보라빛 소를 만나기 위한 도약

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1846호(2018. 5. 16. 발행)에 기고한 원고입니다.

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간과되지만 무서운 부상, ‘뇌진탕’ 진단 기술 개발 경쟁.pdf

◾ 미식축구에서 시작된 스포츠 선수의 ‘뇌진탕’ 문제는 이슈화 되면서, 경기 중 충격을 흡수하기 위한 장비와 함께 빠르고 정확한 뇌진탕 진단 기술 개발 노력이 전개되고 있음

▸ 보스턴 의과대학 연구팀에 따르면 미국프로풋볼리그(NFL)을 포함해 미국에서 활동한 202명의 미식축구 선수들의 뇌를 분석한 결과 87%인 171명의 뇌에서 만성뇌외상병(CTE) 관련 징후가 포착되었음

▸ CTE는 퇴행성 뇌질환으로 충격에 의한 뇌 손상이 주요 원인 중 하나로 알려져 있는데, 연구용으로 뇌를 기증한 선수들은 평균 15년간 선수로 활동하였음

▸ NFL에서 선수생활을 한 111명 중에서는 단 한 명만 제외하고 전원이 CTE 징후를 나타냈으며, 대학 선수 출신 53명 중에는 48명에서 CTE 징후가 발견되었음

▸ 연구팀에 따르면 미식축구 선수들의 증상은 일반인의 뇌에서 나타나는 병변과 확연히 구분되며, 이미 미식축구가 장시간에 걸쳐 뇌에 충격을 주는 문제에 관한 연구들이 있었다고 함

▸ 얼마 전까지만 해도 NFL에서 뇌진탕의 진단은 의무실이나 탈의실에서 주로 기억력이 괜찮은지를 문진하거나 걸을 때 휘청거리는지 등을 기준으로 이루어졌음

▸ 그러다 보니 부상에서 조기 복귀를 원하는 선수는 증상을 축소해서 답을 하는 경우가 많았고, 경기 중 부상이 의심되더라도 사이드라인에서 진단하는 것은 어려웠음

▸ 미식축구가 뇌의 건강에 악영향을 미친다는 것이 객관적으로 드러나면서, 최근에는 충격을 흡수하는 헬멧 등 장비 개선이 이루어지고 있고, 부상에서 복귀까지의 과정을 가이드 해주는 프로토콜을 마련하는 등 각종 대책이 나오고 있음

▸ 아울러 경기 도중 필드에서 과학적이고 신속하게 이동식 기기를 이용한 진단법을 개발하는 등 새로운 진단 방법 개뱔도 가속화되고 있음

◾ 새로운 진단 방법 중 앞서가고 있는 것은 실리콘밸리의 벤처기업‘싱크씽크(SyncThink)’가 내놓은 ‘아이-싱크(EYE-SYNC)’라는 진단기기임

▸ 싱크씽크는 스탠퍼드 대학에서 시선 추적과 뇌진탕의 관련성을 연구해 온 잠쉬드 가자르 박사가 2009년에 설립한 기업으로, 2016년에 아이-싱크의 실용화에 성공하고 미 식품의약품안전국(FDA)의 승인을 받아 출시하였음

▸ 아이-싱크 진단기기는 VR(가상현실) 헤드셋과 태블릿으로 구성되는데, 피험자가 헤드셋을 착용하면 진단이 시작되며 헤드셋의 화면에 빛나는 점이 원형을 그리면서 움직이면 피험자는 눈으로 이 점의 움직임을 쫓기만 하면 됨

<자료> SyncThink

[그림 1] 뇌진탕 진단기기 ‘아이-싱크’

▸ 헤드셋에는 시선 추적 기능이 탑재되어 있어 두 눈의 움직임이나 흔들림을 측정하는데, 장애가 있으면 움직임이 흔들리거나 잘 따라가지 못하게 된다고 함

▸ 또한 부상 직후에 안구의 움직임을 추적하면 손상 범위를 파악할 수 있으며, 부상 후 재활하는 도중에도 회복의 흔적을 추적할 수 있다고 함

▸ 태블릿에 설치된 소프트웨어는 눈의 움직임 정도를 측정 점수와 차트로 표시해 주며, 진단 시간은 60초 이내로 소요됨

▸ 싱크씽크는 지난 2015년 임상 연구를 통해 뇌진탕뿐만 아니라 젊은 치매, ADHD(주의력결핍 과잉행동장애), 약물 사용 등 다양한 요인이 안구 운동에 영향을 미칠 수 있다는 의료 보고서를 공개한 바 있음

▸ 아이-싱크는 현재 스탠퍼드 대학과 노트르담 대학 등 12개 이상의 유명 대학에서 도입했으며, 프로 스포츠 구단으로는 처음으로 미 프로농구(NBA) 최강팀 중 하나인 골든스테이트 워리어스가 이번 시즌부터 도입하였음

