땀을 흘려도, 그냥 자도 붙어있다…일주일간 안떨어지는 패치형 생체신호 센서 개발

2019.12.14 10:34
연구진이 개발한 패치 형태의 생채 신호 모니터링 센서는 여러층으로 이뤄진 뱀처럼 구불구불한 패턴을 가지고 있어 기계적 전기적 안정성 및 신뢰성을 확보했다. 성균관대 제공
연구진이 개발한 패치 형태의 생채 신호 모니터링 센서는 여러층으로 이뤄진 뱀처럼 구불구불한 패턴을 가지고 있어 기계적 전기적 안정성 및 신뢰성을 확보했다. 성균관대 제공

국내 연구진이 피부에 붙이는 신축성 패치로 최장 일주일간 몸의 생체신호를 감시하는 기술을 개발했다. 


김선국 성균관대 교수와 이성호·이민구 한국전자부품연구원 연구원 공동 연구진은 피부에 붙이는 패치에 넣어 피부 온도나 습도, 착용자 동작을 감지하는 생체신호 모니터링 센서를 개발했다고 11일 밝혔다. 

 

최근 사람 신체 변화를 관찰하고 질병 초기신호를 감지하는 웨어러블 헬스케어 기술에 관한 연구가 활발하게 추진되고 있다. 장시간 사용하기 불편하거나 피부에 잘 밀착되지 않아 정확한 정보를 모니터링하는 데 한계가 있었다.  

 

연구팀은 이런 점을 고려해 피부에 잘 달라붙고 몸을 이리저리 움직여도 떨어지지 않으면서 방수도 되는 다공성 실리콘 점착제로 만든 패치에 피부 온도나 습도, 착용자가 걷는지, 또는 넘어지는지 확인할 수 있는 센서를 집어넣는 데 성공했다. 연구팀은 패치가 좌우는 물론 위아래 신축성을 갖도록 뱀처럼 구불구불한 모양인 서펜타인 구조와 종이접기를 한 뒤 가위로 잘라 특별한 모양을 만드는 방식을 활용했다. 이런 구조는 패치에 2배 이상의 압력을 가해도 안정성을 유지하게 한다. 패치는 세포독성과 피부 자극이 없는 실리콘을 활용해 생물학적 안전성도 확보했다는 게 연구팀 설명이다. 

 

이렇게 개발된 패치는 온도에 따라 다른 신축성을 보이는 백금 센서의 저항 변화를 활용해 피부 온도를 측정한다. 20~50도 온도에서 오차범위는 0.2도 이내로 체온을 측정한다. 패치에는 무선통신 모듈이 들어있어 스마트폰 애플리케이션(응용프로그램)으로 온도와 습도, 동작 변화를 실시간으로 볼 수 있다. 

 

연구진은 신생아, 노약자, 운동선수의 생체신호를 지속적으로 관찰하고 응급상황에 대처하는 데 활용될 수 있을 것으로 보고 있다. 연구진은 국내 병원과의 임상연구를 통해 인허가를 받을 계획이라고 밝혔다. 

 

이번 연구는 성균관대와 전자부품연구원 외에도 티앤엘, 연세대, 대구경북과학기술원(DGIST)에서 일하는 연구자들도 참여했다. 연구결과는 국제전기전자공학회(IEEE)가 발행하는 트랙잭션 온 인더스트리얼 일렉트로닉스에 지난달 6일 소개됐다. 

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