"심혈관 환자 뇌졸중 위험 확 줄어들까?"…실시간 무선 진단 시대 왔다

KAIST, 무선 심혈관 임플란트 개발
압력, 유량, 온도 측정 등 무선 진단

KAIST는 배터리 없이 실시간 심혈관 기능을 무선으로 진단하는 시스템을 개발했다. KAIST 제공

무선 심혈관 임플란트 시스템의 구성도

심혈관 환자의 심혈관 변화를 무선으로 실시간 측정할 수 있는 기기가 개발됐다. 심장 환자의 치료와 삶의 질을 개선하고, 환자의 행동 제약 없이 언제든지 모바일 모니터링이 가능해질 전망이다.

KAIST는 권경하 전기·전자공학부 교수 연구팀은 배터리 없이 실시간으로 심혈관 내 압력, 유량, 온도를 측정해 심혈관 기능을 진단하는 '무선 심혈관 임플란트'를 개발했다고 24일 밝혔다.

현재 외부 침상 모니터에 유선 테더와 함께 센서를 동맥에 삽입해 동맥압과 혈류 속도를 측정한다. 하지만 유선 인터페이스로 구성돼 있어 심혈관 손상과 감염 등으로 측정 정확도 저하로 이어질 수 있다. 이 때문에 배터리 없이 무선으로 작동하는 임플란트 시스템을 개발하는 것이 핵심 과제였다.

연구팀은 무선 통신과 무선 전력전송 기술을 이용해 심혈관 내 배터리 없이 실시간으로 압력, 유속, 온도를 측정할 수 있는 이식형 무선측정시스템을 개발했다. 이 시스템은 동맥·심실 내 압력, 혈류 속도, 혈액온도의 실시간 측정을 위한 바이오 센서, 무선 전력 수급 및 데이터 전송을 위한 무선 전송시스템으로 구성된 '이식장치'와 무선 전력송신 코일, 무선 전력전송 모듈, 사용자 인터페이스 등을 포함하는 '착용장치'로 구성된 무선 심혈관 모니터다. 심장 내 또는 혈관에서 단독으로 사용하거나, 인공 판막과 혈관 스텐트 등 다양한 이식기기에 부착해 사용할 수 있는 장점이 있다.

연구팀은 이 시스템을 돼지의 폐동맥과 양의 대동맥, 좌심실에 적용한 결과, 기존 임상 기기와 유사한 성능을 보였다고 설명했다.

권경하 교수는 "앞으로 심장판막 대동맥 이식술(TAVI) 후 경사도, 기타 유출 검사, 뇌동맥류용 흐름 전환기 내부의 압력·유량 측정 등 다양한 임상 분야에서 사용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '바이오메디컬 엔지니어링(지난 11일자)'에 실렸으며, 김종욱 미국 노스웨스턴대 박사와 공동연구로 진행됐다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr