재활의료기기 기술 동향 및 전망 SUMMARY l저자l 허 영 PD / KEIT 의료기기 PD실 박지훈 책임 / KEIT 의료기기 PD실 박경환 선임 / KEIT 의료기기 PD실 류제청 박사 / 재활공학연구소 개요 및 목적 재활의료기기는 고령자 및 장애인의 의료재활과 원활한 사회복귀를 위해 손실된 근골격계의 기능을 정상으로 회복시키기 위한 연구임 임상의학과 전기, 전자, 기계 재료 등의 공학기술이 융합된 학제 간의 연계 기술로써, 고령자 및 장애인의 사회복귀 촉진과 삶의 질 향상을 통한 복지기능 확대가 목적임 산업 전망 재활의료기기가 필수적인 노인인구 비율의 증가로 시장규모 및 품목이 증가하고 있으나 초기 시장진입이 어렵고 선진국의 국외 글로벌 기업체에 독점적인 공급체계가 갖춰지고 있음 기술동향 대량의 제품화, 상품화가 가능한 기술 개발은 정부 주도가 아닌 민간의 시장경제 원리에만 맡겨도 충분한 발전 가능성이 있으나, 다품종 소량의 특성을 가지고 있는 재활의료기기는 민간의 노력만으로는 높은 발전을 기대하기 어려움 선진국에서는 국가주도의 다양한 재활의료기기 연구개발 사업이 진행되고 있으며 미국은 NIH를 중심 으로, 일본은 후생노동성이 중심이 되어 관련 연구비를 지원하고 있음 전망 및 정책제언 대부분 수입에 의존하고 있는 재활의료기기는 사회적 수요 증가와 정부의 재활의료기기 개발관련 국책 연구사업 지원으로 꾸준히 국산화에 성공하고 있음 재활의료기기의 특성상 지속적인 기술개발로 안정성을 높여야 수혜자인 고령자 및 장애인에게 효용성 있는 국산 재활의료기기가 공급될 것이며, 향후 수출 전략산업으로 육성해야 함
PD ISSUE REPORT May 2012 VOL 12-4 1. 개요 성장배경 전쟁과 산업재해, 교통재해, 각종 지병 등으로 인하여 사회적으로 장애를 가진 사람들이 점차 증가하고 있으며, 국내에서는 11년 실태조사를 통해 파악된 장애 인구 수는 총 268만 명으로, 인구고령화, 후천적 원인에 의한 장애 발생 증가 등으로 05년 조사(총 214만 명)에 비해 약 54만 명이 증가하고 있으며 또한, 급속한 경제발전에 따른 의학 관련 산업의 비약적 발전은 10년에 이미 65세 이상의 노령인구가 전인구의 10%를 차지함으로써 우리나라는 고령화 사회에 본격 진입하고 있음 [표 1-1] 2011 실태조사 전국 장애인 수 (단위 : %, 명) 구분 재가장애인 시설장애인 전체 2011년 2005년 2000년 장애인 수 2,611,126 72,351 2,683,477 출현율 5.47-5.61 장애인 수 2,101,057 47,629 2,148,686 출현율 4.5-4.59 장애인 수 1,398,177 51,319 1,449,496 출현율 2.98-3.09 * 출처 : 보건복지부, 2011년 장애인실태조사 결과 (2012) [그림 1-1] 한국의 고령자 인구 종인구에서 65세 이상 인구 구성비 23.1% 15.1% 1,160만 명 7.2% 340만 명 10.7% 530만 명 767만 명 2000년 2010년 2020년 2030년 * 출처 : 통계청 (2000) UN기준에 따르면 65세 이상의 고령인구가 전체인구의 7% 이상 이면 고령화 사회(aging society), 14% 이상인 경우 고령사회(aged society), 20% 이상인 경우 초고령 사회(super - aged society) 라 함 34 한국산업기술평가관리원
ISSUE 1 재활의료기기 기술 동향 및 전망 외국의 경우 고령인구가 10%를 넘고 1인당 국민소득이 1만 달러를 넘어선 시점에 재활의료기기 산업이 태동 하기 시작하였음. 미국은 70년대 말, 일본은 85년부터 본격적으로 시작되어 소득수준이 2만 달러를 넘어선 시점 에서 활성화 됨. 우리나라의 재활의료기기 수준은 이에 비하여 본격적으로 시작된 것은 06년 국민소득 1만 6천 달러로서 본 시장에 대한 관련수요는 미흡하기만 함 일본은 70년에 7%를 넘어 고령화 사회 에 진입한 지 24년 만인 94년에 14%를 넘음으로써 유례 없이 빠른 속도로 고령화되고 있음. 06년 세계 최초로 전체 인구 중 65세 이상 인구의 비율이 20% 이상인 초 고령사회 에 진입 하고 있음. 09년 9월 현재 일본의 65세 이상 고령자 인구는 2,898만 명으로 과거 최대 기록을 경신, 고령화율 또한 과거 최대인 22.1%로 집계됨 80세 이상 인구는 전년대비 0.3% 증가한 789만 명임 이들은 사회적으로 비생산적 소비계층으로 분류되고 있으며, 향후 국가 경쟁력을 약화시키는 비효율적 요인 중 하나로 작용할 것임. 이에 대한 대비책으로 재활복지 정책과 주변 환경 여건조성 등의 국가 시책도 여기에 맞추어 변화되어야 하며, 특히 모든 국민의 삶의 질(Quality Of Life, QOL) 향상과 국가 경쟁력도 제고하는 방향으로의 변화가 매우 중요함 노인과 장애인의 활동을 제약하는 모든 사회, 경제, 기술적 장애물을 체계적으로 제거하는 작업이 선행되어야 함. 그것은 선진국 복지 수준의 핵심이 되는 노인과 장애인의 QOL을 향상시킴과 동시에 적극적으로 생산적 사회 활동에 참여시켜 삶의 자신감과 만족감을 주어야 함. 이를 위해 신체재활 및 일상생활 활동과 관련된 장애인 및 노약자를 위한 재활 의료기기에 관한 연구와 산업이 발달해야 함 재활의료기기 산업은 장애인의 재활에 필수적인 재활보조기구를 생산하는 분야로써 장애인의 의료재활분야 뿐만 아니라 복지분야의 재활로 확대되고 있음. 기존 우리의 사고는 재활복지 분야의 산업이 협소하고, 특징적인 수요자를 가짐으로써 단지 사회복지적인 측면의 한계성을 가지고 접근해 왔으나 전 세계적으로 민주사회를 표방하는 각국의 정부가 복지 정책을 확대하고 있으며, 점차 의료 및 사회생활의 향상에 따라 고령화 사회로 진입하면서 미래형 신규 상품 및 새로운 시장창출이 이루어지고 있는 듯 단순한 사회복지적인 측면에 관한 접근은 근본적으로 잘못된 사고임을 알 수 있음 최근에는 장애인과 더불어 증가되는 고령자의 복지를 위한 용품 산업이 거대하게 커짐에 따라 지금은 누가 먼저 이러한 거대한 잠재적인 시장을 선점하는가 하는 경제적인 측면도 고려해야함. 그 대표적인 예로 일본은 이미 21세기 미래 산업으로서 90년대 초반부터 집중적으로 복지기기(용구) 산업을 육성하고 있음 예를 들어 의료, 복지 관련 산업이 정보통신관련 분야의 산업과 같은 규모에 이르며, 07년에는 1조 2천억 엔에 도달했음 한국산업기술평가관리원 35
