고령, 장애, 중증 질환 등의 이유로 휠체어에서 오랜 시간 생활하는 환자들은 압박 궤양(또는 욕창, Pressure Ulcer)에 의해 어려움을 겪는다. 압박 궤양은 장시간 피부에 압력이 가해져 신체 조직에 손상이 발생하는 질환으로, 정도가 심한 경우 신체 조직의 괴사로 이어져 환자들이 극심한 고통에 시달리기도 한다.
이에 본 과제에서는 압박 궤양의 주요 원인인 압력과 온습도 문제를 해결하여 간병인의 역할을 대신할 수 있는 휠체어 시트를 제작하고자 하였다. DC기어모터로 시트 하부 PLA 판의 경사를 제어하여 사용자의 하중 분포를 조절하는 기능을 통해 체중에 의한 압력이 접촉 부위에 교대로 가해지도록 설계하였다. 압력 센서의 측정값을 실시간으로 피드백하여 과도한 압력에 의해 신체 조직이 취약해질 수 있는 상황도 방지하였다. 센서의 측정값을 서버로 전송하여, 보호자나 의료인이 스마트폰 앱을 통해 압력에 대한 실시간, 누적 데이터를 원격으로 확인하는 기능과 센서 측정이 되지 않는 경우 이탈 상황으로 인식하는 기능 등 전반적인 IoT 시스템을 구현하였다. PLA 판 위에는 배치할 폼은 온습도에 의한 영향을 완화하는 형상으로 설계하였다. 시트와 좌골의 접촉 부위에서의 열유동해석을 통해 접촉면에서 온도와 습도의 영향을 최소화하는 형상을 제작하였다.
본 과제의 창작물은 고비용, 맞춤형의 기존 시제품에 비해 저비용으로 재사용 가능한 보급형 휠체어 시트를 설계, 제작하였다는 점에서 의의를 가진다. 추가로, 의료기기에 IoT 기술을 접목하여 활용 가능성이 넓다는 장점이 있다. 하드웨어의 보급률을 높여 사용자의 착석 자세에 대한 압력 분포 데이터를 충분히 확보한다면 압박 궤양과 더불어 척추 측만증이나 추간판 탈출증(디스크) 등 착석 자세의 문제로 발생하는 다른 질환에도 적용 가능하다. 더 나아가, 사용자의 데이터를 기반으로 의료용 AI 모델을 개발하여 사용자의 체형이나 습관에 따른 개별 솔루션을 제공하는 서비스 등을 통해 디지털 헬스케어 분야로의 확장을 기대할 수 있다.