ICT 기획시리즈 주간기술동향 2014. 8. 27. 생체신호모니터링디바이스기술및개발동향 전황수 ETRI 경제분석연구실책임연구원 chun21@etri.re.kr 1. 서론 2. 생체신호모니터링기술 3. 국외개발동향 4. 국내개발동향 5. 시사점 1. 서론세계적으로저출산과기대수명연장이인구고령화를초래하였고, 고혈압, 당뇨등만성질환의급증으로노인의료비부담이심각한사회문제로부각되고있다. 또최신의약품과치료기술의발달, 인구고령화로국가와개인의의료비부담이급증하여매년증가하는세계의료비지출을억제또는절감할필요성이대두되고있다 [1]. 생체신호모니터링 (Vital Sign Monitoring: VSM) 디바이스는웨어러블기기나신체에장착된센서를이용하여사용자의맥박, 혈압, 심전도, 체온, 혈당등다양한생체신호를측정ㆍ획득하는디바이스이다. 무선통신기술및웨어러블디바이스의발달로인체에접촉하지않고고통을주지않으며환자가의식하지못하는가운데생체정보를측정하는기술개발이이루어지면서헬스케어는일상적인건강모니터링체계구축단계로진화하고있다. 환자의안전을담보하고재입원을줄이기위해서환자의환경에알맞은고성능생체신호모니터링디바이스개발이필수적이다. 미국, 유럽, 일본등선진국들은생체신호모니터링을이용한첨단개인의료기기개발에박차를가하고있다 [2]. 생체신호모니터링디바이스를이용한단계별예방적일상관리의확대로의료비증가를억제할수있고, 비만등건강하지못한라이프스타일을모니터링하며, 질병발생률의 * 본내용과관련된사항은 ETRI 경제분석연구실전황수책임연구원 ( 042-860-5115) 에게문의하시기바랍니다. ** 본내용은필자의주관적인의견이며 IITP 의공식적인입장이아님을밝힙니다. 14 www.iitp.kr
ICT 기획시리즈 감소와발병이후의후유증도감소시킬수있다. 인구고령화를위한향후과제로기존의치료중심에서예방및건강증진으로패러다임을전환해야하며, 생체신호모니터링디바이스를적극활용하여의료비를줄이고효율성을제고할수있다. 본고에서는유망비즈니스모델로부상하고있는생체신호모니터링디바이스기술과국내외개발동향을분석한후우리에게주는정책적시사점을모색해보고자한다. 2. 생체신호모니터링기술 가. 기술 생체신호모니터링기술은크게생체신호시스템및센서기술, 생체신호측정기술, 생 정보전송방향 생체신호 측정기기디스플레이데이터센터 생체신호란? - 맥박, 혈압, 체온, 심전도, 혈당등 - 건강관리중요성증대로생체신호정보의모니터링관리기술부각 측정기술 - 모니터링시스템및바이오센서등고성능센서기술로생체정보획득및측정 정보전송기술 - 유무선통신기술이기반 디스플레이 - 생체신호정보를직접확인할수있는기기 - 주로스마트기기내애플리케이션형태로제공 정보수집및관리 - 데이터센터에서는정보수집 / 관리와결과를피드백하는서비스를제공 - 이상신호를감지할수있는솔루션및저장기술요구 < 표 1> 생체신호모니터링기술분류구분기술내용 시스템및센서기술 측정기술 전송기술 모니터링시스템기술 바이오센서기술 생체신호측정기술 생체정보전송기술 ( 그림 1) 생체신호모니터링기술개요도 - 환경감지센서, 생체센서및모니터링기술, 전송기술 - 소형, 경량, 저전력모바일센서기기 - 모바일기기탑재형, 다중만성질환진단 - 질병진단, 광응답형바이오센서분석기술 - 사용자신체나디바이스에부착된센서를통해사용자의심전도, 호흡, 체온, 혈당등생체신호를측정하는기술 - 많은연구개발이진행되고있고, 유무선통신기술과센싱기술발전으로시공간적확대가능 - 기존통신망을활용하여생체정보를전송 - 생체정보분석및추론기술은연구개발이활발하지않지만대용량생체정보분석기술에대한관심증대로앞으로많은연구개발이진행될전망 정보통신기술진흥센터 15
주간기술동향 2014. 8. 27. 체신호전송기술등으로분류할수있다. 생체신호시스템및센서기술은모니터링시스템기술, 바이오센서기술이있으며, 소형, 경량, 저전력모바일센서기기를채용한다. 측정기술은사용자의신체나디바이스에부착된소형센서를통해사용자의심전도, 호흡, 체온, 혈당등다양한생체신호를측정하는기술이다. 전송기술은기존통신망을활용하여생체정보를전송한다. 건강관리에대한관심이고조되면서개인용생체신호처리센서에대한연구가활발히진행되고있다. 운동할때심장박동을측정하는손목밴드, 운동선수들의머리부문충격을측정해주는패치등플렉시블센서는이미시장에출시되고있다. 센서는외부환경변화에상관없이안정되게생체신호를측정할수있고, 이동성과사용편의성을보장하며, 사용시간이길고비용이저렴해야한다. 센서들의종류도다양해져기존의심전도, 근전도, 뇌파, 체온을측정하는센서들의성능이향상되어호흡, 압력, 생체임피던스, 맥파전달속도등새로운형태의센서들이연구되고있으며활동범위도확대되고있다. 측정된신호들을압축하고가공하여필요한정보를추출해내는신호처리프로세서, 무선전송을하기위한통신시스템, 배터리없이센서를구동하기위한인체내에너지획득기술, 집적화된기준주파수생성기술들이포함되는등다양하고복합적인기능을갖춘센서시스템으로발전하고있다. 앞으로, 생체신호센서관련연구는많은진보된기술들을선보일예정이다. 생체신호센서의수요는점차증가하고이를충족시키기위한많은기술들이개발되고있으나실용화를위해서는해결되어야할과제들이많다. 나. 전망생체정보측정기술은최근 10 여년간많은연구개발이진행되어왔다. 정보의분석및추론기술은연구개발이아직활발하지않지만, 대용량생체정보분석기술에대한관심이고조되고있어앞으로연구개발이진행될전망이다. 생체신호모니터링디바이스는저렴한가격과편리한휴대성과기존에구축되어있는에코시스템을활용할수있다는점에서스마트폰이허브가되어다양한웨어러블기기들이연계된형태로시장이확대될것으로예상된다. 앞으로플렉시블한전자제품이개발되면다양한건강관리기기의제작이가능하며, 10 년후에는정교한무선개인의료기기가등장하여의사가환자의건강상태를지속적으로관찰, 진단할수있게됨으로써환자가주 16 www.iitp.kr
ICT 기획시리즈 ( 그림 2) 생체신호모니터링디바이스의발전방향기적으로병원을방문하지않아도될것이다. 당뇨, 고혈압등만성질환관리를위한생체정보측정기기로부터장래에현장즉시진단 (Point of Care Testing) 관점에서암, 감염질환등다양한질환을저비용으로진단할수있는진단기기가결합된한차원높은모바일헬스시대가열릴것이다. 현재는안경, 시계, 밴드, 셔츠등휴대형이다수를이루고있으나, 앞으로는디지털패치등신체부착형방식으로진화하고, 궁극적으로는센서나칩을인체에이식하거나스마트알약등생체이식형으로발전해나갈전망이다. 과학기술예측조사 (2012~2035, 국가과학기술위원회, 2012.2.) 에따르면생명ㆍ의료분야중생체신호모니터링디바이스관련미래기술의기술적실현시기를보면세계적으로는 2015~2021 년에구현될것이며, 국내에서는 2019~2023 년실현될것으로전망된다. 인체조직내에나노칩을이식하여건강상태를모니터링하는기술은세계적으로는 2021 년에구현되며, 국내에서는 2023 년경실현될전망이다. 피부생체정보기반건강모니터링기술은세계적으로는 2018 년에구현되며, 국내에서는 2023 년경실현될것이다. 