KAIST, 무선으로 심혈관 실시간 모니터링…위험예측·관리 편의성 확보

심혈관 내 압력, 혈류, 온도 실시간 측정하는 무선 시스템

환자 사전 위험 예측 및 관리 가능, 장소 제한도 없어

[대전=뉴시스] KAIST의 이식형 무선 측정 시스템 모식도. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = KAIST는 전기및전자공학부 권경하 교수가 배터리 없이 실시간으로 심혈관 내 압력, 유량, 온도를 측정하고 심혈관 기능을 진단할 수 있는 무선 심혈관 임플란트를 개발했다고 24일 밝혔다.

현재 침상 모니터에 연결된 유선 테더(tether)와 센서를 동맥에 삽입해 동맥압과 혈류 속도 측정을 하고 있지만 유선 인터페이스가 심혈관 손상 및 감염이나 측정 정확도 저하로 이어질 수 있어 병원 내에서 움직이지 않는 환자를 위해 일시적 사용으로 제한된다.
 
전문 의료시설에 접근하지 않고 언제 어디서나 환자의 수술 후 모니터링을 지원키 위해 배터리 없이 무선으로 작동하는 임플란트 시스템 개발이 필요한 이유다.

이번에 권경하 교수팀은 미국 노스웨스턴대 김종욱 박사팀과 함께 무선통신 및 무선전력전송 기술을 활용해 심혈관 안에서 배터리 없이 실시간으로 압력, 유속 및 온도를 측정할 수 있는 이식형 무선측정시스템을 개발했다.

이어 연구팀은 배터리 없이 무선으로 동작하며 압력, 유속 및 온도를 측정하는 임플란트 기기를 만들어 돼지의 폐동맥 및 양의 대동맥과 좌심실에서 기존 임상 기기와 유사한 성능을 확보하는데 성공했다.

연구팀에 따르면 임플란트 장치는 혈관 내부에 삽입돼 압력, 유속 및 온도를 측정하는 바이오 센서와 하부피막층에 삽입돼 무선 전력 수급 및 무선 데이터 전송을 지원하는 무선 시스템으로 구성된다. 외부 웨어러블 장치는 무선 시스템을 제어하고 통신하는 사용자 인터페이스, 전력을 전송하는 외부 무선 전력 전송 모듈로 이뤄졌다.

이 기술은 가정 또는 병원에서 환자의 행동 제약없이 언제든지 모바일 모니터링을 할 수 있고 혈역학 기능을 객관적이고 정확하게 측정해 심장 환자의 치료와 삶의 질 개선에 큰 도움이 예상된다.

연구결과는 국제 학술지 네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)에 지난 11일 발표됐다.(논문명 : A battery-less wireless implant for the continuous monitoring of vascular pressure, flow rate and temperature).

연구를 주도한 권경하 교수는 "일상 활동 중 환자를 지속적으로 모니터링해 심장 장애를 진단하고 관련 치료를 평가하는 데 있어 효과적일 것으로 기대한다"며 "스텐트, 클립 및 보조판막 등 다양한 의료기기와 통합해 혈역학 매개변수의 정확한 추정 또는 임플란트의 기능을 모니터링하는데 활용 될 것"이라고 말했다.


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