국내 연구진이 목이나 손목에 붙이는 반창고 크기의 기기 만으로 심혈관 상태를 감지할 수 있는 웨어러블 소자를 개발해 학계의 주목을 받고 있다.
간단한 부착 만으로 심혈관 질환에 대응은 물론 치료 후 모니터링까지 가능하다는 점에서 관심이 쏠리고 있는 것이다.
성균관대 화학공학부 방창현 교수는 최근 피부 부착형 심혈관 상태 감지 소자를 개발했다고 24일 밝혔다.
이 소자는 곤충의 더듬이나 소장의 융털 같은 미세 섬모 구조에서 착안한 것으로 고성능 음파 측정 장비로만 잡아낼 수 있던 미세 맥파를 측정할 수 있다.
미세한 힘을 감지하는 더듬이나 융털처럼 복잡한 굴곡이 있는 피부와 접촉 면적을 넓히는 방식을 활용한 것이다.
이를 통해 피부에 부착한 상태에서 노동맥과 경정맥을 모니터링하고 즉각적인 피드백을 제공할 수 있다는 것이 특징이다.
과거 고가의 삽입형 진단 장비가 일부 도입되기는 했지만 이 장비는 손목이나 목 부위에 반창고처럼 붙이는 방식이라는 점에서 편의성과 비용이 크게 낮아졌다.
또한 기존 혈압 측정기로는 측정할 수 없는 미세한 목 부분의 경정맥파를 측정할 수 있어 활용 범위가 더욱 넓다.
연구진은 향후 심혈관 질환 모니터링 외에도 맥박, 호흡 및 활동 정보를 측정해 병리학적인 진단을 가능하게 하는 웨어러블 소자 기술을 개발한다는 계획이다.
방창현 교수는 "기본 스마트 웨어러블 소자를 경제적 비용으로 간단하게 활용할 수 있다는 것이 특징"이라며 "향후 호흡 등의 생체 신호를 이용하는 신개념 IT기술과 로봇 기술 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.
방창혁 교수와의 일문 일답
이번 연구 성과의 의의는?
이번 연구는 자연 모사 기반의 미세 섬모구조를 반창고와 같이 간단한 구조의 센서에 도입해 피부의 생체 신호를 증폭하는데 집중한 결과다. 지금까지 웨어러블 센서가 측정하지 못한 목 부분의 경정맥파을 측정해 다양한 심혈관 질환의 임상정보를 제공할 수 있다는 의미가 있다.
이번 연구결과의 활용방안은?
상시 모니터링을 통한 심혈관 질환 조기진단용 모바일 헬스 케어 시스템에 활용할 수 있을 것으로 본다. 또한 인체의 물리적 상태(호흡, 맥박, 미세 근육 떨림)를 모니터링 하는 방식으로 군사 시스템과 감성 엔터테인먼트 시스템에도 응용할 수 있을 것이다.
실용화까지 필요한 시간과 향후 과제는?
3년 이내에 실용화를 기대하고 있다. 제조 공정 및 의료 정보 데이터베이스화를 이루는 것이 가장 큰 과제다.
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