실시간생체정보모니터링시스템이연동된맞춤형운동기구개발기술은세계적으로는 2015 년에구현되며, 국내에서는 2019 년경실현될것으로예상된다. 호흡으로질병을진단하는바이오센서기술은세계적으로는 2018 년에구현되며, 국내에서는 2022 년경실현될전망이다. 정상적활동이어려운노인의생체정보를실시간으로모니터링하여행동을보조하는기구는세계적으로는 2015 년에구현되며, 국내에서는 2019 년경실현될전망이다 [3]. 정보통신기술진흥센터 17
주간기술동향 2014. 8. 27. < 표 2> 생체신호모니터링관련미래기술의실현시기 분야 기술적실현시기 국내세계격차 ( 년 ) 기술수준 인체조직내에나노칩을이식하여건강상태를모니터링하는기술 2023 2021 2 후발 피부생체정보기반건강모니터링기술 2023 2018 5 후발 실시간생체정보모니터링시스템연동된맞춤형운동기구개발기술 2019 2015 4 추격 호흡으로질병을진단하는바이오센서기술 2022 2018 4 추격 정상적활동이어려운노인의생체정보를실시간으로모니터링하여행동을보조하는기구 < 자료 >: 국가과학기술위원회, 과학기술예측조사 (2012~2035), 2012. 2. 2019 2015 4 추격 3. 국외개발동향미국, 일본, 유럽등은대학및연구소를중심으로기초원천연구가수행되고있고, 기업들은모니터링디바이스의상용화에박차를가하고있어일부기기들이시판되고있다. 미국은 MIT, 일리노이주립대등대학이전자피부개발이나기초연구를담당하고, 애플ㆍ구글ㆍ마이크로소프트ㆍ IBM 등 IT 업체들은안경형, 시계형등휴대형생체신호모니터링디바이스나솔루션개발에주력하고있는반면, 핏빗ㆍ나이미등벤처업체는밴드형이나라이프셔츠등디바이스개발에중점을두고있다. 일본의생체정보모니터링기술개발은대기업을중심으로개량연구등응용연구에치중하고있으며, 기초과학분야의취약부분은미국의대학, 기업체등과전략적제휴관계를맺어극복하고있다. 유럽은대학이나연구소가스마트콘택트렌즈나기초연구를수행하고, 필립스나아디다스등대기업은시계형이나솔루션등제품상용화에초점을맞추고있다. 휴대형생체신호모니터링디바이스는측정가능한센서를내장하여안경, 밴드, 반지, 손목시계형으로개발하는방식과스마트섬유로불리우는전자섬유를통해직접개발하는의복형방식으로구분된다. 안경형은액센추어와필립스가구글글래스를이용하여생체신호를체크하고있고, 반지형은 MIT 가건강측정기를, 시계형은아디다스와 Polar 가, 밴드형은소니ㆍ핏빗이개발하고있다. 스마트의류는바이오매트릭스, 액센추어랩, Sensatex, 필립스가상용화해서일부는시판되고있다. 스마트섬유는웰니스분야에적용되기위해서신호전달소재개발, 플라스틱광학섬유직물을이용한웨어러블네트워크기반기술개발, 스마트직물용다기능성생체보호필라멘트제조기술개발등의제품화기술개발이필요 18 www.iitp.kr
ICT 기획시리즈 하다. 스마트의류는실용화단계를거쳐상용화되고있으며, 이라크전쟁시미군특수군 복이등장하여병사의위치, 혈압, 맥박, 심장박동, 호흡, 칼로리소모량등상태를측정하 < 표 3> 국외의휴대용디바이스개발동향구분 안경 반지 시계 밴드 액센추어필립스 MIT 건강측정기 아디다스스마트런 핏빗플렉스 소니스마트밴드 액센추어랩라이프셔츠 Sensatex 스마트셔츠 이탈리아 Wealthy Project 필립스 MyHeart Project 내용 - 구글글래스를이용하여환자의체온ㆍ맥박ㆍ호흡ㆍ혈압등을체크하면서수술하는시험영상을공개 - 환자의신체현상을체크하는각종의료기기가모두구글글래스와연결되어의사가 오케이글래스 라는말과함께필요한정보를물으면체온과혈압등이안경화면에표시 - 반지보다는크지만손가락에착용해혈압, 맥박, 체온등건강정보측정 - 건강정보는무선인터넷을타고병원으로전송되며, 반지형은쉽게정확히혈압을잴수있음 - 와이파이와블루투스를지원하고 GSP, 가속도센서를탑재하여데이터의송수신가능 - 심장박동수추적기능, 맞춤형트레이닝프로그램, 마라톤모드등기능을탑재, 마이코치 (micoach) 와동기화기능을지원하며블루투스를이용하여무선헤드폰으로음악을전송 - 핏빗 (Fibit) 사는 2013 년 1 월수면상태정보나음식섭취정보까지추적할수있는 핏빗플렉스 (Fibit Flex) 를출시 - 건강관리정보를인터넷이나스마트폰으로확인할수있어, 이용자가운동을하도록자극을받게되며, 수면시간과뒤척인횟수를센서로측정해수면습관을알려줌 - 소니가 2014 년 2 월에공개한스마트밴드 SWR10 은위치정보, 수면패턴, 심박수등을기록, 스마트폰을통해건강상태분석 - 라이프케어애플리케이션인 라이프로그 와연동하여칼로리ㆍ운동량ㆍ활동정보등을기록하고관리 - 환자가호흡등에이상있을시라이프셔츠에장착된센서가감지해의료기관과연계된콜센터로경고신호를보냄 - 확인한의료진이수집된데이터를토대로후속조치를취함 - 센사텍스 (Sensatex) 가개발한스마트셔츠는광섬유와전기전도성섬유를이용하여심전도, 체온등을측정하여외부에전송 - 티셔츠에칩형태의센서를내장하여병사들의총탄상처감지나생체징후관찰이가능 - 이탈리아가개발하고있는 Wealthy 프로젝트는특별히제작된셔츠를착용하여생체신호정보를기록하는의복형측정시스템 - 2006 년바르셀로나에서공개되었는데, 스텐레스와이어를장착하여호흡활동, 체온등을기록 - 필립스의 MyHeart 프로젝트는 EU 내 10 국의 33 개기업, 연구소, 대학등이공동으로의복형생체신호측정시스템을개발 - 질병의치료보다는예방에중점을두고심장병을예방하기위해센서와전자장치를신체에부착하여탐지 < 자료 >: Gartner, Cool Venders in Wearable Electronics for Health and Fitness, 2013, 2013. 4, 한태화외, 웰니스서비스를위한디바이스활용사례, NIPA, 주간기술동향, 2014. 4. 2. 등재정리 정보통신기술진흥센터 19
주간기술동향 2014. 8. 27. 는센서를통해상황실에전송하고군의관은데이터를분석해치료순서를결정한다. 신체부착형디바이스는생체친화소재를적용하고약물전달기술을접목시킨다. 대표적 으로전자피부, 바이오스탬프, 전자문신, 전자온도계, 스마트콘택트렌즈등이있으며, 일 리노이대, 모토로라, MC10 등이상용화에주력하고있다 [4]. < 표 4> 해외의신체부착형디바이스개발동향 전자피부 바이오스탬프 전자문신 전자온도계 스마트콘택트렌즈 구분 일리노이대전자피부 MC10 바이오스탬프 모토로라전자문신 일리노이주립대전자온도계 구글스마트콘택트렌즈 스위스연방연구소스마트콘택트렌즈 내용 - 2011 년 8 월에피부에붙여체온, 뇌파, 심장박동등을측정하는초소형전자회로개발, 늘어나고휘고비틀려도손상없음 - 근육의움직임, 심장의박동, 뇌파의변화를측정하여무선전송 - 반투명밴드로피부에붙이면심장, 근육, 두뇌관련데이터를모니터링하여전송, 회로구성은 ECC 센서, EEG /EMG( 뇌파 / 근전도 ) 센서, 온도센서, 