated sleep patterns and clinical determinants of sleep disruption in ALS, but exact prevalence numbers are unknown. Thus, constant awareness for sleep-related symptoms is appropriate. Since no curative treatment can be offered to affected patients, sleep complaints should be thoroughly investigated in order to identify any treatable etiology and improve or stabilize quality of life as much as possible. The use of hypnotics should be confined to palliation during the terminal phase and refractory insomnia in earlier stages of the disease, taking into account that most compounds potentially aggravate SDB. |
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현재 ALS에 대한 치료법은 없으며 의학적 치료는 겨우 퇴행성 효과를 늦추는 정도에 불과하다. 하지만 결국 사지가 마비되고 환자의 턱을 가슴에 얹은 채 머리가 떨어져 호흡곤란, 삼키기 및 언어장애와 같은 추가적인 합병증을 초래하게 된다. 목 지지대는 새로운 아이디어는 아니지만 적절하게 지지하기 위해서는 단단하고 이는 역시 착용의 불편함을 초래한다.
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콜럼비아 대학 '로봇재활연구소(Robotics and Rehabilitation Laboratory)'의 엔지니어들과 신경과팀은 SF소설에서 나온 로봇 외골격처럼 생긴, 착용자의 머리를 똑바로 세우는 것 이상의 기능을 하는 애니메이션 목 보호대를 만들었다. 두뇌가 착용자의 목 근육에 보내는 전기 신호를 감지할 수 있는 기계식 액추에이터, 센서 및 표면 근전도 패드의 조합을 이용해 로봇 지지대는 ALS 환자의 자율 운동과 머리의 운동 범위의 약 70%를 회복시킬 수 있다.
로봇 지지대는 호흡 곤란과 같은 위험한 부작용을 제거하는 것 외에도 ALS 환자들이 식사를 더 쉽게 할 수 있도록 해주고, 대화 중에 눈을 마주치는 것을 포함해 가족 및 의료 전문가들과 의사소통을 할 수 있게 해준다. 병세의 진행으로 그들이 말을 할 수 없을 때조차도, 머리를 똑바로 세우면 스티븐 호킹이 의존한 컴퓨터 기반 통신 도구의 조이스틱처럼 눈을 활용할 수 있다.
이 기술에 대한 파일럿 연구의 세부 사항은 최근 임상중개 신경학회(Annals of Clinical and Translational Neurology) 저널에 발표되었다. 11명의 ALS 환자들과 같은 나이의 건강한 10명의 피험자들을 대상으로 연구한 결과, 로봇 지지대가 이 질환의 징후 및 진행 정도를 감지하는 것으로 나타났다. 연구진들은 이 기술이 더 나아가 ALS를 가진 사람들을 돕는 것 외에 응용 분야가 다양할 것으로 기대하고 있다. 가령 목의 움직임을 완전히 제한할 필요가 없는 목 부상 환자 혹은 뇌성마비와 같은 다른 신경학적 질환의 결과로 목의 제어 능력이 떨어지는 사람에게도 유용할 수 있다는 설명이다.
김지영 robot3@irobotnews.com 로봇신문사
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