[고든 정의 TECH+] 심전도와 심장 소리를 동시에 측정하는 ‘전자 문신’

[서울신문 나우뉴스]

사진=University of Texas at Austin

전자 문신(e-tattoo) 기술은 전자 잉크와 초박막 전자 기기를 피부나 피부에 붙이는 얇은 스티커에 통합한 새로운 웨어러블 전자 기기입니다. 개인 인식용 혹은 제품 식별을 위해서도 이용할 수 있지만, 의료용으로 주목되는 분야는 바로 체온, 심전도, 산소 포화도 등 여러 가지 생체 정보를 수집할 수 있는 웨어러블 기기입니다.

미국 텍사스 대학 과학자들은 지난 몇 년간 개발한 심전도 측정용 전자 문신 장치를 한 단계 더 개량해 전기 신호뿐 아니라 소리도 측정할 수 있게 만들었습니다. 연구팀이 개발한 심전도와 심박음(심장 박동 소리) 센서는 머리카락 2개 정도에 불과한 200마이크로미터의 두께를 지니고 있습니다. 신축성 있는 스티커 형태의 투명막과 전자 회로, 센서가 합쳐진 전자 문신의 무게는 모두 2.5g에 불과하며 신체 어느 곳에나 쉽게 붙이고 제거할 수 있습니다.

사실 심전도의 경우 스마트 워치로도 측정이 가능하지 않느냐고 반문할 수 있습니다. 하지만 심장에서 먼 위치에 있고 팔 한쪽에만 전극이 있어 얻을 수 있는 정보가 제한적입니다. 표준 12 유도 심전도의 경우 양 발목과 손목에 4개, 가슴에 6개의 전극을 붙여 심전도를 측정합니다. 피부에 붙이는 전자 문신의 경우 원하면 표준 12 유도 심전도 측정도 가능합니다.

심장 소리를 기록할 수 있는 것 역시 스마트 워치로는 어려운 일입니다. 심장 앞에 스마트 워치를 붙일 순 없기 때문입니다. 물론 심장의 소리를 기록하는 휴대용 청진기나 센서 역시 이미 존재합니다. 태아의 심박음을 듣는 기기는 가정에서도 사용할 수 있습니다. 하지만 심장 질환을 지닌 환자들이 편리하게 착용하고 24시간 생활할 수 있는 센서는 개발하기 쉽지 않습니다.

연구팀이 개발한 전자 문신은 피부를 통해 전달되는 진동을 전기적 신호로 바꿔 소리로 기록하는 방식으로 착용자에게 큰 불편 없이 심장에 뛰는 소리를 24시간 모니터링 할 수 있습니다. 동전 크기 배터리로 40시간 동안 심전도와 심박음을 측정하고 무선으로 전송할 수 있어 연동된 스마트 기기만 있으면 누구나 쉽게 심장 상태를 모니터링 하고 문제가 생기면 의료진에게 직접 알리거나 스스로 필요한 조치를 취할 수 있습니다.

연구팀은 심박음과 심전도를 동시에 기록하는 시스템이 정확한 질병 진단과 환자 상태 모니터링에 큰 도움이 될 것으로 보고 있습니다. 예를 들어 판막에 문제가 생긴 경우 심전도는 정상이지만, 심장 소리에는 이상 소견이 감지됩니다. 반대로 심근 경색이 발생한 경우 당장에 심박음에는 큰 변화가 없어도 심전도에는 큰 변화가 생길 수 있습니다.

이런 점을 생각하면 심전도 심박음을 동시에 모니터링하는 전자 문신은 심장 판막 질환이나 심근 경색, 협심증 등으로 치료 중인 환자의 상태를 24시간 모니터링하고 문제가 생겼을 때 빠르게 치료하는 데 가장 도움이 될 것으로 보입니다.

물론 현재 개발 중인 다른 전자 문신과 마찬가지로 이 전자 문신 역시 아직은 개발 초기이기 때문에 상용화까지 더 많은 시간이 필요합니다. 하지만 지금처럼 연구가 활발히 이뤄진다면 저렴하고 정확한 전자 문신 기술을 통해 생명을 구하는 일이 꿈이 아니게 될 것으로 기대합니다.

 

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com