스트레스게이지탑재 - 2013 년 5 월에 전자문신 (Electronic Skin Tattoo) 개발을발표했으며, 목에패치형태로부착하면혈관의미세한전기적자극데이터를스마트기기로전달 - 일리노이주립대로저스박사팀은순간적인온도변화까지도섬세하게감지할수있는착용형디지털온도계개발시작 - 렌즈사이얇은막에들어있는머리카락굵기안테나와센서가눈물성분을분석하여데이터를사물인터넷전송 - 혈당수치를재려고일일이손가락을찌르는번거로움을덜수있고, 정밀한데이터를기반으로인슐린투입 - 1 마이크론두께의고분자플라스틱을감싸는투명회로를개발하고있으며, 콘택트렌즈를착용하면안압을측정하여녹내장여부를판별하고, 심박수등을기록하여무선으로휴대폰에전송하는디지털문신도개발중 < 자료 >: Gartner, Cool Venders in Wearable Electronics for Health and Fitness, 2013, 2013. 4, 한태화외, 웰니스서비스를위한디바이스활용사례, NIPA, 주간기술동향, 2014. 4. 2. 등재정리 생체이식형디바이스는생체친화소재를적용하고약물전달기술을접목시켜시술효과가개선되고부작용은감소시킨다. 생체친화소재및소재코팅기술을사용하여신체거부반응을줄인인체삽입형의료기기가등장하고있으며칩ㆍ센서이식, 스마트알약등이있다 [5]. 20 www.iitp.kr
ICT 기획시리즈 < 표 5> 국외의생체이식형디바이스및기초연구구분내용 - 당뇨병환자가혈당수준을측정할수있는전자기기기 Doxcom - 무선센서를피부안에심어서혈당수치변화를외부 Seven Plus 에있는 Seven Plus 디아비스에전송하면환자는혈당수치파악 - 미조지아공대엘렌교수는이식형혈류측정센서를개칩 / 센서이식형발혈류측정센서 - 혈압, 혈류속도를동시에측정할수있음생체 - 독일 Campus Micro Technologie es 는이식가능한이식형압력센서를개발했으으며, 수술후지속적으로두개내압력센서압측정이필요한수두증치료에이용 - 헬리우스 (Helius) 는환자가삼키면위속에들어가녹 Proteus 으며생긴화학반응으으로환자의장내온도, 맥박을비스마트알약롯한생리정보를웨어러블기기로전달, 데이터는의 Helius 스마트사의 PC 로전송알약 - 2013 년 5 월알약형태의비밀번호호를개발했으며, 전모토롤라자칩이들어간알약을삼켜비밀번호호를대체스마트알약 - 위속에있는전해질을동력으로쓰며 18 비트신호를보냄 Medtronic - 미국의임플란트의료기기업체인 Medtronic 사가개 Brain 발한 Brain Stimulat tor 는환자의뇌에이식하여파킨 Stimulator 슨병, 간질등의치료에적용임플란트 - 미국국의 Cochalear 사가개발한 Cochalear Implant 는디바이스작고정교한디바이스로마이크로폰, 음성프로세서, Cochalear 트랜스스미터등으로구성 Implant - 귀에이식하여청각장애자가음성을잘들을수있도록돕는기능 < 자료 >: Gartner, Cool Venders in Wearable Electron nics for Health and Fitness, 2013, 2013. 4, 한태화외, 웰니스서비스스를위한디바이스활용사례, NIPA, 주간기술동향, 2014. 4. 2, 김대건, 웨어러블디바이이스동향과시사점, 정보통신방송정정책, 제25 권 21 호, 2013. 11, pp.8-11 등 4. 