PD ISSUE REPORT May 2012 VOL 12-4 [그림 1-2] 연도 별 일본 복지용구 시장규모 (단위 : 억 엔) 복지용구(협의) 시장규모추이 12,500 12,148 12,294 12,519 12,608 12,000 11,787 11,805 11,833 11,599 11,500 11,000 2000년 2001년 2002년 2003년 2004년 2005년 2006년 2007년 * 출처 : 일본 복지용구 생활지원용구협회 분류 보건복지부의 보건산업기술분류(의료공학기술)는 보건산업기술 은 의약품 등 보건제조산업부터 병 의원, 보건 기관 등의 보건의료서비스 산업에 걸쳐 질병의 치료와 건강의 증진을 목적으로 하는 기술개발 및 제품의 생산, 유통, 서비스 제공에 이르기까지의 전 과정으로 정의되는 보건산업의 연구개발과 생산, 제조에 기반이 되는 기술 체계를 의미함 의료공학기술은 생체현상계측기술, 재활 및 복지기기기술, 의료영상기기기술, 의료용 재료기술, 장기( 臟 器 )대체기술, 치료 수술기기기술, 보건의료정보기술의 7개 중분류 체계를 보유하고 있다. [표 1-2] 의료공학기술 분류 중분류 소분류 세분류 기타 생체현상계측 관련기술, 무구속 생체계측, 생체성분 분석, 생체현상 계측기술 심전도계측, 골밀도 측정 등 22개 생체역학계측, 생체전기계측 재활 및 복지기술 감각 표현 기능 회복, 기타 재활 및 복지 관련기술, 운동기능회복 대체 재활 치료 훈련 의지, 보조기, 인간 - 기계인터페이스 등 16개 기타 의료영상기기 관련기술, 의료영상시스템, 의료영상기기기술 의료영상신호처리 X선 영상기기, 초음파 영상기기 등 12개 의료용재료기술 기타 의료용 재료 관련기술, 미래 원천재료, 인체이식재료, 진단 치료용 재료 고분자재료, 생체흡수성 재료 등 16개 장기대체기술 기타 장기대체 관련기술, 생물학적 인공장기, 생체재료형 인공장기, 전자기기형 인공장기 조직공학이용 기술, 줄기세포 활용기술 등 20개 기타 치료 수술기기 관련기술, 방사선 치료기, 비방사선치료기, 치료 수술기기기술 외부방사선 치료기기, 원격수술 등 17개 수술기기 및 기구 보건의료정보기술 기타 보건의료정보 관련기술, 병원정보 시스템, 보건의료정보신기술, 의료정보공유, 의료지식 표현기술 병원정보시스템, 의료정보표준화 등 19개 * 출처 : 한국보건산업진흥원 (2001), 보건산업기술분류 36 한국산업기술평가관리원
ISSUE 1 재활의료기기 기술 동향 및 전망 지식경제부의 산업기술분류(바이오 의료)는 산업기술혁신사업을 효율적으로 추진하기 위해서 지식경제 기술혁신 사업 공통운영요령 을 고시하고 산업기술혁신사업의 기획평가관리 업무를 효율적으로 추진하기 위해 산업기술분류를 제시하고 있음 산업기술분류는 기계 소재, 전기 전자, 정보통신, 화학, 바이오 의료, 에너지 자원, 지식서비스 등 7개의 대분류로 구분됨 이 중에서 바이오 의료 분야는 다시 의약바이오 1, 산업바이오 2, 바이오공정/기기 3, 치료기기 및 진단기기 4, 기능복원/보조 및 복지기기 5, 의료정보 및 시스템 6 의 6개 중분류로 나누어 지며, 이 중 의료기기에 해당되는 분야는 치료기기 및 진단기기 4, 기능복원/보조 및 복지기기 5, 의료정보 및 시스템 6 으로 볼 수 있음 [표 1-3] 바이오 의료 분야 중 의료기기 관련기술분류 중분류 치료기기 및 진단기기(16개) 기능복원/보조 및 복지기기(10개) 의료정보 및 시스템(6개) 소분류 중재적 치료기기, 방사선 치료기, 수술용 치료기기, 수술용 로봇, 한방용 치료기기, 기타 치료기기, 임상화학 및 생물 분석기기, 한방용 진단기기, 생체신호 측정/진단기기, 분자 유전 진단기기, 초음파 진단기기, X - ray 및 CT, MRI, 핵의학 및 분자 영상 진단기기, 지능형 판독시스템, 기타 치료 및 진단기기 신체 기능 복원기기, 임플란트, 전자기계식 인공장기, 생체재료, 의료용 소재, 재활훈련기기, 이동지원기기, 생활지원기기 및 시스템, 인지/감각 기능 지원기기, 기타 기능복원/보조 및 복지기기 한의정보 표준시스템, 원격 및 재택 의료기기, 의료정보표준화, U - EHR(electronic health record), 병원의료정보 시스템 및 설비, 기타 의료 정보 및 시스템 * 출처 : 지식경제부 고시 제2010-71호 (2010.04.01), 지식경제 기술혁신사업 공통운영요령 법적/제도적 배경 재활의료기기는 품목에 따라 의료기기법, 품질경영 및 공산품안전관리법, 장애인복지법, 의료기기 제조 및 품질관리 관련 제도 등에 의해 품질관리를 받고 있음 의료기기로 분류되는 복지용구인 휠체어, 전동휠체어, 휠체어 리프트, 스쿠터, 욕창방지방석, 욕창방지 매트리스 등은 의료기기법에 의해 품질관리를 받아야 하지만 대부분 기준규격이 정해져 있지 않고, 휠체어, 전동휠체어, 휠체어 리프트 등은 의무사항이 아닌 권고사항인 산업표준(KS)만이 정해져 있음 품질경영 및 공산품 안전관리법의 안전검사대상공산품에 속할 수 있는 복지용구 품목은 보행기이나, 기준규격이 유아용 보행기에 맞추어져 있어 노인용 보행기의 품질관리에는 적용될 수 없고 품질경영 및 공산품 안전관리 법에 규정된 공산품은 산업일반에 관한 내용이어서 복지용구 품목이 안전검사대상공산품인지를 판단하기에 모호함. 이렇듯 품질관리 품목이 모호하거나, 표준규격이 없고, 품질관리가 의무사항이 아닌 권고사항으로만 되어 있는 경우도 많아 복지용구 품질관리 규정을 좀더 강화할 필요가 있음 고령친화산업진흥법은 복지용구를 포함한 고령친화제품 관련산업 활성화를 위하여 제정되어(2006.12.28), 2007.06.29부터 시행 중임 주요 내용은 고령친화산업의 연구개발 장려, 표준화 촉진, 우수 고령친화제품(서비스) 및 사업자의 표시, 지정, 고령친화산업지원센터 설립, 지정, 사업자단체 활성화, 고령친화산업 분야의 전문인력 양성, 국제협력 강화 및 해외진출 촉진, 고령자의 안전 및 보호, 권익증진 등으로 복지용구 및 고령친화제품 및 서비스 산업 진흥을 위한 포괄적인 내용임 한국산업기술평가관리원 37
