운동 중 고혈압까지 감지하는 광혈압계 나온다

국내 연구진이 휴식 상태 뿐만 아니라 운동 중 고혈압까지 정확하게 연속 측정이 가능한 혈압 모니터링 기술을 개발했다.

정기훈 KAIST 교수팀(바이오및뇌공학과)은 수십 개의 세분화된 파장 빛을 이용 혈관 내 혈류 변화를 광학적으로 측정하는 초분광 PPG(광용적맥파Photoplethysmography) 기술을 활용해 운동 상태에서의 연속 혈압 모니터링이 가능한 웨어러블 혈압 센서를 개발했다고 19일 밝혔다.

시판 중인 스마트워치에는 세 가지 파장을 갖는 PPG 센서를 이용한 혈압 측정 기술을 탑재했지만, 고혈압 상태 및 운동 상태에서의 낮은 정확도와 연속적인 측정이 불가하다는 문제가 있다.

연구팀은 빛의 파장을 분석해 주는 고해상도의 초박형 마이크로분광기를 포함한 초분광 PPG 모듈을 통해 다양한 파장의 PPG 신호를 동시에 측정하고, 연속적이고 정밀한 시간차를 계산해 안정적으로 혈압을 추정할 수 있는 방식을 고안했다.

이번에 개발한 웨어러블 초분광 PPG 센서는 연속적으로 혈압을 모니터링할 수 있을뿐만 아니라 심박수, 호흡률과 같은 다른 생리적 매개변수도 동시에 측정해 운동 전후의 혈압 변화를 세밀하게 분석할 수 있다.

또 운동 중 혈압 변화를 연속적으로 추적해 운동으로 유발되는 고혈압을 감지할 수 있다. 연구팀은 운동 중 회복기의 혈압 추정 정확도가 0.75 정도였던 다른 감지 방식보다 높은 0.95의 연관성 지표(최소 -1 최대 1수치가 1에 가까울수록 예측이 실제값과 거의 일치)를 나타내는 등 높은 신뢰성을 증명했다.

정기훈 교수는 이번 연구는 운동 중 측정된 고혈압 실험을 통해 얻은 새로운 데이터를 기반으로, 웨어러블 초분광 PPG 센서가 운동 중 혈압 측정과 회복기 혈압 추적에서 중요한 역할을 할 수 있음을 증명했다라면서 초분광 PPG 기술은 향후 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 분야에 크게 기여할 것이라고 설명했다.

박정우 KAIST 박사 후 연구원(바이오및뇌공학과)이 주도한 이번 연구 결과는 국제학술지 어드밴스드 사이언스 4월 25일자에 게재됐다. 논문 제목은 웨어러블 초분광 광 혈류 측정 센서를 활용한 운동 유발 고혈압 진단(Wearable Hyperspectral Photoplethysmography allows Continuous Monitoring of Exercise-induced Hypertension)