국내개발동향국내에서는삼성전자나 LG 전자등이시계, 밴드등휴대형디바이스를개발하고있고, ETRI, KAIST T, 서울대등은바이오패치및기초연구구에치중하고있으며, 생체이식형은연구가미미한수준이다. 바이오넷, 태웅메디칼, 보템등중소벤처처기업들은기술수준및부가가치가비교적낮은심박변이도검사장비나환자감시장치등특정기능을갖는휴대형메디칼디바이이스개발에특화하고있다. 휴대형디바이스는스마트폰, 밴드형, 셔츠형, 솔루션, 의료디바이스가주종을이루고있으며, 대기업업은스마트폰폰과밴드형, 솔루션에집중하고있다. 삼성전자는스마트폰갤럭시 S5 와밴드형기어핏에심박센서를탑재하여심박수를측정하하고운동량을확인할수있 정보통신기술진흥센터 21
주간기술동향 2014. 8. 27. 는데, 애플, 구글, 마이크로소프트, 소니등과경쟁하면서세계시장을겨냥해개발에박차를 가하고있다. LG 전자는밴드형라이프밴드터치를공개하여헬스케어기능에초점을맞추 고있고, 셔츠형은 ETRI 의바이오셔츠와 KAIST 의직물장착건강모니터링칩이있다. 솔루션은체중, 혈당, 혈압정보를스마트폰으로전송ㆍ기록하는건강관리애플리케이션인 삼성전자의 S- 헬스와경북과학기술원이추진하고있는웰니스휴먼케어서비스가있다 [6]. < 표 6> 국내의휴대용디바이스개발동향구분 스마트폰 시계형 밴드형셔츠형 의료기기밴드형 셔츠형 삼성전자갤럭시 S5 스포닉스엑스코치 삼성전자기어핏 LG 전자라이프밴드터치 ETRI 바이오셔츠 KAIST 직물장착건강모니터링칩 KAIST 수면관련생체신호시스템 KAIST 초소형스마트침 내용 - 2014 년 3 월에공개하였으며, 스마트폰 갤럭시 S5 에심박센서를탑재하여심박수측정을통해정확한운동량관리등을할수있는등헬스케어강화 - 운동하면서자신의심박수를간편하게볼수있게해주는휴대용심박수측정기로서자신의운동강도를매순간스스로조절할수있음 - 2014 년 2 월에공개하였으며, 심박센서를장착하여심박수를측정하고, 운동량을확인하며, 시계화면상에메일및문자, 일정, 알람, 전화수신여부등주요앱정보를알려줌 - 1.84 인치커브드슈퍼아몰레드디스플레이탑재, 무게 27g, 완전충전시최대 5 일, 평균 3~4 일이용 - 2014 년 1 월 CES 에서손목밴드인 라이프밴드터치 를공개 - 사용자의움직임을추적하여칼로리소모량과걸음수, 움직인거리등을알려주는등헬스케어기능에초점 - 심전도, 호흡, 운동량등생체신호를모니터링하는바이오셔츠개발, 천소재센서가내장된의복과측정된생체정보를처리하여무선전송하는생체신호처리모듈구성 - 건강관리및비만관리는물론이고운동과기록관리에도활용되며, 소방관, 군인등의위급상황감시에활용 - KAIST 유회준교수팀은 2008 년 2 월에직물장착용건강모니터링시스템을개발 - 옷을만드는직물자체에전자회로를구성하고그속에적은전력으로작동하는개인건강모니터링칩장착 - KAIST 유회준교수팀은 2011 년 3 월에환자가집에서잠자는동안심장박동이나뇌파, 호흡등의생체신호를자동으로측정, 저장하는 가정형수면다원검사시스템 을개발 - 환자는자료를의사에게전송, 원격진료도할수있음 - KAIST 유회준교수팀은 2012 년 3 월에동전만큼작은크기로환자상태를실시간으로모니터링할수있는 초소형스마트전기침 을개발 - 한의원에서사용하는침보다훨씬작고가벼우며뛰어난성능을갖고있으며, 가격은 100 분의 1 이하 < 자료 >: 한태화, 민경필, 손재기, 웰니스서비스를위한디바이스활용사례, 주간기술동향, 2014. 4. 2, 전황수, 차세대 PC 웨어러블디바이스시장및개발동향, NIPA, 주간기술동향, 2014. 3. 12, 관련내용을재정리 22 www.iitp.kr
