코로나19, 노인인구 증가 등에 업고 진화하는 웨어러블 의료기기

"환자가 자신의 건강과 웰빙에 보다 적극적으로 개입할 수 있을 것"

실시간 건강 모니터링 맞춤형 의료 및 현장진단기술의 필요성이 증가하면서 웨어러블 의료기기 개발에 속도를 내고 있다. ©픽사베이

웨어러블 의료기기 발전 속도가 눈부시다. 특히 코로나19 팬데믹 경험과 노인인구 증가 등으로 웨어러블 및 바이오센서 개발을 가속화한 것이 주효했다는 평가다. 

최근 해외 매체 ‘메디컬 디자인&아웃소싱’은 “코로나19, 노인인구 증가 등으로 실시간 건강 모니터링 맞춤형 의료 및 현장진단기술의 필요성이 증가했다”며 “이런 필요성이 웨어러블 의료기기 발전을 부추기고 있다”고 전했다. 

웨어러블 의료기기는 몸에 부착해 다양한 건강 필수 요소와 운동 요법을 모니터링하고 수집하며 해당 데이터를 의료 전문가에게 실시간으로 보낼 수 있는 장치를 말한다. 가장 대표적인 것이 피트니스 트래커나 스마트워치다. 이외에도 웨어러블 ECG 모니터, 혈압 센서 등도 웨어러블 의료기기에 포함할 수 있다. 

시장조사기관 팩츠앤팩터츠(Facts&Factors)에 따르면 웨어러블 기술 시장은 연평균 18.5% 증가해 2028년에는 3800억 달러(약 503조3100억원) 규모로 성장할 전망이다.

바이오센서의 역사는 1962년으로 거슬러 올라간다. 당시 심혈관 수술 중에 사용했던 산소 전극을 기반으로 한 혈당 센서를 시작으로 본다. 그 이후 많은 발전이 이뤄졌다. 

이제는 피부에 착용하거나 임플란트로 사용하거나 스마트 알약 형태로 사용할 수 있다. 실제로 필립스(Philips)의 웨어러블 바이오센서는 피부에 부착하는 접착식 패치로, 움직임, 심박수, 호흡수, 혈압 등 여러 생체 인식 기능을 제공한다.

미국 매사추세츠대학 연구원들은 박테리아를 사용, 착용자의 땀으로 전력을 생성하고 소형 LCD에 전력을 공급해 구동하는 미생물 생물막(microbial biofilm) 웨어러블 기기를 만들기도 했다. 

오하이오 주립대학교 과학자들은 땀을 활용한 바이오센서 스마트 목걸이를 개발했다. 이 목걸이는 운동 중 피부에서 배출되는 포도당 수치를 감지한다. 

목걸이는 최소한의 땀만 흘리면 작동하며 피부를 통해 분비되는 다른 바이오마커도 탐지할 수 있다는 게 연구원 설명이다.

이외에도 텍사스 A&M 대학 엔지니어들은 AC 전류를 피부에 주입해 혈압을 모니터링하는 장치를 개발했으며, 조지아공대 과학자들은 동맥류 치유를 모니터링하기 위해 뇌혈관에 이식할 수 있는 소형 무선 센서를 개발했다. 

최근엔 바이오센서에 거의 무한정 전력을 공급할 수 있는 전력시스템도 본격화하면서 이식형 바이오센서 연구도 활발하다. MIT는 포도당 기반 배터리를 개발하고 있다. 신체 자체의 설탕을 사용해 전기를 생성하기에 이는 이식형 바이오센서에 지속적인 전력 공급이 가능하다. 

메디컬 디자인&아웃소싱은 “새 기술이 가능해짐에 따라 의료계에도 혁신적인 변화가 뒤따를 것”이라며 “정확한 센서로 가장 진보한 의료 모니터링을 제공해 환자가 자신의 건강과 웰빙에 보다 적극적으로 접근할 수 있다”고 설명했다.