건강 모니터링 가슴 부착 패치 시제품.[UNIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 고혈압, 부정맥과 같은 심혈관 질환 환자들의 위험상황을 실시간 체크할 수 있는 부착형 패치가 개발됐다.

UNIST(울산과학기술원) 전기전자공학과 김재준 교수팀과 기계공학과 정훈의 교수팀은 심전도, 혈압과 같은 생체 정보와 함께 주변 유해 가스를 동시에 감지해 심혈관 질병이나 이상 상태를 즉시 판별할 수 있는 가슴 부착형 패치를 개발했다고 30일 밝혔다.

이 패치는 아날로그 연산 기반 온칩 인공지능 회로를 이용해 센서가 측정한 측정 데이터를 외부로 보내지 않고 패치 내부에서 바로 분석해 낸다. 판단 결과를 블루투스를 통해 외부로 전송할 수 있어, 관리자가 여러 명을 동시에 원격으로 모니터링할 수 있다. 무거운 원시 데이터(Raw data) 대신 칩이 자체 판단한 가벼운 결괏값만 전송하므로 통신 끊김과 지연은 최소화하고, 통신 자체에 드는 전력 소모를 줄였다.

또 광학 센서를 선택적으로 작동시키는 저전력 회로 설계 기술이 적용돼 한 번 충전으로 장시간 착용할 수 있다. 광학 센서는 혈류 정보를 얻는 역할을 하는데, 기기에서 전력 소모가 가장 많다. 연구진은 심전도 신호 주기에 맞춰 센서를 켜고 끄는 저전력 기술(RPT-PW)을 적용한 결과, 기존 대비 해당 센서부의 전력 소모가 약 83%나 줄었다.

이번 연구를 수행한 UNIST 연구진. 김재준(왼쪽부터), 정훈의 교수, 조상현, 김현중 연구원.[UNIST 제공]

이 패치는 고혈압이나 부정맥을 90% 이상의 정확도로 진단했으며, 유해가스 혼합물 분류 실험에서, 92.46%의 진단 정확도를 기록했다.

패치 접착면에 미세 구조 기술이 적용돼, 거친 피부에도 잘 접착되며, 패치를 떼어낼 때는 한쪽 방향으로 쉽게 떨어져 잔여물이 남지 않는다.

김재준 교수는 “이번 연구는 장시간 착용이 필수적인 웨어러블 모니터링 기기의 전력효율과 기능성을 동시에 해결했다”면서 “병원 밖 일상생활에서도 정밀한 심혈관 관리와 환경 안전 모니터링의 토대를 마련했다”고 밝혔다

이번 연구결과는 회로 설계 분야 국제학술지 ‘IEEE 저널 오브 솔리드 스테이트 서킷스’ 7월호에 정식 게재될 예정이다.

한편 연구진이 공동 창업한 ㈜앤빅스랩은 개발된 기술을 이전받아 온칩 AI 기반의 차세대 바이오일렉트로넥스 패치 플랫폼 상용화를 추진 중이다.