ICT 기획시리즈 생체부착형디바이스는신체에부착한센서를통해심전도, 호흡, 운동량등생체신호 를모니터링하는데, ETRI 의바이오패치와서울대의반창고형바이오패치가있다. 기업들 은아직개발하거나상용화가준비되어있지않다. ETRI 의바이오패치는심전도, 호흡, 운동량등생체신호를모니터링할수있고, 서울대의바이오패치는피부부착형웨어러블 나노소자로운동장애질환의발병여부를점검하고측정결과를메모리에저장하며저장정 보의패턴을분석한다. 서울대서양갑교수팀은사람피부에있는섬모를본뜬고감도다 기능센서를개발하여인공피부센서의료기기개발에새로운지평을열었다 [7]. < 표 7> 국내의신체부착형디바이스개발동향 바이오패치 의료기기밴드형 구분 ETRI 바이오패치 서울대반창고형바이오패치 서울대다기능센서 내용 - ETRI 는심전도, 호흡, 운동량등생체신호를모니터링할수있는바이오패치를개발 - 몸에직접부착하여생체신호를측정하는모듈로일회용실전도전위센서를착탈식으로붙일수있도록구성 - 서울대화학생물공학부김대형교수팀은 2014 년 3 월에 피부부착형웨어러블나노소자 를개발 - 반창고처럼피부에붙여파킨슨병과같은운동장애질환의발병여부를점검하고, 측정결과를메모리에저장 - 서울대기계항공공학부서양갑교수팀은 2012 년 8 월에사람피부에있는섬모를본뜬고감도다기능센서개발 - 주형을만들고고분자액체를흘리는간단하고저렴한공정을거쳐기판에나노미터크기의섬모가붙은센서제작 < 자료 >: ETRI 바이오패치개발, 연합뉴스, 2011. 5. 18, 반창고형바이오패치개발 문화일보, 2014. 5. 14, 다기능초감도센서개발, 교과부, 2012. 8. 7. 생체이식형디바이스는기술적난이도로인해아직개발이활성화되지않고있다. 계 명대동산의료원은세계최초로인체삽입형무전지심전도센서를개발하였다 [8]. < 표 8> 국내의생체이식형디바이스및기초연구현황 삽입형 구분 계명대無전지심전도센서 < 자료 >: 무전지심전도센서개발, 동아일보, 2013. 11. 16. 내용 - 계명대동산의료원연구진은 2013 년 11 월에 인체삽입형無전지심전도센서 를개발 - 신체의전흉부, 쇄골밑, 팔등세부분에 30 5mm 크기의소형센서를이식하여심전도가무선통신을통해수신단말기와중앙서버에전송되어의료진이부정맥을진단 - 질병예방과진단, 사망률을낮추는데에획기적역할기대 정보통신기술진흥센터 23
주간기술동향 2014. 8. 27. 5. 시사점첫째, 핵심원천기술및센서기술개발이다. 선진국에비해기술격차가큰센서네트워크기술, 융합바이오기술, 산업용섬유기술, 시스템반도체기술, 생체현상계측기기등원천핵심기술을정부주도로집중개발하고, R&D 투자확대및국제표준화추진을통해기술경쟁력을강화해야한다. 또심장박동, 피부전기저항, 뇌파, 체온등각종생체정보를측정하는의료용센서기술, 인체의 ph 농도, 염도등을측정할수있는생화학센서, 온도, 습도, 오존지수, 자외선지수등센서기술개발이필요하다. 둘째, 생체신호감지를위한플렉시블디바이스및디스플레이개발이다. 휴대형디바이스중손목형기기는심박수측정등에용이해향후헬스케어제품으로진화할가능성이높은데, 이를위해서는화면곡률과해상도가개선되어야한다. 정확한생체신호감지를위해서는손목에더밀착된형태의기기가필요하며, 곡률 20mm, 픽셀집적도는 880ppi 의플렉시블디스플레이가요구된다. 