PD ISSUE REPORT May 2012 VOL 12-4 2. 산업전망 세계 주요 시장 규모 및 현황 11년 세계 의료기기 시장은 2,495억 불의 규모이며, 각 분야별로 살펴보면 의료장치(medical equipment)시장이 1,222억 불로 가장 큰 것을 알 수 있음. 물론 이러한 의료장치 내에는 전자의료용품(170억 불), 카테타(188억 불), 치과기구(35억 불), 수술기구(321억 불), 안과기구(23억 불)를 포함하고 있음 대표적인 재활의료기기인 휠체어, 콘택트 렌즈, 치료기기, 정형외과 및 의지 보철물의 세계시장 규모는 총 800억 불로, 전체 의료기기 시장의 약 32%를 차지 하고 있음 [표 1-4] 제품군별 세계 의료기기 시장규모(2009-2014년) (단위 : 억 불) 구분 2009년 2010년 2011년 2012년 2013년 2014년 Bandages&other medical supplies 159.6 166 172.7 179.6 186.7 194.2 Medical X - ray film 23.4 23.3 23.2 23.0 22.9 22.8 Rubber surgical gloves 16 15.9 15.9 15.8 15.8 15.8 Medical, surgical, laboratory sterilisers 10.1 10.6 11 11.4 11.9 12.4 Wheelchairs 18.7 20 21.3 22.7 24.2 25.8 Contact lenses 61.9 67.8 74.2 81.2 88.9 97.4 Medical equipment 1,122 1,169 1,222 1296 1363 1395 Therapy apparatus 99.5 106.4 113.8 121.6 130.0 139.0 Orthopaedic/prosthetic goods 501.3 544.4 591.6 642.4 697.7 757.7 X - ray apparatus 197.5 205.8 214.7 223.7 233.1 242.9 Medical furniture 31.3 32.8 34.3 35.8 37.5 39.2 Total 2,241 2,362 2,495 2,653 2,813 2,943 * 출처 : Espicom, Medical Market Futures to 2011, 2007.01 [2012-2014년 연평균 성장률로 유추] [표 1-5] 2011년 주요 재활의료기기 분야별 세계시장 규모 (단위 : 억 불) 재활의료기기 분야별 세계시장 시장규모 백분율(%) WHEELCHAIRS 21.3 0.8 CONTACT LENSES 74.2 3 THERAPY APPARATUS 113.8 4.56 ORTHOPEDIC & PROSTHETIC APPLIANCES 591.6 23.7 합계 800.9 32.06 의료기기 전체 규모 2,495 38 한국산업기술평가관리원
ISSUE 1 재활의료기기 기술 동향 및 전망 국내 재활의료기기 생산 규모 09년 국내 재활의료기기의 생산 규모를 살펴보면 전체 생산 의료기기 2조 7,642억 원의 약 25.8%인 7,143억 원 정도였음 품목별로 보면, 혈압계가 전체 재활의료기기의 생산의 34%인 2,649억 원 정도였음 시력보정용 렌즈가 전체 재활 의료기기 생산의 8.8%로 2,488억 원정도로 커졌다. 그 다음으로 정형용품(2.9%, 734억 원), 이외에 보청기나 휠체어는 실제 생산에 대한 정확한 통계가 잡히지 않고 있으나 약 200억 원 정도로 보이나 실제는 600억 원 이상 생산되고 있음 [표 1-6] 국내 재활의료기기 주요 생산품목 현황 (단위 : 백만 원) 품목군 분류번호명 2008년 2009년 생산액 비중 생산액 비중 26 시력보정용렌즈 222,629 8.8 248,864 9.0 27 보청기 27,875 1.1 28,366 1.0 9 혈압계 240,962 9.5 264,932 9.6 12 휠체어 15,498 0.6 19,939 0.7 24 정형용기기 28,527 1.1 25,777 0.9 29 의료용자기발생기 4,112 0.2 3,344 0.1 33 정형용품 73,419 2.9 78,846 2.9 34 인체조직또는기능대치품 3,547 0.1 12,479 0.5 35 부목 27,299 1.1 31,808 1.2 합계 643,868 25.4 714,355 25.9 의료기기 전체생산액 2,525,203-2,764,261 - 비율(합계/의료기기전체생산액)(%) 25.5-25.8 - * 출처 : 한국의료기기산업협회, 의료기기 생산 및 수출, 수입, 수리실적 보고 자료, 각 연도 이러한 생산량을 바탕으로 해외로 수출되는 재활의료기기를 살펴보면, 시력보정용렌즈가 1,217만 불로 전체 재활 의료기기 생산의 30%가 수출되고 있음. 혈압계 (1500만 불), 정형용품, 휠체어, 보청기, 인공호흡기 순으로 수출되고 있음 한국산업기술평가관리원 39
PD ISSUE REPORT May 2012 VOL 12-4 [표 1-7] 재활 의료기기 주요 수출실적 (단위 : 천 달러) 품목군 분류번호명 2008년 2009년 수출액 비중 수출액 비중 26 시력보정용 렌즈 97,499 8.6 121,712 10.2 27 보청기 271 0.0 201 0.0 9 혈압계 141,387 12.5 150,767 12.7 12 휠체어 1,014 0.1 806 0.1 24 정형용기기 2,728 0.2 3,102 0.3 29 의료용자기발생기 1,283 0.1 1,371 0.1 33 정형용품 30,967 2.7 33,139 2.8 34 인체조직 또는 기능대치품 2,145 0.2 23,414 2.0 35 부목 9,859 0.9 10,577 0.9 합계 287,153 25.4 345,089 29.0 의료기기 전체수출액 1,132,005-1,190,087 - 비율(합계/의료기기전체수출액)(%) 25.4-29 - 이와 반대로 국내로 수입되는 재활의료기기를 살펴보면, 수출과 마찬가지로 시력보정용 렌즈가 전체 의료기기의 수입의 약 5.1%(11,018천 불)로 가장 크며, 그 다음으로 기능대치품(7,325천 불, 3.5%), 정형용기기 등의 순으로 수입되고 있음 전체 수입량도 08년 의료기기 전체수입액 212,307천 불에서 56,078천 불로 약 26.4%정도의 수입량을 차지하였음 [표 1-8] 재활 의료기기 주요 수입실적 (단위 : 천 달러) 2008년 품목군 분류번호명 수출액 비중(%) 26 시력보정용 렌즈 11,018 5.1 27 보청기 353.2 0.2 9 혈압계 2,831.1 1.3 12 휠체어 1,563.6 0.7 24 정형용기기 5,197.2 2.5 33 정형용품 27,501.3 13 34 인체조직 또는기능대치품 7,325.8 3.5 35 부목 288 0.1 합계 56,078.2 26.4 의료기기 전체수입액 212,307 - 비율(합계/의료기기전체수입액)(%) 26.4-40 한국산업기술평가관리원
