뇌성마비는 태어나기 전후 뇌 신경 조직에 장애가 생겨 사지가 마비되는 질환이다. 어린이들에게 발생하는 심각한 장애 중 하나로 연간 전 세계적으로 1000명당 1.5명에서 4명이 발생한다고 알려져 있다. 신체 발달 상황과 장애가 맞물려 있어 정밀한 재활 치료가 필요한 상황이다. 하지만 그동안의 재활 치료 효과는 환자별로 제각각이었다. 

KIST 연구진은 메릴랜드주립대, 시카고재활병원, 미국국립보건원, 미국국립과학재단, UNIST(울산과학기술원) 등과 함께 연구를 진행했다. 연구진은 무릎·발목 스트레칭 로봇, 내족지 보행 완화용 로봇을 개발해 환자 맞춤형 재활 훈련을 실시하고 그 효용성을 증명했다. 

연구진은 내족지 보행(걸을 때 발 안쪽이 돌아가는 보행) 뇌성마비 환자 8명에게 연구를 적용했다. 환자 다리 감각과 운동 기능뿐만 아니라 무릎·발목 등의 불편함을 수시로 확인했다. 평가 결과 무릎·발목을 스트레칭하기 위한 로봇을 먼저 적용하고, 이후 내족지 보행 완화용 로봇을 적용하는 맞춤형 재활 훈련을 개시했다. 실제 6주간 맞춤형 훈련을 통해 환자 대부분 보행 속도 증가, 고유 수용 감각 발달이 이뤄졌고, 내족지 보행이 완화되는 등 효과를 보였다.

무릎·발목 스트레칭 로봇, 내족지 보행 완화용 로봇은 이송주 박사, 리첸장 교수가 앞서 개발했다. 뻣뻣한 관절을 풀어주면 이후 보행 훈련의 효과를 높일 수 있다는 기존 연구를 착안했다. 스트레칭 이후 내족지 보행 완화를 위한 훈련이 이번 재활 치료 프로토콜의 핵심이다. 또 환자의 취약 부분을 맞춤형으로 치료할 수 있도록 했다.  

연구진은 향후 뇌성마비뿐만 아니라 뻣뻣한 관절을 가진 절단 환자, 근골격계·신경 손상 환자에게 해당 재활 치료법이 적용되는지 연구할 계획이다. 이송주 박사는 "개인 맞춤형으로 과학적·정량적 재활 치료를 할 수 있어 근골격계·운동기능장애 관련 정밀 의료에 기여할 수 있을 것"으로 내다봤다.