전자잉크, 그래핀등과같은새로운소재를이용하여휘어지고종이처럼접을수있는형태변형이가능한유연전자기술이필요하다. 셋째, 웨어러블의료기기의배터리수명연장이다. 짧은배터리수명이휴대형디바이스의확산에장애가되고있으며, 기기특성상소형배터리로장시간을버텨야하기때문에기술적돌파구가필요하다. 웨어러블디바이스에서반도체나저장용량, 네트워크속도는늘고있으나, 배터리기술은정체된상태로구글글래스의배터리지속시간은 5 시간미만이다. 제조업체들은전력소비를줄이기위해스마트폰이나무선액세스포인트등의네트워크허브에의존하고있으며, 디스플레이의화소를늘리는데제약을받고있다. 웨어러블디바이스를위한플렉시블배터리기술이개발중이지만현재수준으로는 3 일에서 5 일정도사용이가능할뿐이다. 상용화까지는 1~2 년이소요될전망이다 [9]. 넷째, 의료정보의해킹가능성차단과보안기술개발이다. 의료분야에서의해킹가능성은딕체니전미부통령이 2013 년자신의가슴에심은자동심장세동제거기 ( 細動除去器 ) 무선기능을차단했는데, 이는웨어러블디바이스의일종으로불규칙한심장박동을감지하여전기충격으로통제가가능한기기로서테러리스트가세동제거기를해킹하여목숨을뺏을수있다는우려때문이다. 스마트워치는무선통신으로스마트폰등다른장비나애플리케이션에접속할수있고, 기업데이터, 애플리케이션과연동되어내부정보의유출가능성이있다. 사생활침해등을방지하고해킹문제를해결할수있는보안기술개발 24 www.iitp.kr
ICT 기획시리즈 이필요하다 [10]. 다섯째, 법ㆍ제도정비이다. 삼성 갤럭시 S5 와웨어러블디바이스 기어 2, 기어피트 는심박센서를탑재하여 의료기기인가? 모바일기기인가? 라는의료기기규제범위를두고논란을야기하고있다. 심박수를체크하는기능은의료기기법에따라의료기기품목허가를받아야하기때문에생체신호모니터링디바이스의발전을가로막는장애물이될수있다. 생체신호모니터링디바이스의새로운기능이추가되는데대해법적으로문제가없도록규제범위등관련법제도절차가정비되어야한다 [11]. 마지막으로에코시스템전반의협업이다. 생체신호모니터링을포함한모바일헬스영역은윤리적, 법적, 사회적으로가장민감한헬스케어영역의혁신을추구하는영역으로서, 이에대한정부, 병원, 의료기기사업자, 소비자등의료에코시스템전반의합의가필수적이다. 각계의적극적협업을통해글로벌의료계의핵심과제인 비용 / 품질 / 접근성 의이슈를저비용으로보다많은환자에게높은수준의의료서비스제공을해소해야한다. < 참고문헌 > [1] 대양이티엔씨컨소시엄, 웰니스산업의비즈니스모델분석을통한산업발전방안연구, 정보통신산업진흥원, 2012. 1. 21., pp.1-2. [2] 내심장에귀를대는 IT 업계, 조선일보, 2014. 5. 31. [3] 과학기술예측조사 (2012~2035), 국가과학기술위원회, 2012. 12. [4] 생체공학의진화, 조선일보, 2014. 4. 24. [5] 진화하는생체 IoT, 매일경제신문, 2014. 5. 7. [6] 인간생체신호 24 시간모니터링건강체크, 디지털타임스, 2013. 5. 16. [7] 미세한생체신호관찰가능한의료기기개발길열려, 아주경제, 2012. 8. 7. [8] 인체삽입형심전도센서세계최초로개발, 문화일보, 2013. 11. 14. [9] 웨어러블기기시장물꼬, 디지털타임스, 2014. 3. 3. [10] 아직해결할것이많은웨어러블기기, 전자신문, 2014. 2. 28. [11] 심박센서단삼성피트규제덫걸리나, 매일경제신문, 2014. 2. 27. 정보통신기술진흥센터 25