ISSUE 1 재활의료기기 기술 동향 및 전망 3. 기술동향 재활의료기기 기술의 범위 재활의료기기는 크게 이동 및 생활지원 기기와 신체기능 복원을 위한 대체 및 치료 기술로 나누어짐 제품화, 상품화가 가능한 기술 개발은 정부 주도가 아닌 민간의 시장경제 원리에만 맡겨도 충분한 발전 가능성이 있으나, 공공 부문의 기반 기술에 해당하는 재활의료 기술은 민간의 노력만으로는 높은 발전을 기대하기 매우 어려움 이러한 중요성으로 인해 선진국에서는 국가주도의 대규모 연구개발 사업이 진행되고 있으며, 미국은 NIH를 중심으로, 일본은 후생노동성이 중심이 되어 관련 연구비를 지원하고 있음 [표 1-9] 재활의료기기 기술범위 대분류 중분류 소분류 핵심기술 기술범위 재활 의료 기기 이동 및 생활지원 기기 이동지원 기기 생활지원 기기 고령자 인지감각기능 지원기기 첨단전동 휠체어 기술 근력보조 슈트 기술 생활영역 간 자율주행 지원기술 통합가정간병기술 일상생활보조지원기술 작업기기 조작편의성 향상기술 장애인 스마트 홈 관련기술 뇌파를 이용한 치매 조기진단 및 예방기술 치매노인용 기억보조장치 기술 극저시력 보조 및 훈련기술 전동, 전기로 구동되는 노약자 및 장애인용 이동수단 및 휠체어 포함 근력보조를 위한 외골격 근육 슈트 포함 환자를 위해 근거리 이동 경로를 저장하여 자율 주행하는 횔체어 및 이동 수단 포함 욕창예방 제품, 인공호흡장치, 배변처리장치, 배뇨처리장치, 간병로봇, 목욕침대, 환자감시장치 등이 포함 생활보조 이송장치, 리프트, 호이스트, 기립지원장치, 틸팅의자, 의자용 리프트, 치매노인 배회감시장치 등이 포함 작업지원의자, 장애인 운전보조장치, 작업훈련기구, 작업치료훈련시스템 등이 포함 홈 오토메이션, 주차제어, 원격제어, 가정용 로봇, 유비쿼터스 환경에 관한 기술 포함 뇌질환, 알츠하이머, 노인성치매, 초로기치매, 퇴행성뇌질환, 파킨슨 등으로 야기된 감각 기능의 복원을 위한 기술 포함 치매노인을 위한 기억보조장치 기술 포함 극저시력 보조 및 훈련기술 신체 기능 복원 기기 Bionic - Limb 재활훈련 기기 Bionic Hand, Artificial Arm, Power leg 기술 생체이식형 신경신호 센싱 기술 전자기자극기 지능형 wearable 재활훈련 시스템 단순 인공관절을 제외하고, 전동, 모터 등에 의해 구동되는 관절, 의족, 수족 포함 생체에 이식되거나 삽입되어 신경신호를 센싱하는 이식형 신경신호 디텍터가 포함 마비환자, 근력보조, 재활에 목적이 있는 체외 및 체내형 전기, 자극기가 포함 재활 및 보행 보조를 위하여 의복형태의 착용 가능한 재활 훈련 시스템이 포함 가상현실기반 재활치료 시스템 가상현실을 통해 재활 치료를 목적으로 하는 시스템이 포함 * 출처 : 고령친화 재활시스템분야 특허동향 (특허청, 2008) 한국산업기술평가관리원 41
PD ISSUE REPORT May 2012 VOL 12-4 이동지원기기 기술 동향 [표 1-9]를 참조하면 이동지원기기는 핵심기술로써 첨단전동 휠체어 기술, 생활영역 간 자율주행 지원기술 및 근력 보조 슈트 기술을 포함함 첨단 전동휠체어 기술 동향 - 첨단전동 휠체어 기술에는 전동, 전기로 구동되는 노약자 및 장애인용 이동수단 및 휠체어임 - 이동성의 barrier - free 구현을 위해 큰 휠을 사용하거나, 많은 휠을 사용하는 방법과 캐터필러를 사용하는 휠체어 등이 상용화 되었거나 연구되고 있음 - 미국 Tank Chair사의 Tank Chair는 캐터필러(caterpillar)를 사용하는 전천후 휠체어로 실외상황 어디나 구동이 가능하며, 진흙, 눈길, 모래 등의 모든 off - road에서 이동이 가능하고 45 의 경사까지 등반 가능하며 계단을 오르기 위한 기능을 추가로 개발하고 있음 [그림 1-3] TankChair사의 Thank Chair - Trac About사의 IRV 2000은 캐터필러(caterpillar)를 사용하는 휠체어로 4계절 운용이 가능하고 1회 충전으로 12 mile 이동이 가능하며 높이가 100 mm 미만인 모든 지형을 극복할 수 있는 휠체어임 - Kemcare 사의 6 6EXPLORE는 6 - wheel drive를 이용하는 휠체어로 off - road 이동을 위한 다양한 옵션이 있음 [그림 1-4] Kemcare 사의 6 6EXPLORE 42 한국산업기술평가관리원
ISSUE 1 재활의료기기 기술 동향 및 전망 - ibot은 일반적인 전동휠체어와 유사한 크기로 균형제어가 가능하며 계단승강이 가능한 4륜구동 휠체어로써 기술성이 돋보이는 이동장치임. 크기가 같은 네 개의 바퀴가 달려 있으며 센서와 자리오스코프를 사용하고 회전식 바퀴를 이용하여 바퀴 두 개씩이 오르락내리락하면서 계단을 더듬어 나감. 또한, 두 바퀴로 멈춰 서서 높이를 올려주는 기능이 가능하고 4륜구동으로 풀밭이나 언덕길 등에서도 이동이 가능함 [그림 1-5] Independence Tech.사의 ibot - 이동성을 위한 barrier - free 구현을 위해 로봇기술 분야에서도 사람을 태우고 이동이 가능한 이동장치의 연구가 시도 됨. 와세다대학의 Biped walking robot인 WL - 16RⅡ는 사람을 태우고 걷기가 가능한 로봇으로써 평지뿐만 아니라 스스로 균형을 잡고 계단을 오르내리며 발과 유사한 센서 기능을 이용하여 바닥과 base 간의 힘을 측정 하고 부하의 무게를 감지하여 base에서 균형을 유지함 다리 달린 의자와 같은 이 로봇은 사용자의 선호에 따라 탑승 높이를 조절할 수 있음 속도를 개선하고 무거운 부하를 견디는 연구가 진행 중임 [그림 1-6] 와세다대학의 WL-16RⅡ - e - motion은 안전성과 기술을 결합한 초경량 수 전동 휠체어로써 접기가 가능하여 휴대성이 뛰어나며 수동 및 전동휠체어로 사용 가능하고 다양한 크기의 휠을 적용할 수 있으며 급속 충전기를 이용하여 충전시간 최소함 - 재활공학연구소는 전동 및 수 전동 휠체어에 장착하는 구동부를 일체형으로 구성함으로써 중량 및 크기를 최소화 하였음. 일체형 구동부의 구조는 휠체어 본체에서의 분리 및 조립이 용이하여 기존의 전동 및 수 전동 휠체어의 승용차 탑재 및 이송이 가능하여 장애인들이 승용차를 이용하여 전동형 휠체어를 탑재하고 원하는 위치에서 휠체어를 이용하는 것이 가능함 한국산업기술평가관리원 43
