ETRI 스마트 헬스케어 기술
생체신호 모니터링 시스템으로 효율적인 건강관리 하자
스마트 디바이스 산업의 확장으로 의료 분야에도 스마트 바람이 불고 있다. 지난해 12월 6일 한국무역협회와 한국전자통신연구원(ETRI)이 공동으로 개최한 ‘서비스 산업의 IT 기술 도입 설명회’에서 ETRI 융합기술연구부문 바이오의료IT융합연구부의 김승환 책임연구원이 발표한 ‘스마트 헬스케어 기술’의 내용을 정리했다.
스마트 헬스케어
ETRI는 10여 년 동안 의료에 IT를 융합한 기술을 연구해왔다. 기존에는 u-헬스, e-헬스 등의 다양한 형태의 IT를 의료에 융합한 새로운 개념의 서비스에 대한 얘기들이 많이 있었다. 최근 들어서는 스마트 헬스케어에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 이유는 크게 3가지로 나눌 수 있겠다.
첫 번째는 고령화로 인한 급속한 인구구조 변화이다. 국내 65세 이상의 인구가 11%가 넘어 이미 고령화 사회에 진입했다. 2018년에는 고령 사회가 될 것이며, 2026년경에는 5명 중 한명이 노인 인구로 초고령 사회가 될 것으로 예측하고 있다.
두 번째는 그만큼 아픈 사람이 많아지기 때문에 의료 서비스에 대한 수요가 급격히 늘어난다는 것이다. 따라서 의료비용이 급증하게 될 것이다. 미국의 경우 GDP 대비 15%가 의료비로 지출되는 것으로 조사되었다.
세 번째는 의료수요가 많아짐에 따라 공급자인 전문 의료 인력이 부족해지고 있다는 것이다. 미국의 경우 약 12만 명의 간호사가 부족하다고 한다.
고령사회를 대비하고 신산업의 육성에 대한 필요성이 늘어나는 등 여러 가지 사회적 환경 변화에 따라 IT와 의료를 융합하는 기술에 대한 요구가 증대되기 시작했다. 그 중에 대표적인 것이 스마트 헬스케어이다.
IT와 의료의 융합을 통해 건강관리, 질병관리, 생활 관리를 도모하고, 고령화에 따른 문제를 해결하며, 고효율 의료서비스를 제공받을 수 있다. 또한, 의료서비스의 소외계층을 해소할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
1990년대에는 원격 진료(Telemedicine)가, 2000년대 들어서면서 e-헬스가 주목받기 시작했고, 2000년대 중반에는 u-헬스가 이슈 되었다. 최근에는 스마트 헬스케어에 대해 많은 논의가 이뤄지고 있다.
스마트 헬스케어는 정보통신과 의료를 연결하여 언제 어디서나 질병의 예방과 진단 사후 관리 서비스를 제공 받는 것을 의미한다. 실제로 스마트 헬스케어가 적용되면 24시간 1년 내내 개인의 건강은 물론 가족의 건강을 모니터링 하고 관리할 수 있다.
거울에 카메라와 센서를 통해 안색을 체크하거나 맥박을 재는 거울을 개발하는 연구도 이뤄졌다. 수면 중의 건강 상태를 체크하거나 수면 자세에 대한 정보를 분석하기도 한다. 이와 관련하여 ETRI에서는 10년 넘게 여러 가지 센서 디바이스, 스마트 헬스케어를 가능하게 하는 서비스 시스템 등에 대한 연구를 해오고 있다.
스마트 헬스케어 기술
생체신호 모니터링 시스템
ETRI가 개발한 스마트 헬스케어 기술은 이미 기업에 기술이전 한 기술도 있다. 그 중 하나인 생체신호 모니터링 시스템은 바이오 셔츠/바이오패치, Activity Monitor, 건강 벨트 등 3가지가 있다.
바이오 셔츠는 건강을 체크할 수 있는 센서를 옷에 내장하는 시스템으로, 2002년 기획하고 2003년 연구 개발하여 현재 상용화 수준까지 개발되어 있다.
처음 기획 단계에서는 마라톤 복을 비즈니스 모델로 삼았었다. 마라톤 열풍이 불면서 종종 사고가 일어나기도 했는데, 이러한 운동복을 입는다면 사고를 예방할 수 있을 것으로 판단했다.
