[더테크 이지영 기자] 혈압 측정용 커프 없이도 초음파를 활용해 혈압을 연속적으로 측정할 수 있는 피부 부착형 센서가 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다. 웨어러블 헬스케어와 스마트 의료 모니터링 기술의 핵심 요소로 주목된다.

국가과학기술연구회 산하 한국기계연구원은 AI로봇연구소 바이오기계연구실 허신 책임연구원 연구팀이 한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구센터 이병철 박사팀과 공동으로 저온 솔더 공정을 적용한 초음파 기반 비침습 혈압센서를 개발했다고 밝혔다.

이번에 개발된 센서는 PMN-PT 단결정 압전 복합소자를 기반으로 한 피부 부착형 구조로, 초음파를 이용해 혈관 직경 변화를 실시간으로 감지하고 이를 혈압 값으로 환산하는 방식이다. 연구팀은 저온 공정이 가능한 듀얼 사이드 SnBi 솔더 접합 기술을 적용해 고성능 압전소자를 유연 기판에 안정적으로 집적하는 데 성공했다.

센서는 5×4 배열의 초음파 트랜스듀서 어레이 구조로 설계됐으며, 초음파 빔이 피부를 투과해 혈관 벽에서 반사되는 신호를 분석한다. 이를 통해 심장의 수축기와 이완기에 따라 달라지는 혈관 직경 변화를 연속적으로 측정할 수 있다. 전체 두께는 0.5mm 이하, 무게는 1g 미만으로 장시간 착용도 가능하다.

기존 광학식 커프리스 혈압 측정 기술이 피부색이나 움직임, 조명 등 외부 환경에 영향을 받고 심부 혈관 측정에 한계가 있었던 반면, 초음파 기반 기술은 피부 깊은 혈관의 실제 변화를 직접 측정할 수 있다는 장점이 있다. 또한 딱딱한 기존 압전 소재 대신 유연한 구조를 적용해 착용성을 크게 개선했다.

성능 검증 실험 결과, 수축기와 이완기 혈압 측정 오차는 각각 ±4mmHg, ±2.3mmHg 이내로 국제 임상 허용 기준을 충족했다. 비침습 초음파 혈압 센서 중 세계 최고 수준의 정확도라는 평가다.

허신 책임연구원은 “커프 없이도 연속 혈압 측정이 가능함을 세계 최초로 입증한 기술”이라며 “향후 AI 기반 분석 기술과 결합해 개인 맞춤형 심혈관 질환 예측과 스마트 헬스케어 플랫폼의 핵심 기술로 발전시킬 것”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 산업통상부 소재부품기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.