[지디넷코리아]
기존 웨어러블 기기의 혈압 측정 정확도를 평균 30% 정도 개선할 수 있는 ‘무선 전자패치’가 개발됐다.
KAIST는 권경하 전기및전자공학부 교수 연구팀이 딥러닝(AI)과 다층 열 센싱 기술을 결합한 무선 웨어러블 혈류 측정 시스템을 개발했다고 5일 밝혔다.
이 장치는 혈관을 직접 건드리지 않고도(비침습 방식) 혈류 속도와 혈관 깊이를 동시에 측정할 수 있다.
이를 개발한 심영민 전기및전자공학부 연구생(석박통합과정)은 전화통화에서 “혈관이 피부 속 얼마나 깊이 위치하느냐에 따라 센서 신호가 달라지기 때문에, 깊이 정보가 혈류를 정확히 계산하는 핵심”이라며 “삼성 스마트워치 혈압측정법 등과 절대 비교는 사실 곤란하다. 서로 측정 방식이나 변수가 다르기 때문”이라고 설명했다.
심영민 연구생은 “기술성숙도로 보면 3단계 수준”이라며 “상용화를 생각한 바는 아직 없다”고 부연설명했다.
기존에는 혈압 측정에 초음파나 광학 방식이 주로 사용됐지만, 장비가 크거나 혈관 깊이에 따라 정확도가 떨어지는 한계가 있었다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 ‘혈액이 흐르면 주변에 미세한 열 이동이 발생한다’는 점에 주목했다.
연구팀은 서로 다른 깊이에 온도 센서를 배치해 열 이동 경로를 입체적으로 분석하는 ‘다층 열 센싱’ 기술을 개발했다. 여기에 AI 알고리즘을 적용해 복잡한 체온 분포 속에서 혈관 깊이와 실제 혈류 속도를 실시간 분리·추출하는 데 성공했다.
실험 결과, 손목 핏줄 혈류 속도가 통상 1~10mm/s 정도 나오는데. 이에 대한 오차는 0.12mm/s 이내를 기록했다. 또 1~2mm 혈관 깊이에서는 오차가 0.07mm 이내를 나타냈다.
이는 머리카락 굵기보다 작은 오차로, 일반적인 웨어러블 기기로는 구현하기 어려운 정밀도라는 것이 연구팀 설명이다.
심영민 연구생은 “이 기술을 스마트워치에서 주로 사용하는 광혈류(PPG) 센서와 결합할 경우 혈압 측정 오차를 기존 대비 최대 72.6%까지 줄일 수 있다”고 부연설명했다.
교신저자인 권경하 교수는 “이 전자패치는 응급 의료 현장에서 환자 상태 변화를 실시간 체크하는 데 활용될 수 있다. 고혈압·당뇨 환자의 맞춤형 건강관리, 쇼크와 같은 급성 위험 신호의 조기 감지에도 적용 가능하다”고 말했다.
연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 게재됐다.