혈압을 실시간으로 측정하는 스마트 e 타투

(Credit: University of Texas at Austin)

지속적으로 높은 혈압을 방치하는 경우 심근경색이나 뇌졸중 등 중대한 질병을 겪게 될 위험성이 크게 높아집니다. 다행히 좋은 고혈압 약물이 많이 개발되어 약물만으로도 조절이 잘 되기는 하나 혈압을 지속적으로 측정하는 일이 상당히 번거로운 일 중 하나입니다. 집에서도 쉽게 혈압을 잴 수 있기는 하나 하루 중 혈압 변화를 알기 위해서 매번 측정할 순 없기 때문입니다. 지속 혈당 모니터링과 함께 지속 혈압 모니터링은 중요한 기술적 도전 중 하나입니다.

텍사스 대학 및 텍사스 A&M 대학 (The University of Texas at Austin and Texas A&M University)의 연구팀은 그래핀 소재를 이용한 e 타투 (e-tattoo) 혹은 전자 문신에서 답을 찾았습니다. 현재 손목형 혈압 측정기가 나와 있기는 하지만, 이것만으로 혈압을 지속적으로 측정하는 일은 쉽지 않습니다. 커프에 압력을 줘서 측정하는 경우 착용자에게 상당한 불편감을 줄 뿐 아니라 배터리 사용 시간도 길지 않습니다.

대안으로 생각할 수 있는 것은 빛을 이용해 혈관의 움직임이나 압력을 간접 측정하는 것인데, 스마트 와치나 밴드의 경우 위치가 계속 이동해 정확히 동맥에서 측정이 어렵고 피부색에 따라 측정값에 차이가 난다는 문제점이 있습니다.

연구팀이 개발한 e 타투는 피부에 그래픽 전자 잉크를 붙이는 방식으로 기본 방수가 가능하고 피부에 밀착해 이런 문제를 피할 수 있습니다. 또 방수 능력이 탁월해 일상 생활에 지장이 없고 땀에 의한 문제도 피할 수 있습니다.

e 타투가 커프 없이 혈압을 측정할 수 있는 원리는 생체 전류를 측정하는 바이오 임피던스 (bioimpedance)입니다. 보통 체지방 및 근육량을 측정하는데 사용하지만, 전류는 동맥도 통과하므로 동맥 위에 있으면 동맥의 크기 및 압력을 추정할 수 있습니다. 다만 정확도는 높지 않기 때문에 연구팀은 머신 러닝 기법을 이용해 예측 정확도를 올렸습니다.

(동영상)

아직은 기초 연구 단계이지만, 만약 혈당이나 혈압을 간편하게 지속 측정할 수 있다면 만성 질환 환자 관리에 있어 획기적인 일이 될 것입니다. 앞으로 스마트 기기나 웨어러블 기기와 통합될 수 있을지도 궁금합니다.

참고

https://phys.org/news/2022-06-blood-pressure-e-tattoo-mobile.html

Roozbeh Jafari, Continuous cuffless monitoring of arterial blood pressure via graphene bioimpedance tattoos, Nature Nanotechnology (2022). DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w. www.nature.com/articles/s41565-022-01145-w

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