운동 중에도 고혈압을 감지할 수 있는 웨어러블 광혈압계가 개발됐다.
기존의 커프 방식으로 혈압을 측정할 때는 팔을 압박하는 불편함과 측정 전 10여분의 안정화 시간이 필요했다.
이를 개선하기 위해 개발된 스마트워치 이용 혈압측정 기술도 고혈압이나 운동 중에는 정확도가 떨어지고, 혈압을 연속으로 측정하기 어려운 단점이 있었다.
하지만 웨어러블 광혈압계는 사용자가 휴식 중일 때 뿐 아니라, 계단 오르기 등 운동하는 과정에서도 혈압을 연속 측정하는 것이 가능한 장점이 있다.
KAIST는 바이오 및 뇌 공학과 정기훈 교수 연구팀이 초분광 PPG(Photoplethysmography·광용적맥파) 기술로 운동하는 중에도 연속 혈압 모니터링에 활용할 수 있는 웨어러블 혈압 센서를 개발하는 데 성공했다고 8일 밝혔다.
기존에 스마트워치에서는 세 가지 파장을 갖는 PPG 센서로 혈압 측정 기술을 탑재하는 것이 일반적이었고, 이는 고혈압 상태 및 운동 상태에서의 낮은 정확도와 연속적인 측정이 불가능한 한계를 가졌다.
이에 연구팀은 빛의 파장을 분석해 주는 고해상도의 초박형 마이크로분광기를 포함한 초분광 PPG 모듈로 다양한 파장의 PPG 신호를 동시에 측정하고, 연속·정밀한 시차를 계산해 안정적으로 혈압을 추정할 수 있는 방식을 고안했다.
연구팀이 개발한 웨어러블 초분광 PPG 센서는 연속적으로 혈압을 모니터링할 수 있을 뿐 아니라 심박수, 호흡률 등 생리적 매개변수도 동시에 측정해 운동 전후의 혈압 변화를 세밀하게 분석할 수 있다는 장점을 가진다.
이번 연구 결과는 운동 중 혈압 변화를 연속적으로 추적해 운동으로 유발되는 고혈압을 감지할 수 있게 했다는 점에서 의미를 갖는다.
연구팀은 운동 중 회복기의 혈압 추정 정확도가 0.75 정도였던 다른 감지 방식보다 높은 0.95의 연관성 지표(최소 -1, 최대 1, 수치가 1에 가까울수록 예측이 실제값과 거의 일치)를 확인, 높은 신뢰성도 증명했다.
정기훈 교수는 "초분광 PPG 기술은 향후 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.
한편 이번 연구는 한국보건산업진흥원 한국형 ARPA-H 사업, 한국연구재단 글로벌 중견 연구사업 등의 지원을 받아 수행했다.
KAIST 바이오 및 뇌 공학과 박정우 박사 후 연구원이 주도한 이번 연구 결과는 지난달 25일 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에도 게재됐다.
대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr
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