▸ 워리어스의 경우 아이-싱크를 통해 뇌진탕뿐만 아니라 선수의 피로 상태 정도를 측정함으로써 선수의 컨디션 관리에도 활용하고 있다고 함

◾ 아이-싱크 외에 안구 운동에 주목하여 뇌진탕 진단 시스템 및 장비의 개발을 진행하고 있는 스타트업으로는 ‘아이가이드(EyGuide)’가 있음

▸ 아이가이드는 텍사스 공과대학의 브라이언 스틸 교수가 설립한 신생 기업으로 2018년 2월에 NFL이 주최한 비즈니스 아이디어 콘테스트 ‘1st & Future(퍼스트 앤 퓨처)’에 출전해 비록 우승은 놓쳤지만 최종 후보에 오르며 주목을 받게 되었음

▸ 아이가이드가 내놓은 ‘포커스(Focus)’라는 진단 장비는 아이패드와 시선 추적 장치로 구성되어 있는데, 진단이 시작되면 눈앞에 놓인 아이패드 화면에 역시 빛나는 점이 팔자를 그리며 나타나고 피험자는 이를 눈으로 쫓으면 됨

<자료> EyGuide

[그림 2] 아이가이드의 진단기기‘포커스’

▸ 포커스 장비 역시 이를 시선 추적 기능으로 측정하고 신경 장애가 발생하지 않았는지 판정하는 방식인데, 측정 시간은 10초로 아이-싱크보다 더 빠름

▸ 포커스 진단기기는 먼저 종합격투기 경기에서 실증 실험이 진행되었으며, 현재는 펜실베이니아 주립대학 등 30개 기관에서 도입하고 있음

▸ 비즈니스 모델은 라이선스 방식으로 1개 기관당 최초 1 년간은 월 200 달러에, 2년째부터는 월 100 달러에 소프트웨어 및 하드웨어 패키지를 무제한으로 사용할 수 있음

◾ 이들에 비해 캐나다 캘거리 대학 연구팀은 뇌의 산소 수준과 혈액 흐름을 영상으로 포착함으로써 뇌진탕에 의한 뇌 손상의 징후를 진단하는 휴대용 시스템을 개발하고 있음

▸ 이 시스템은 LED 조명과 뇌 사진을 컴퓨터로 전송하는 센서가 내장된 헤드셋으로 구성되며, 근적외선 분광법으로 뇌의 이미지를 측정하는데, 그간의 연구 결과에 따르면 뇌진탕이 의심되는 경우 산소 수준 및 혈류 패턴에 변화가 발생한다고 함

<자료> University of Calgary

[그림 3] 캘거리대의 휴대형 뇌손상 진단 기기

▸ 연구팀에 따르면 뇌진탕에 의한 뇌 손상 후 몇 개월에서부터 몇 년까지 뇌에 생리적인 변화가 발생할 가능성이 있으며, 연구팀은 그러한 변화를 측정할 수 있는 휴대용 기술을 개발하고 있다고 함

▸ 현재 캘거리 앨버타 어린이 병원에서 임상 연구가 진행되고 있는데, 연구팀에 따르면 이 새로운 기술이 부상의 정도와 뇌가 얼마나 회복했는지를 진단하는 데 얼마나 도움이 되는지 확인하기 위해 젊은 환자들의 경과를 추적하고 있음

▸ 한편 퍼듀 대학에서도 뇌의 사진과 혈액 바이오 마커를 사용하여 뇌의 외상을 진단하기 위한 연구를 진행 중인데,이처럼 다양한 연구가 동시 병행적으로 이뤄지고 있다는 사실은 그만큼 뇌진탕 문제가 심각하고 동시에 비즈니스 찬스로 파악되고 있음을 시사 

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1837호(2018. 3. 14. 발행)에 기고한 원고입니다.

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NFL, 선수의 부상 방지와 회복력 강화를 위해 ICT 기술 적극 수용.pdf

ž 지난 2월에 열린 52회 수퍼볼은 예상을 뒤엎고 필라델피아 이글스가 처음으로 우승한 것이 화제를 모았지만, ICT 관점에서는 수퍼볼 직전 NFL의 3가지 선택에 주목할 만함

Ø 첫번째 움직임은1월 29일에 NFL(미국 미식축구 리그)의 공식 스폰서인 HP의 풋웨어(Footwear, 신발) 솔루션 ‘FitStation(핏스테이션)’을 채택한 것임

Ø FitStation은 하드웨어와 소프트웨어 결합된 HP의 독자적인 플랫폼으로, 9대의 카메라를 포함한 3D 스캐너로 발의 길이와 폭, 발바닥의 높이 등을 측정하며, 또한 발의 압력 측정, 보행의 동적 분석 등을 초당 최대 500 회 실시하여 디지털 프로파일을 작성해 줌

Ø 또한 독자적인 알고리즘을 사용하여 나이키, 아디다스, 언더 아머의 운동화를 스캔한 3D 이미지와 작성된 디지털 프로파일을 매칭하여 그 선수에게 가장 적합한 운동화를 골라낸 후 사용할 것을 권유함

Ø NFL에 소속된 32개 팀이 이 기술을 채택하여, 내년 시즌 개막 전까지 모든 팀의 장비실(equipment room)에 도입될 것이라고 함

Ø 미국에서는 현재 최적의 신발을 권장하고 솔(sole, 밑창)을 커스터마이징 하여 판매할 목적으로 소매점들이 FitStation을 들여놓고 있는데, NFL은 최적의 운동화 사용을 조언함으로써 부상 예방을 도모할 목적으로 도입을 결정한 것임

Ø NFL 근골격위원회의 멤버인 리차드 켄트 박사는 성명을 통해 ‘신발은 퍼포먼스 향상을 위해서도 중요하지만 방어 기제의 중요한 구성 요소임을 강조하였음

Ø NFL에서 선수가 많이 손실되는 이유는 다리 부상에서 유래하는데, 더 나은 디자인의 신발은 발의 염좌나 골절, 발목 염좌 등의 부상에 대한 방어 메커니즘이 될 수도 있다며 FitStation 도입의 의의를 설명하였음

ž 두 번째 ICT 도입 움직임은 1월 31일에 있었는데, NFL은 수면 과학을 전문으로 하는 미국의 슬립 넘버(Sleep Number)와 제휴한다고 발표하였음

Ø 이 제휴를 통해 NFL의 모든 선수에게는 슬립 넘버의 ‘360 스마트 침대'’가 제공되었는데, 이 침대에는 센서가 탑재되어 있어 선수 개개인에게 최적으로 강도로 자동 조절되며, 이밖에 ‘슬립 IQ’라는 수면 시간과 질을 측정하는 기술이 적용되어 있음

Ø 슬립 IQ는 스마트폰 앱과 연계되며 최적의 수면 횟수나 시간을 산출해 내는데, 슬립 넘버의 관계자는 이러한 데이터를 수면 치료를 담당하는 팀 트레이너에게 전달하고 선수가 최대의 휴식을 취할 수 있도록 조언을 해줄 수 있음

Ø 수면 과학을 도입하여 선수의 회복력과 퍼포먼스의 향상을 도모하려는 움직임은 미국 스포츠 계에서 트렌드를 형성하고 있는데, 그 중에서도 리그 차원에서 도입하고 있는 NFL은 특히 앞서나가고 있음

ž 세 번째 움직임은 수퍼볼 전날인 2월 3일 미니애폴리스 씨어터에서 열린 ‘1st and Future’ 행사인데, 벤처기업들을 대상으로 한 비즈니스 아이디어를 겨루는 콘테스트임

Ø 이 행사는 NFL과 미디어 기업인 NBC 유니버설, 의료 기관인 메이요 클리닉이 후원하는 것으로, 매번 3개의 테마를 제시한 후 벤처기업들이 비즈니스 아이디어를 겨루게 하여, 각 테마당 3개사를 최종 후보로 선정함

Ø 수퍼볼 전날에 NFL 커미셔너와 스폰서 기업들의 임원들 앞에서 최종 후보에 오른 기업들이 공개 프레젠테이션을 실시하여 최종 심사를 하는데, 이번에는 ‘방어구의 진화, 빠른 회복을 위한 새로운 요법, 운동 성능 향상을 위한 기술’ 등 3개 부문에서 경쟁하였음

Ø 방어구 부문에서 우승한 것은 액정 탄성중합체(LCE)라는 형상 변화 폴리머를 헬멧 내부 완충제로 사용하는 아이디어를 벤처기업 임프레시오(Impressio)임

Ø 빠른 회복 부문에서 우승한 것은 ‘리커버X(RecoverX)’인데, 이 기업은 얼음이나 물을 사용하지 않음으로써 더 자유롭게 핫 & 콜드 치료를 할 수 있는 하드웨어를 개발하고 있음

Ø 퍼포먼스 향상 부문에서는 캐나다의 ‘커브.ai(Curv.ai)’가 우승했는데, 이 기업은 컴퓨터 비전과 증강현실(AR)을 이용하여 훈련 중 신체의 움직임을 포착하고 40 야드 대시 시간 등 훈련 활동을 정량화함으로써 성능 향상과 부상 위험을 평가하는 기술을 개발하고 있음