손가락에서 혈압 재는 '1석5조' 활력징후 측정 장치 개발

미국 대학연구진, 혈류측정 광센서 활용…특허출원 중

혈압은 대개 위팔(上腕)에 공기압으로 부풀어 오르는 망셰트를 두르고 측정하는데, 혈중 산소포화도를 측정하는 것과 마찬가지로 손가락 끝에서 집게 형태로 잴 수 있는 장치가 개발됐다.

이는 비침습적 방식으로 혈압을 지속해서 신속하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 심장박동을 비롯한 다른 활력징후(vital sign)도 동시에 측정할 수 있는 것으로 제시됐다.

미국 '컬럼비아 미주리대학교'에 따르면 이 대학 기계·항공 공학 부교수 린지안이 이끄는 연구팀은 손가락 끝의 혈관에서 반사되는 빛의 양을 측정할 수 있는 광센서를 이용해 5초 이내에 혈압을 측정할 수 있는 장치를 개발해 미국 전기전자공학회(IEEE) 학술지 'IEEE 센서 저널'(Sensors Journal)에 발표했다.

스마트워치에서 빛을 이용해 혈류를 측정, 심박수를 확인하는 것과 같은 방식의 '광혈류측정'(PPG) 기술이 응용됐다.

연구팀은 PPG 센서 2개를 서로 떨어진 곳에 설치해 맥파전달속도, 즉 혈류가 얼마나 빠르게 흐르는지를 측정하고 이 자료를 무선으로 기계학습 알고리즘을 가진 컴퓨터에 전송해 혈압을 산출했다.

맥파전달 속도는 기존 연구를 통해 혈압과 강한 상관관계를 갖는다는 것이 밝혀져 있다.

연구팀은 학생 26명을 대상으로 한 초기 시험에서 수축기 혈압은 약 90%, 확장기 혈압은 63%의 정확도를 보인 것으로 밝혔다.

연구팀은 최저혈압을 나타내는 확장기 혈압은 개인의 나이에 따라 큰 차이를 보이고 체중이나 동맥경화도 등 다양한 요인의 영향을 받아 수축기와 확장기 혈압의 정확도에 차이가 나타난 것으로 설명했다.

PPG 센서는 측정 중 움직이면 오차가 생기고 압력 차이에 따라 측정값이 달라지는 등의 한계가 있었으나 손가락 집게 형태의 디자인에 스프링으로 일정한 압력을 유지함으로써 문제를 해결했다.

이와함께 손가락 집게에 센서 하나만 달아 운용해오던 방식을 바꿔 두 개를 활용한 것도 혁신적인 것으로 제시됐다.

논문 제1저자인 대학원생 리처드 바이필드는 의료기관에서 위팔에 망셰트를 두르고 압력을 가해 혈압을 측정하는 방식은 짧은 시간 안에 반복해서 실시하면 동맥을 손상할 수 있고, '백의고혈압'처럼 긴장하면 더 높은 혈압 값이 나올 수 있다면서 새 장치는 혈압을 비침습적 방식으로 5초 안에 지속해서 측정할 수 있으며 심박과 혈중산소포화도, 체온, 호흡률 등 4개 활력징후도 동시에 같이 잴 수 있다고 설명했다.

연구팀은 관련 기술에 대한 임시특허를 출원 중이며, 가정용 혈압계를 개발 중이다.

궁극적으로 병원에서 사용할 수 있는 장치를 만드는데 목표를 두고 있는데, 현실화하면 환자의 활력징후를 재는 장치를 통합함으로써 의료진의 부담을 줄일 수 있다고 했다.

/연합뉴스