질병 진단 손쉽게, ‘스마트 헬스케어’로 가능해진다
질병 진단 손쉽게, ‘스마트 헬스케어’로 가능해진다
  • 김하늬 기자
  • 승인 2019.08.09 09:13
  • 댓글 0
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헬스케어 기술, 휴먼IT융합연구센터로부터

[공학저널 김하늬 기자] 세계적으로 ‘스마트 헬스케어(Smart Healthcare)’ 붐이 일고 있다. 최근 세계경제포럼은 4차 산업혁명에서 ICT, 인공지능과 함께 바이오 기술이 중요한 역할을 할 것이며, 특히 바이오기술과 디지털기술(ICT)을 융합적으로 활용하는 스마트 헬스케어가 막대한 경제적 효과를 창출할 것으로 전망했다.

스마트 헬스케어는 다양한 기술을 활용해 시간과 장소의 한계를 극복하고 개인의 건강상태를 측정·관리할 수 있는 기술을 의미한다. 병원과 진료 환경을 ICT 기술로 개선해 언제 어디서나 의료 서비스를 제공받을 수 있는 것은 물론 복지와 안전 등이 더해진 지능화 단계의 기술이다.

센서기술, 웨어러블 디바이스‧모바일 단말 등을 기반으로 하는 이 분야 기술은 빅데이터와 데이터 분석 기술이 중심이 된다. 이에 따라 의료 빅데이터와 클라우드 컴퓨팅 기술까지 관련 분야의 연구‧개발 범위가 점차 확장되고 있다.

그리고 이러한 스마트 헬스케어 분야 기술 연구‧개발의 중심에는 한국전자부품연구원 휴먼IT융합연구센터가 있다.

휴먼IT융합연구센터는 전통 병원용 의료기기부터 일상생활 중 간편하게 착용하고 건강을 모니터링 할 수 있는 웨어러블 디바이스까지 이 분야 다양한 중소기업들이 필요로 하는 최신 기술을 연구‧개발하고 있다.

특히 최근에는 질병의 조기 진단과 치료에 관련된 다양한 진단‧치료기기, 헬스케어 웨어러블 디바이스 연구를 중점적으로 진행 중이다.

센터가 개발한 대표적인 기술로는 부정맥이나 심부전 등 심혈관 질환자의 심전도를 간편하게 모니터링 할 수 있는 ‘심전도 패치’와 뇌전증 환자나 일반인의 수면 모니터링이 가능한 ‘뇌파 패치’ 그리고 태아의 조산 위험도를 모니터링하는 ‘조산 패치’ 등이 있다.

부정맥이나 심부전은 급성 질환으로 빠른 진단과 신속한 처치가 매우 중요한 질환이다. 하지만 그간 이를 빠르게 진단하고 대응할 수 있는 시스템은 따로 마련돼 있지 않아 위험도가 높은 질환에 속했다.

심전도 패치는 기본적으로 심전도와 체온, 활동량을 측정할 수 있는 기능을 내장하고 있다. 심혈관계 고위험군 환자들은 평상시 가슴 부착형 심전도 패치를 착용한 채 일상생활을 하면 된다. 이렇게 측정된 생체 신호는 스마트폰을 통해 수집 저장되고 서버로 전송된다. 환자의 건강 데이터와 자체 판단 알고리즘에 의해 특정한 위험 상황이 발생한 빈도와 횟수 등 이력 데이터가 누적돼 저장‧관리 되는 시스템이다.

또한 현재 뇌전증 환자 모니터링과 수면 모니터링 등으로 활용이 가능한 뇌파를 측정하기 위해서는 병원용 뇌파 캡을 쓰고 뇌파 케이블을 통해 수다채널 뇌파를 측정하는 병원용 시스템이 주류를 이루고 있다.

휴먼IT융합연구센터에서는 복잡한 측정 시스템의 한계를 극복하고자 머리카락 간섭을 최소화하고 무선으로 간편하게 측정이 가능한 이마부위 전두엽 부착형 뇌파 패치를 개발했다. 전극을 제외한 회로부는 500원짜리 동전 크기 정도의 소형 기기며, 뇌파 측정 기능 테스트도 완료한 상태다.

뇌파 분석을 통한 수면질 분석이나 학습‧업무 집중력 모니터링 분야로도 활용이 가능한 뇌파 패치는 현재 기업에 기술이전 돼 상용화 개발이 활발히 진행 중이다.

그간 태아의 조산 모니터링 방법은 임산부의 복부둘레에 밴드를 감고 밴드에서 측정되는 장력을 아날로그 방식으로 측정하는 케이블 타입의 병원용 장치를 사용했다.

휴먼IT융합연구센터는 임산부의 자궁 수축 시 발생하는 자궁 근전도를 임산부의 복부에서 간접 측정하는 패치를 개발해 임산부의 측정 편의성을 개선했다.

특히 임산부의 복부에는 자궁 수축 근전도 뿐만 아니라 임산부의 심전도, 태아 심전도 등이 혼재돼 존재하는 부위로 선택적 신호 분리‧추출 알고리즘 기술이 매우 중요하다. 현재 조산 패치 개발을 완료하고 측정된 자궁근전도 데이터를 기반으로 조산 위험도를 예측 계산하기 위한 알고리즘 개발을 진행하고 있다.

휴먼IT융합연구센터 조영창 센터장(사진)은 “웨어러블 헬스 케어 디바이스는 인체에서 생성되는 다양한 생체 신호를 간편하고 편리하게 측정할 수 있다”며 “위험 상황을 모니터링하고 환자 본인과 주치의, 119, 보호자 등에게 신속히 알람을 제공해 국민 건강 증진에 기여할 수 있도록 센터는 꾸준한 연구‧개발에 힘쓸 것”이라고 말했다.

이를 위해 휴먼IT융합연구센터는 앞으로 방대한 생체정보 데이터를 편리하게 측정, 수집할 수 있는 혁신적인 헬스케어 디바이스를 지속적으로 연구해 질병진단과 개선, 나아가 질병 예측과 예방 솔루션까지 개발할 계획을 갖고 있다.

조 센터장은 “현재 의료기관들이 보유하고 있는 의료 데이터는 대상 질환별로 여러 가지 생체신호와 생체정보를 연속적으로 장기간 측정한 데이터가 크게 부족한 실정”이라며 “장기간 연속 측정된 데이터를 주기적으로 수집된 건강검진 데이터와 함께 활용하면 질병의 진행정도와 향후 진행정도 예측까지 가능할 것”이라고 전했다.

그는 이어 “의료기기가 기존의 하드웨어 중심에서 소프트웨어 중심으로 비중이 커지고 있어 더욱 고도화된 진단보조 알고리즘이나 인공지능 기반의 질병 진단 시스템 등의 형태로 점차 발전하고 있다”며 “아직까지 기술 개발에 있어 국내 인허가 제도는 경직돼 있는 부분이 존재하지만 곧 개선이 이뤄질 것이라 생각한다. 그때를 위해 한그루 사과나무를 심는 마음으로 연구개발에 매진하겠다”고 덧붙였다.


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