PD ISSUE REPORT May 2012 VOL 12-4 [그림 1-7] 초경량전동 휠체어 (a) e - motion(독일의 알버사) (b) Korec(재활공학연구소) - 전통적인 휠체어는 사용자가 앉은 상태에만 이동이 가능한 보조장치였으나 최근 마비환자나 거동이 불편한 노약자를 위해 복잡한 동작이 가능한 여러 형태의 휠체어들이 연구 개발되고 있음 - Chairman은 recline, sear raise, tilt 등 복잡한 동작이 가능한 seating system을 구비하여 사용자의 편의를 높임 [그림 1-8] Permobile사의 Chairman 자율주행 지원기술 - 생활영역 간 자율주행 지원기술에는 환자를 위해 근거리 이동 경로를 저장하여 자율 주행하는 횔체어 및 IT 융합형 이동 수단이 포함됨 - Navigation system이 장착된 휠체어는 전동휠체어를 사용할 수 없는 신체장애인을 위해 연구되어왔으나 최근 IT 기술의 급격한 발전은 시장진입이 가능한 제품으로 가능성을 보여주고 있음 - NavChair는 전동휠체어를 조작할 수 없는 장애인들의 이동성을 개선하기 위해 개발되었고 센서를 사용하여 충돌을 방지하고 복잡한 환경에서 안전하게 운전이 가능한 시스템임 로봇 기술인 Vector Field Histogram(VFH) 방식의 장애물 회피 방식을 휠체어에 채택하여 사용자의 명령을 안전하게 수행함 44 한국산업기술평가관리원
ISSUE 1 재활의료기기 기술 동향 및 전망 - Thought - controlled wheelchair는 생각으로 조종이 가능한 휠체어로 말할 수 없는 사람의 생각을 읽어서 음성 으로 변환하는 기술을 기반으로 목걸이처럼 생긴 센서를 이용하여 생각을 읽어냄. 생각을 말로 표현해주는 Audeo 기술을 응용하였음 [그림 1-9] 장애물회피 자율이동 휠체어 - 일본의 Advanced Industrial Science&Technology에서는 36대의 카메라를 이용한 인공지능으로 자율이동 가능한 휠체어를 개발함 [그림 1-10] 인공지능 자율이동 휠체어 - 한국전자통신연구원(ETRI)에서 손발을 사용하지 못하는 중증장애인이 휠체어를 조작할 수 있도록 하는 시스템을 개발함. 헤드밴드 형태의 측정시스템을 통해 사용자가 어금니 물기를 수행할 때 이마 관자놀이 부근에서 발생되는 근전위 신호를 수신하여 휠체어를 움직이는 기술임. 휠체어가 멈춘 상태에서 좌 또는 우측 이물기를 수행하여 휠체어를 운전자 중심으로 좌 또는 우측 방향으로 회전시킬 수 있으며 또한, 뇌파를 이용해 휠체어를 움직이는 기술을 개발하는데 성공함 한국산업기술평가관리원 45
PD ISSUE REPORT May 2012 VOL 12-4 [그림 1-11] ETRI에서 개발한 근전위 및 뇌파기반의 휠체어 구동기술 - 동의대학교에서는 인체의 서로 다른 두 근육의 근전신호로 사용자의 의도를 인식하고 휠체어 방향제어 명령을 생성하는 근전도 측정모듈과 상기 근전도 측정모듈로부터 입력된 제어 명령에 의해 휠체어의 방향 및 속도를 제어하는 휠체어 제어모듈을 개발하였음. MR. HURI는 기존 연구와 다르게 어깨올림. 근육(Levator scapulae muscle, LSM)의 EMG 신호 인터페이스 및 음성신호를 선택하여 이용하여 주행하며 장애물 회비 자율이동 기능을 가지고 있음 [그림 1-12] HCI를 이용한 지능휠체어 제어 근력보조슈트 기술 - 국내 외 적으로 척수손상 마비환자를 위한 로봇형 보행보조장치 개발 및 실용화 연구가 활발히 수행하고 있음 - 손상된 근골격 기능으로 인해 걷기 및 달리기와 같은 유산소 운동이 불가능한 마비 장애인에게 보행보조기와 같은 동력보행 재활보조장치를 제공하여 불가능했던 보행 운동이 가능하며 순환 및 운동기능 개선 등 건강증진 효과를 임상적으로 확인됨 - 최근 이스라엘의 Rewalk를 이용하여 하반신 마비환자가 로봇 슈트를 착용하고 마라톤을 완주한 사례가 발표되는 등 활발한 상용화가 진행중임 46 한국산업기술평가관리원
ISSUE 1 재활의료기기 기술 동향 및 전망 [표 1-10] 상용화된 마비환자용 근력보조슈트 모델명 ReWalk Rex elegs 발표시기 2007년 11월 2010년 7월 2010년 10월 모델 출처 http://www.argomedtec.com/ http://www.rexbionics.com/ http://berkeleybionics.com/ - 일본의 혼다는 근력이 약해진 노약자나 보행 장애가 있는 사람들을 위한 시험용 보행 보조기구를 개발함 보조 기구는 엉덩이의 각 도를 감지하는 센서로부터 획득된 정보를 바탕으로 조합제어장치가 작동하고, 모터들은 제어 CPU로부터 받은 명령을 바탕으로 제어됨 [그림 1-13] 고령자용 근력보조슈트 - 국내의 경우 한양대, 서강대, 재활공학연구소를 중심으로 근력보조 슈트 기술을 개발하고 있으며, 장애인이나 노약자를 위한 보조장치는 다수 개발되었으나 상용화된 바 없음. 현재 국내 관련기술의 개발이 확보되어 있으며, 기반기술을 이용한 기술 융합으로 새로운 운동보조기의 성공 가능성은 매우 높음 한국산업기술평가관리원 47
PD ISSUE REPORT May 2012 VOL 12-4 [그림 1-14] 국내의 근력보조슈트 보행보조로봇(서강대) PGO-II(재활공학연구소) 생활지원기기 생활지원기기는 핵심기술로서 통합가정간병기술, 일상생활보조지원기술, 작업기기 조작편의성 향상기술 및 장애인 스마트 홈 관련기술을 포함하며 통합가정간병기술에는 욕창예방 제품, 인공호흡장치, 배변처리장치, 배뇨처리장치, 간병로봇, 목욕침대, 환자감시장치 등을 포함 함 일상생활보조지원기술에는 생활보조 이송장치, 리프트, 호이스트, 기립지원장치, 틸팅의자, 의자용 리프트, 치매노인 배회감시장치 등이 포함되며, 작업기기 조작편의성 향상기술에는 작업지원의자, 장애인 운전보조장치, 작업훈련 기구, 작업치료훈련시스템 등이 포함됨 장애인 스마트 홈 관련기술에는 홈 오토메이션, 주차제어, 원격제어, 가정용 로봇, 유비쿼터스 환경에 관한 기술이 포함 됨 [그림 1-15] 일상생활보조지원 기술 vision Heartbeat Temperature Breath Body Area Network Handle Light Network Profiling Gateway Central Controller Vehicle Area Network Brake Accelerator Home Area Network Security Emergency Detection Location System Heating&Cooling Lighting 48 한국산업기술평가관리원
