국내 연구진, 스마트워치에 적용 가능한 광혈압계 개발

빛을 사용해 혈류 변화를 측정…운동중에도 혈압 측정 가능

박정우 KAIST 바이오및뇌공학과 박사후연구원(왼쪽), 정기훈 교수. [사진=카이스트]

국내 연구진이 운동 중에도 혈압을 정확히 측정할 수 있는 웨어러블 광혈압계를 개발했다. 이 기술은 스마트워치에 적용 가능하며, 고혈압을 감지하는 데 있어 기존 기술보다 크게 향상된 정밀도를 갖췄다.

KAIST 정기훈 바이오및뇌공학과 교수 연구팀은 초분광 광용적맥파(PPG) 기술을 활용해 혈류 변화를 광학적으로 분석하고, 이를 통해 운동 중 혈압을 실시간으로 모니터링할 수 있는 센서를 개발했다고 8일 밝혔다.

팔을 조이는 커프 방식을 사용하는 기존의 커프 방식 혈압측정법은 팔을 압박하는 과정이 번거롭고 측정 전 최소 10분 이상의 안정이 필요했다. 스마트워치에 적용된 혈압 측정 기술 역시 고혈압이나 운동 중에는 정확도가 낮다는 한계가 있었다.

연구팀은 빛의 파장을 분석하는 고해상도 초박형 마이크로분광기를 적용한 PPG 모듈을 개발했다. 파장이 다른 50가지의 빛 신호를 동시에 측정해 안정적으로 혈압을 추정하는 원리다.

연구팀이 개발한 웨어러블 초분광 PPG 센서는 계단 오르기 등 운동 중에도 혈압 변화를 연속적으로 감지했다. 운동 중의 혈압 변화를 연속적으로 추적하면 운동으로 유발되는 고혈압을 감지할 수 있다. 또 이 센서는 혈압뿐만 아니라 심박수와 호흡률까지 동시에 측정 가능해, 운동 전후 혈압 변화를 보다 세밀하게 분석할 수 있다.

운동 후 회복기의 혈압 추적 테스트에서는 연관성 지표 0.95를 달성해 약 0.75였던 기존 감지 방식보다 정확했다. 지표가 1에 가까울수록 예측이 실제값과 일치한다는 의미다.

정기훈 교수는 "운동 중 측정된 고혈압 실험을 통해 얻은 새로운 데이터를 기반으로, 웨어러블 초분광 PPG 센서가 운동 중의 혈압 측정과 회복기 혈압 추적에서 중요한 역할을 할 수 있음을 증명한 사례"라며 "향후 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 분야에 크게 기여할 것"이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제학술지 《어드밴스드 사이언스(Advanced Science)》에 지난달 25일자로 공개됐다.

김다정 기자 (2426w@kormedi.com)