바이오 셔츠는 심박수, 호흡수, 속도 등을 실시간으로 측정해 알려주는 시스템이다. 적정 수치를 설정해두고 범위를 벗어날 때 알려줌으로써 위급한 상황을 미리 예방할 수 있다. 심박수, 호흡, 속도 등의 정보는 메모리에 저장되어 개인의 데이터 분석이 가능해 훈련에도 도움을 줄 수 있다.
바이오 셔츠는 센서가 내장된 옷(몸에 밀착되는 소재)과 센서로부터 얻어지는 정보를 처리, 저장, 전송하는 디바이스로 구성된다. 디바이스는 옷에 탈부착 가능한 형태로 세탁 시에는 디바이스를 분리하고 센서가 장착된 옷은 세탁이 가능하다.
이 시스템은 운동복뿐만 아니라 병원에서 환자복에 활용하여 환자의 상태를 지속적으로 모니터링 할 수도 있고, 몸에 붙이는 패치 타입의 모니터링 시스템으로도 개발되어 있다.
한편, ETRI의 Activity Monitor는 운동, 비만 관리에 쓸 수 있는 활동량 측정기, 칼로리 소모량 측정기를 개발한 것이다.
운동을 얼마나 했는지 걸음 수뿐만 아니라 가속도 센서를 이용해 속도와 방향을 측정하고, 올라가는지 내려가는지 측정이 가능한 시스템으로 정확한 칼로리 소모량을 측정할 수 있도록 했다.
칼로리 소모량은 정확하게 측정하는 도구로 호흡 가스 분석기를 이용해 에너지 대사량 측정을 통해 모니터링 한다.
젊은 층의 사람들은 만보기 착용을 꺼려하는데, 요즘의 트렌드는 예쁘게 만들고, 눈에 보이지 않게 만드는 것이다. 그래서 벨트나 팔찌 형태로 기술을 적용해 시스템이 만들기도 하지만 특히 팔찌 형태는 정확도가 매우 떨어진다는 한계점이 있다.
반면, 벨트 형태의 시스템은 허리둘레를 측정할 수 있도록 만들어 복부 비만 관리를 할 수 있다.
다양한 형태의 시스템
ETRI가 개발한 스마트 헬스케어 시스템으로는 스마트 신발, 낙상 감지 시스템, 약복용 관리 시스템, 건강생활 관리 시스템 등이 있다.
스마트 신발은 신발에 센서를 장착해 걸음걸이, 보행 패턴을 분석할 수 있는 기술이 적용되었다. 요즘에는 보행 자세를 교정해 주는 기능성 신발이 많이 나오고 있다. 걸음걸이가 건강과 밀접한 관계가 있다고 생각해 기능성 신발에 대한 요구가 많다.
이러한 기능성 신발을 만들 수 있도록 신발에 가속도 및 압력센서를 부착해 운동에 관련된 정보를 얻을 수 있고, 스마트폰 연동으로 모니터링 할 수 있다.
낙상 감지 시스템은 초소형 관성 계측 센서를 이용하여 낙상을 감지하고, 낙상 발생시 관제센터에 즉시 통보되어 위급상황에 신속하게 대처할 수 있게 해주는 토탈 서비스 시스템이다.
스마트 약상자와 서버로 이뤄져 있는 약복용 관리 시스템은 서버에 약 처방 내용을 입력하면 스마트폰 연동으로 약복용에 대한 안내를 해주는 시스템이다.
건강생활 관리 시스템은 일상에서 일어나는 다양한 인간의 행위를 자동으로 추적(인식, 추론)하고, 행위 모니터링 관련 응용 서비스를 제공하는 기술이다.
다양한 개인 건강 기기로부터 헬스케어 서비스를 지원받기 위한 건강관리용 홈 헬스 플랫폼은 디바이스에서 축적된 정보를 모을 수 있는 게이트웨이, 게이트웨이에서 서버/서비스 센터로 보낼 수 있는 형태로 구성되어 있다. 이는 IEEE 11073 Personal Health Device 국제 표준 호환이 되도록 개발되었다.
또한, 건강 측정 및 과거 이력 조회를 위한 쉬운 고령자 인터페이스를 제공하고, HL7 CDA 국제 의료 표준을 통한 유니버설 헬스 매니저의 연동을 지원하고 있다.
안은혜 기자 (atided@hellot.net)