ISSUE 1 재활의료기기 기술 동향 및 전망 국내는 고령자를 위한 일상생활 지원 기기의 제품 및 시장에 관심을 갖기 시작한지 오래되지 않았으며, 현재 기초 기술을 개발하는 단계임. 주로 외국의 제품을 수입하여 판매하고 있음 국내의 이송장치 관련 기술개발 현황은 장애인 또는 고령자를 위한 단순한 이동성을 제공하는 일반 기기가 대부분임 [표 1-11] 국내 이송장치 기술개발 현황 기술명 개발 단계 개발 내용 개발 주체 - 장애인, 노인 복지용품 연구개발 LSS Co. Mobility 상용화 - 장애인, 노인용 주택개조 SDAID Co. - 휠체어리프트차량 창림정공(주) - 휠체어 리프트 재활공학연구소 - 장애인용리프트 재활공학연구소 리프트 상용화 - 장애인용수직리프트 재활공학연구소 - 장애인용 차량리프트 재활공학연구소 IT 기술을 기반으로 작업기기 조작 편의성 향상을 위한 여러 연구가 국내에서 진행되고 있으며, 재활공학연구소에서 는 다기능 Seating system을 갖춘 IT 휠체어를 개발하였는데 이 휠체어는 시트 - 팔걸이 높이조절 기능, 눕기, 기립 등 틸팅/리크라이닝 기능 등의 Seating system을 갖추었고 또한, PC 기반의 사무환경 통합 인터페이스를 제공하고 있음 한국산업기술평가관리원 49
PD ISSUE REPORT May 2012 VOL 12-4 [그림 1-16] 휠체어 사무환경 통합 장치 가정 간병기술로써 장시간 누워있거나 앉아있는 노인 및 장애인의 혈액순환 장애로인한 괴사인 욕창을 예방하기 위한 욕창예방 시트쿠션, 욕창예방 매트리스가 있으며, 접촉압력을 측정하여 압력을 제어. 압력측정센서로 감지하여 접촉압력 분포가 최적상태로 유지할 수 있도록 능동적 제어하는 시트 쿠션이 기술은 개발되어 있지만 일반적으로는 공적보험 지급품목인 공기격자형 방석 및 매트리스를 많이 사용함 [그림 1-17] 지능형 욕창예방 시트쿠션 50 한국산업기술평가관리원
ISSUE 1 재활의료기기 기술 동향 및 전망 스마트 변기 관련 기술 동향은 일본과 한국이 활발하게 연구개발 되는 품목임 [표 1-11] 국내 스마트변기 기술개발 현황 제품명 단계 특성 비고 TOTO (일본) 상용화 비데 부착형 변기를 의자형으로 개발 사용자는 반드시 좌변기로 이동 배변기로의 이동보조가 필요 탈취 문제 자동이동 불가 기립자세 불가 BedWell - 21 (Maruni, 일본) 상용화 침대에 배설용 구멍을 내어 개발 여러 개의 컵을 회전하는 순환처리방식 누변 및 탈취에 대한 문제점 자동이동 불가 기립자세 불가 틸팅 가능 SkatClean (Paramount, 일본) 상용화 소변 자동처리기로 개발 대변처리를 위한 별도 장치 필요 대변처리는 일괄 처리가 제한적 소변기로 배변처리에는 용량이 제한적 자동이동 불가 기립자세 불가 포터블 처리형 Fitlet (Niles, 일본) 상용화 이동형 자동 배설 처리기로 개발 팬티형 배설 유닛과 처리 장치로 구성 광센서를 이용하여 배설 자동 검출 대소변의 구별 없이 배설물 검출 비데를 작용하여 온수 및 건조 변비로 인한 배변 분쇄에 제한적 밀폐에 의한 접촉부 발진 및 피부염발생 자동이동 불가 기립자세 불가 고령자 일상 활동 분석 및 간병 지원을 위한 모바일 기기 동향 - NerdTown 사에서는 일상 데이터의 수시 입력을 위한 모바일 기기의 예로, 식사, 수면, 배변 등 아기의 주요 활동을 부모가 스마트폰(아이폰)에 입력하여 시간별, 일별, 월별 통계 분석을 그래픽, 차트 형식으로 표시해주고 규칙적인 생활 리듬이 유지되도록 하고 지체 시 알람기능 및 서버 전송의 기능을 갖는 모바일 기반 응용 프로그램이 상용화 된 바 있음 - One hand usability 편의성 제공, 여러 명의 베이비 동시 관리기능 한국산업기술평가관리원 51
PD ISSUE REPORT May 2012 VOL 12-4 [그림 1-18] 스마트폰 기반의 베이비 활동 로거 - 고령자용 제품과 서비스는 속성상 유아용의 그것과 유사한 면이 있어 고령자용 모바일 데이터 로거의 가능성을 충분히 보여주는 사례임 - 아직 고령자용의 이와 비슷한 개념의 모바일 제품은 개발된 바 없으며, 이를 위해서는 임상적 가치와 활용성을 높이기 위해 고령자의 특성을 면밀히 고려한 주요 활동의 정의, 분석 방법, 인터페이스 개선에 관한 전문적인 연구가 필요함 Microsoft에서는 Edith Cowan 대학과 공동으로 윈도우 모바일 스마트폰에서 동작하는 휴대폰을 이용해 원격으로 환자의 심박 데이터를 모니터링, 관리 시스템을 개발함 [그림 1-19] 휴대폰을 이용한 가정용 원격 도플러 심박 모니터링 시스템 [Client-side using a smart phone] [Server-side at Hospital] Smart phone Mobile GPRS Network Web Server App Receive data, Perform Post-Processing Clinical Web program Dopplor Ultrasound Device Storing data Into DB SQL Database Send the Final Notificathe tion To patient 인포피아의 당뇨폰 - LG전자와 헬스피아와 공동으로 개발하여 04년 최초 시판 - 측정된 데이터를 병원으로 전달하여 개인적인 관리가 가능 - 신형모델과의 호환이 불가능 하여 현재 시장의 진입이 어려움 52 한국산업기술평가관리원
ISSUE 1 재활의료기기 기술 동향 및 전망 [그림 1-20] 인포피아의 당뇨폰 전자통신연구원에서는 허리에 착용한 센서가 낙상 등 노인의 위급상황을 감지해 휴대전화로 신호를 보내면 서버로 정보가 전송되고, 서버는 가족의 휴대전화와 응급센터로 사고정보 위치정보 등을 보내는 기능을 가진 낙상폰 기술을 개발함 신체기능 복원기기 Bionic - Limb 기술은 선천적 또는 후천적 장애에 의해 상실된 손 또는 다리의 기능을 복원하기 위한 기술로써 상지 절단장애인을 위한 근전전동의수, 하지절단장애인을 위한 인공지능의지 개발기술로 구분됨 - 근전전동의수는 상지절단 장애인의 손기능을 복원하기 위한 재활 보조장치로써 동작을 위해 스위치와 같은 부가 장치 없이 절단부의 잔존근육으로부터 발생되는 근전신호를 이용하여 다양한 종류의 파지기능을 구현함 - 인공지능의지는 하지절단 장애인의 다리지능을 복원하기 위한 재활보조장치로써 소켓, 슬관절, 발목 및 인공발로 구성되어, 정상 보행 뿐 아니라 계단보행이 가능 [그림 1-21] 절단장애인용 기능복원기술 한국산업기술평가관리원 53
PD ISSUE REPORT May 2012 VOL 12-4 - 생체신호 제어형 Bionic - limb 시스템 기술은 독일(Otto Bock), 영국(Ossur), 영국(Endolite)이 2차 세계대전 이후 부터 의지 시스템에 집중 투자로 기술 선진국으로 자리잡고 있음 - 독일은 98년까지도 인공지능의지의 개발에 뛰어 들지 않았으나, 00년대 이후 보다 상위의 기능으로 개선된 환경 균형 시스템(Environmental Balance System)이라는 입각기제어 기능의 신개념 의지와 체중부하에 따른 무릎 잠금 및 해제 장치를 가진 의지(3R90, 92)를 판매하고 있음 - 영국의 의지 생산 업체로는 Ossur사 Total Knee 시리즈 형태로 개발하여 유아용 및 성인용으로(Tatal Knee Series) 개발하여 이를 제품화 하였음 - 최근 Ossur Bionic사에서는 제품의 고기능의 대퇴 및 하퇴의지 개발 등 기능 및 소재의 고급화를 추구하는 연구 개발을 수행하여 이를 제품화하였음 - 일본은 이미 26년 전에 재활기기 전문 연구개발 기능의 노재 Rehabilitation 공학센터 를 설립, 민간업체인 이마센기술연구소와 협동하여 Lapoc System 란 일본인의 체형 및 생활 패턴에 맞는 의지 부품들을 개발하여 자체생산, 공급하고 있으며 게이아이사, 다까기사 등에서도 의지에 대한 활발한 연구개발이 수행 중임 - 아시아 권역에서는 일본과 더불어 대만이 이 분야 산업의 발전에 상당한 개발노력을 기울이고 있어 대만 기업에서 독일의 OttoBock과 대단히 유사한 모듈라 시스템을 생산하여 우리나라에도 수출되고 있음 [그림 1-22] 첨단 로봇형 Bionic Limb - 국내의 경우 재활공학연구소에서 개발된 생체신호제어형 근전 전동의수, 인공지능 의족이 상용화되어 공급되고 있으나 다양한 동작 활동을 위한 다자유도 기능성 의지/보조기에 대한 수요가 증가하고 있음 - 기능성을 요구하는 다축 관절장치 및 유압을 이용한 관절장치 등은 아직 제품화하지 못하였으며, 유압실린더를 정밀 제어하는 관절장치의 개발이 필요함 - 한국인의 생활방식인 실내에서 맨발로 생활하고 실외에서는 신발을 신고 생활하는 패턴으로 의족을 착용하면 신발굽 높이 차이 때문에 하지절단 장애인에게 적합한 인공발 선택의 폭이 넓지 않음. 발사이즈의 다양화와 체중 등급별 고기능성 인공발 개발이 필요함 54 한국산업기술평가관리원
ISSUE 1 재활의료기기 기술 동향 및 전망 [그림 1-23] 국내 생체신호 제어형 Bionic Limb 재활훈련기기 뇌병변 재활훈련기기는 Hocoma(스위스), SouthHealt(미국) 등이 보행훈련기 원천기술을 보유하고있으며, 상지 재활 치료 훈련기는 Hocoma사 등에서 상품화 되었고, 다양한 방식의 연구가 진행되고 있다. 보행 훈련기 메커니즘에 대한 원천 기술 확보가 요구되며 가상현실 뇌병변 치료훈련기술은 기초 연구단계임 노약자나 장애인들을 위한 맞춤형 재활 훈련 기술은 재활을 돕는 재활로봇과 일상생활을 돕는 보조로봇에 가상 환경을 접목시켜 재활훈련을 받는 환자에게 동기부여를 시키고 일상생활을 기능적으로 반복하여 치료효과를 높이는 기술임 재활을 위한 맞춤형 재활훈련은 고부가가치 산업으로 선진국의 여러 회사 및 대학, 연구소에서 개발 중임 스위스의 Hocoma 社 에서는 상지 재활용 로봇 Armeo와 하지 재활용 로봇 Lokomat에 야외 보행, 축구, 등 환자의 인지능력에 따라 치료강도나 난이도를 조절하는 소프트웨어를 보유하고 있음 [그림 1-24] 재활훈련 소프트웨어(Hocomma 社 ) 한국산업기술평가관리원 55
PD ISSUE REPORT May 2012 VOL 12-4 국내의 재활훈련 프로그램은 생체신호를 이용한 게임기 등 단순 콘텐츠로 선진국의 재활훈련프로그램과 같이 훈련 시스템을 갖추고 있지 않음 의사 처방에 따라 등속성 운동기를 이용한 근력운동이 대부분이며 (주)피앤에스미캐닉스는 국내 최초 보행훈련기기 (WALKBOT) 개발하여 전시 및 상용화에 성공하였으나 가상훈련 컨텐츠는 보유하고 있지 않음 재활공학연구소는 로봇보행기 및 이를 착용하고 보행훈련치료를 받는 장애인의 하네스의 부하제어장치를 개발하였음 (주)피앤에스미캐닉스는 보행훈련기기(WALKBOT) 개발하여 상용화에 성공하였음 [그림 1-25] 국내 재활훈련시스템 삽입형 전기자극기는 선진국을 중심으로 상용제품이 개발되어 있으나, 상용제품으로 적용된 경우는 많지 않고 기초 연구 혹은 초기 제품화 단계로써 시장이 성숙되지 않았고 선도기업의 시장 장악력이 미약하므로, 차별화된 특허 출원과 메커니즘 개발을 통해 세계적인 제품개발이 가능함 중추신경계 손상으로 인한 마비환자에서 기능적 전기자극법(FES)을 사용하여 보행동작을 보조하거나 마비근의 재활 목적으로 활용함 최근 재활훈련 치료기기 효율성을 증진시키기 위하여 FES 기술의 활용을 시도하고 있으나, 보행보조기와 FES를 병용한 체내, 체외 장치는 실험단계 수준임 [그림 1-26] 신경보철과 반도체 미세전극 56 한국산업기술평가관리원
