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세계 최초 패치형 심혈관 모니터링 장치 개발
KAIST 유회준 교수팀 "심부전환자 건강관리 혁명"
이인복 기자
기사입력: 2010-02-10 11:32:16
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국내 연구진이 가슴에 붙이는 것 만으로 심전도와 심혈관 변화를 모니터링 할 수 있는 기기를 개발해 주목을 받고 있다.
유회준 교수
KAIST 전자공학과 유회준 교수팀은 최근 세계 최초로 가슴에 붙이는 심장건강 모니터링 장치를 개발했다고 10일 밝혔다.
이번에 개발한 장치는 붙이는 파스형태로 제작돼 휴대폰 등의 휴대용 단말기기를 통해 원격으로 켜고 끌 수 있으며 데이터통신도 가능하다.
이 기기는 고성능 헬스케어 칩이 장착돼 있으며 표면에 25개의 전극이 구성돼 다양한 형태로 전극을 사용할 수 있어 심장의 수축·이완 능력과 심전도 신호를 동시에 무선으로 전송받을 수 있다.
따라서 심부전 환자 등 심혈관 환자들의 지속적인 모니터링 및 응급상황 발생시 즉각적인 대응이 가능하다.
이러한 기기가 만들어진 것은 심혈관 저항 및 심전도 측정 집적회로, 즉 헬스케어 칩이 큰 역할을 했다. 또한 표면에 전극을 형성시킨 4층 헝겊형 기판기술이 핵심 기술이다.
이는 직물 위에 전극 및 회로 기판을 직접 인쇄할 수 있는 P-FCB(Planar Fashionable Circuit Board)기술로 서로 다른 헝겊에 전극, 무선 안테나, 회로기판을 구성한 후 플렉시블 배터리와 함께 적층하는 방식을 고안하면서 가능해졌다.
이를 통해 이 기기는 가로 세로 15Cm X 15Cm로, 두께는 가장 두꺼운 중앙 부분이 1mm정도에 불과해 일상 생활에서도 파스처럼 가슴에 부착할 수 있어 편의성에서 혁명적인 결과로 받아들여지고 있다.
특히, 헬스케어 칩은 차동전류주입기와 재구성이 가능한 고감도 검출 회로를 통해 심혈관 임피던스 변화를 16가지 서로 다른 조합으로 0.81% 신호왜곡 이하로 검출이 가능해 심장의 미세한 변화도 관측이 가능하다.
현재까지 만성 심혈관 관련 환자를 위한 건강관리 기술은 세계적으로 꾸준한 관심을 받았으나 대부분 심장의 전기적 특성 즉 심전도 신호만을 검출하는데 그쳤다.
더욱이 현재까지 개발된 측정기는 부피가 커 이물감이 있었으며 유선으로 연결되는 등 외부와의 저전력 통신이 어려워 일상생활에서 널리 사용되지 못하고 있었다.
이에 따라 이번 기기는 향후 심혈관 모니터링 기기에 큰 영향을 줄 것으로 전망된다.
KAIST 얜롱(Yan Long, 전기및전자공학과 박사과정)연구원은 "헝겊 위에 직접 전극 배열을 인쇄하고 건강관리 칩과 플렉시블 배터리를 부착함으로서 편의성과 착용감을 확보해 간편하게 심전도와 심혈관 임피던스 변화를 동시에 측정할 수 있다"고 말했다.
그는 이어 "심장의 상태를 실시간으로 간편하게 자가진단을 할 수 있어 지속적인 관리가 필요한 만성 심부전 환자 등을 포함한 심혈관 질병이 있는 사람들에게 큰 도움이 될 것"이라고 덧붙였다.
한편, 이번 연구결과는 그 성과를 인정받아 10일 미국 샌프란시스코에서 개최되는 국제반도체회로 학술회의(ISSCC)에 발표될 예정이다.
이번에 개발한 장치는 붙이는 파스형태로 제작돼 휴대폰 등의 휴대용 단말기기를 통해 원격으로 켜고 끌 수 있으며 데이터통신도 가능하다.
이 기기는 고성능 헬스케어 칩이 장착돼 있으며 표면에 25개의 전극이 구성돼 다양한 형태로 전극을 사용할 수 있어 심장의 수축·이완 능력과 심전도 신호를 동시에 무선으로 전송받을 수 있다.
따라서 심부전 환자 등 심혈관 환자들의 지속적인 모니터링 및 응급상황 발생시 즉각적인 대응이 가능하다.
이러한 기기가 만들어진 것은 심혈관 저항 및 심전도 측정 집적회로, 즉 헬스케어 칩이 큰 역할을 했다. 또한 표면에 전극을 형성시킨 4층 헝겊형 기판기술이 핵심 기술이다.
이는 직물 위에 전극 및 회로 기판을 직접 인쇄할 수 있는 P-FCB(Planar Fashionable Circuit Board)기술로 서로 다른 헝겊에 전극, 무선 안테나, 회로기판을 구성한 후 플렉시블 배터리와 함께 적층하는 방식을 고안하면서 가능해졌다.
이를 통해 이 기기는 가로 세로 15Cm X 15Cm로, 두께는 가장 두꺼운 중앙 부분이 1mm정도에 불과해 일상 생활에서도 파스처럼 가슴에 부착할 수 있어 편의성에서 혁명적인 결과로 받아들여지고 있다.
특히, 헬스케어 칩은 차동전류주입기와 재구성이 가능한 고감도 검출 회로를 통해 심혈관 임피던스 변화를 16가지 서로 다른 조합으로 0.81% 신호왜곡 이하로 검출이 가능해 심장의 미세한 변화도 관측이 가능하다.
현재까지 만성 심혈관 관련 환자를 위한 건강관리 기술은 세계적으로 꾸준한 관심을 받았으나 대부분 심장의 전기적 특성 즉 심전도 신호만을 검출하는데 그쳤다.
더욱이 현재까지 개발된 측정기는 부피가 커 이물감이 있었으며 유선으로 연결되는 등 외부와의 저전력 통신이 어려워 일상생활에서 널리 사용되지 못하고 있었다.
이에 따라 이번 기기는 향후 심혈관 모니터링 기기에 큰 영향을 줄 것으로 전망된다.
KAIST 얜롱(Yan Long, 전기및전자공학과 박사과정)연구원은 "헝겊 위에 직접 전극 배열을 인쇄하고 건강관리 칩과 플렉시블 배터리를 부착함으로서 편의성과 착용감을 확보해 간편하게 심전도와 심혈관 임피던스 변화를 동시에 측정할 수 있다"고 말했다.
그는 이어 "심장의 상태를 실시간으로 간편하게 자가진단을 할 수 있어 지속적인 관리가 필요한 만성 심부전 환자 등을 포함한 심혈관 질병이 있는 사람들에게 큰 도움이 될 것"이라고 덧붙였다.
한편, 이번 연구결과는 그 성과를 인정받아 10일 미국 샌프란시스코에서 개최되는 국제반도체회로 학술회의(ISSCC)에 발표될 예정이다.
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