잠잘 때 코 밑에 붙이면 '숨 멈춤' 잡는다… 한양대 '초박형 무선센서' 개발

이병훈 김성환 교수 연구팀 감응형 생체 반도체 전자문신 개발
호흡 데이터 스마트폰에 전송… 기존 전선식 검사 대체 기대

[파이낸셜뉴스] 한양대학교 연구진이 수면무호흡증 등 호흡 이상을 실시간으로 측정할 수 있는 인중 부착형 초박형 무선 센서를 개발했다. 코 아래 인중에 얇게 붙이면 수면 중 호흡이 멈추거나 약해지는 상태를 스마트폰을 통해 연속적으로 확인할 수 있어 기존 수면검사의 불편을 줄일 것으로 기대된다.

한양대 전기·생체공학부 바이오메디컬공학전공 이병훈·김성환 교수 공동연구팀은 실크 단백질과 천연 색소 멜라닌을 활용한 피부 부착형 방식의 수분 감응형 생체 반도체 전자문신(BSET, Bio-Semiconductor-Based Electronic Tattoo)'을 개발했다고 16일 밝혔다.

이 센서는 인중 부위에 문신처럼 얇게 붙이는 방식으로, 사람이 내쉬는 숨에 포함된 미세한 수분 변화를 전기 신호로 바꿔 호흡 상태를 측정한다.

호흡은 인체의 핵심 활력 징후로, 심정지나 수면 무호흡증 등을 진단하는 필수 지표다.

기존의 수면 다원 검사(PSG)는 환자의 몸에 20개 이상의 전선을 연결해야 해 비용이 높고 수면을 방해한다는 지적이 있었다. 반면 이번에 개발된 센서는 기존 가슴 부착형 웨어러블 기기처럼 몸의 움직임에 영향을 받지 않고, 실제 호흡 변화를 직접 감지할 수 있는 것이 특징이다.

센서 두께는 18마이크로미터(μm)로 사람 머리카락보다 얇다. 나노섬유 구조를 적용해 땀과 수분을 효과적으로 배출할 수 있도록 설계됐으며, 장시간 부착해도 피부 자극을 최소화했다고 연구팀은 설명했다.

함께 개발된 무선 통신 회로는 약 3g의 초경량으로, 한 번 충전하면 7시간 이상 스마트폰으로 호흡 데이터를 연속 전송할 수 있다.

연구팀은 실제 수면무호흡증 테스트에서 10~20초간 이어지는 무호흡 및 저호흡 현상을 정확하게 감지했으며, 달리기 등 움직임이 큰 상황에서도 안정적으로 호흡 변화를 기록했다고 밝혔다.

김성환 교수는 "기존 기계적 측정 방식의 한계를 넘어 수면 중은 물론 일상생활에서도 호흡 상태를 보다 편하게 확인할 수 있는 기술"이라며 "향후 임상 진단과 스포츠 헬스케어 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.

연구 성과는 센서 분야의 저명 국제학술지 'ACS Sensors]에 15일 온라인 게재됐다. 결과를 담은 논문은 한양대 권남영 연구원, 정태길 연구원, 이현지 연구원, 지인창 연구원, 샬릭 람 조시 연구원이 참여했고 이병훈 교수와 김성환 교수가 교신저자로 이름을 올렸다.

[e-mail] 이보미 기자