ISSUE 1 재활의료기기 기술 동향 및 전망 4. 전망 및 정책제언 재활의료기기 전망 재활 의료기기는 신소재, IT, BT, NT 및 의학기술이 융합되는 첨단 기술로써 향후 메가트랜드는 인간 - 기계 통합 (Man - Machine Integration : MMI)을 통한 초소형, 이식형, 무구속, 고기능화이며, 이식형 고자유도 MMI 근골격계 기능 복원 Bionic 기술과 노인, 장애인, 환자 등 기능 약자의 이동지원을 위한 Barrier - free 첨단 이동지원기기 기술 등을 포함하고 있음 최근의 NT, MEMS 등 소형화 기술의 발전에 따라 체내 삽입용 전극 센서를 사용하는 수술기법을 이용하여 신경과 직접 연결하며 근육이 기능하게 함으로 사용자의 자각 없이 기능하는 이식형 임프란트 센서 근골격 복원 기술로 발전할 것임 기존의 기계중심의 저자유도 근골격 기능 대체기술이 생체모방형의 고자유도 기능대체기술로, 메카트로닉스 중심의 기능 재활기술은 IT, BT, NT와 의학기술이 융합되는 생체모방형 바이오닉 기술로 발전하고 있음 재활치료 및 훈련 기기들도 고자유도 치료기기로 발전하고 있으며, 생체 피드백을 위한 높은 정밀도의 생체신호 계측은 생체신호 계측이 가능한 체내 삽입형 전극 및 센서를 사용하는 치료/훈련기술로 발전하고 있음 이동 및 생활 지원기기들은 지능화, 첨단화 되고 있으며, 환자 본인과 수발자의 기능을 보조 및 대체하는 기술로 발전하고 있음 병원, 가정과 공공시설 문턱, 계단 등의 장애 공간을 극복할 수 있는 이동 및 생활지원기기들은 노인, 장애인 등 소외계층의 보다 넓은 사회 참여와 활동범위의 확대에 기여할 것임 정책 제언 재활의료기기관련 국책연구사업 지원이 증가하고 있으나, 체계적이고 지속적인 육성정책을 통해 기술 집적도와 사업의 연속성을 유지하여 완성도를 높이는 지원 및 관리 시스템이 필요함 재활의료기기관련 생체신호 처리 및 제어와 설계관련 응용기술은 선진국 수준으로 기술을 보유하고 있으나, 현재 개발 완료된 기술의 일부 원천기술은 수입에 의존 하고 있는 현실임 신체가 노화되거나 각종사고, 질병으로 인하여 약화된 근력의 보조, 마비장애인의 하지보행기능보조, 상지기능의 근력을 대체하는 웨어러블 근력보조슈트기술은 단순히 구동관절장치 및 제어가 중요한 것이 아니라, 환자의 의도 감지, 편리한 착용성, 세이프티 기술, 소재의 경량화가 선행되어야 하는 기술로 미래산업으로 개발하는 것이 필요함 이동기기의 경우 고기능화 기술개발은 제품의 가격상승으로 사업화가 불가능 하므로, 실생활에 유용한 극복기술을 선정하여 추진해야 함 한국산업기술평가관리원 57
PD ISSUE REPORT May 2012 VOL 12-4 현재의 Bionic - Limb 기술은 무게가 무거우며 토크가 약하여 경량화를 위한 소재 기술개발 및 소형 구동기 원천기술 개발이 선행되어야 장애인의 상실한 기능을 대체할 수 있음 재활의료기기의 산업화는 성능의 공인 인증과 공적보험 지원과 연계가 높으므로, 성공적인 사업화를 위하여 관련 지원 정책과 연계된 체계적인 기술개발 로드맵이 필요함 재활의료기기의 특성상 지속적인 기술개발로 안정성을 높여야 수혜자인 고령자 및 장애인에게 효용성 있는 국산 재활의료기기가 공급될 것이며, 향후 수출 전략산업으로 육성해야함 [그림 1-27] 근골격 기능 재활의료기기 기술로드맵 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 실시간 운동신경계 재활치료운동 시스템 재활치료 훈련 평가기술 제어정밀도(%) : 96 99 자유도(DOF) : 12 16 운동능력 분석기술 응답속도(ms) : 450 50 cmrwjddhck(%): 13 5 운동치료효과 평가 표준화기술 규격항목(개) : 8 20 SMART LIMB Bionic hand/arm 기술 무게(g) : 1600 950 자유도(DOF) : 6 9 power leg 기술 무게(g) : 1800 1000 관절토크(Nm) : 90 120 실시간 Bionic 근력보조슈트 기술 무게(Kg) : 12 8 관절토크(Nm) : 60 120 범례 <핵심타깃제품> <산업원천기술> 과년도 내용 과년도 내용 표준화 연계 형 기술 신규 핵심타킷제품 기자원 기술 R&D 중심형 기술 * 출처 : 2011 산업기술로드맵보고서_차세대의료기기분야, 한국산업기술진흥원 (2012) 58 한국산업기술평가관리원
ISSUE 1 재활의료기기 기술 동향 및 전망 [참고문헌] 1. 고령친화 용품, 기기 대여사업 운영모델 개발, 장현숙(2006), 한국보건산업진흥원 2. 2011년 장애인 실태, 보건복지부(2011) 3. 일본 실버산업 현황과 비즈니스 기회, KOTRA(2010), Blobal Business Report 4. 통합산업기술수준조사, 한국산업기술평가관리원, 2011 5. 2010 산업원천기술로드맵 - 의료기기, 한국산업기술진흥원, 2011 6. 고령친화재활시스템분야 특허동향, 특허청, 2008 7. 2011 산업기술로드맵보고서_차세대의료기기분야, 한국산업기술진흥원, 2012 [국내 외 주요 기술개발 현황] 연구기관명 프로젝트명 개요 연구기간 근로복지공단 재활공학연구소 Barrier free 재활보조장치 개발 장애극복 첨단 전동휠체어 개발 2009-2014 한국산업기술대학 생체신호를 이용한 IT기반 재활의료기기 기술개발 및 인력양성 근골격 치료 훈련기나 재활보조기등 IT융합 재활의료기기 개발 2012-2014 전북대학교 지체 부자유성 맞춤형 헬스 운동 시스템 개발 프로그램이 가능하고 재구성이 용이한 핵심 하드웨어 및 소프트웨어 모듈 개발 2010-2014 KL TECH 하지 편 - 마비 환자를 위한 로봇 구동방식의 착용식 능동형 재활훈련기 개발 하지 재활훈련용 로봇 구동방식의 하지 재활훈련기 개발 2011-2013 (주)소닉월드 가상현실 컨텐츠와 3D VIBRATE를 통한 ADL 증진 운동기기 개발 진동운동기기를 이용한 근력 훈련과 이를 바탕으로 균형능력을 향상시키며, 현수 장치를 이용하여 안전한 신체 기능 운동기기 및 컨텐츠 개발 2011-2013 (주)싸이버메딕 동적자세균형과 척추안정화 기능결합형 재활훈련 시스템 개발 사용자가 별도로 움직일 필요 없이 프로그램된 공간회전운동을 능동/수동 형태로 수행 2011-2013 메디칼써프라이 뇌졸중 상지재활을 위한 상호작용식 원격재활 치료기기 개발 뇌졸중 상지재활을 위한 가상현실과 원격재활이 적용된 재활 자동화 치료 시스템 개발 2011-2013 대경산업 노인장애인 상하지 근력회복 및 강화를 위한 지능형 로봇 재활훈련 시스템 개발 노인 및 장애인의 재활치료를 위한 하지 보행훈련 로봇 및 상지 재활훈련 시스템 2010-2013 한국산업기술평가관리원 59