"몸에 그렸더니 심박수·뇌파 측정"…'전자 문신' 개발, MRI도 가능했다

[서울=뉴시스]전민영 인턴 기자 = 피부에 직접 그리는 전자 문신만으로 심박수와 뇌파를 측정할 수 있는 웨어러블 기술이 개발됐다. 연구진은 기존 전극의 단점을 보완해 장시간 착용해도 신호가 안정적으로 유지되며 향후 건강 모니터링과 인간-기계 인터페이스(HMI) 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대했다.

미국 펜실베이니아주립대 연구팀은 피부에 직접 그려 사용하는 건식 전극 플랫폼 WE-PPD를 개발해 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS)에 13일 발표했다. 연구진은 전기가 통하는 특수 잉크를 피부 위에 원하는 모양으로 그려 전자 문신 형태의 전극을 제작했다.

기존 웨어러블 전극은 땀을 흘리거나 피부가 움직이면 전극이 들뜨거나 센서와 전자장치 사이 연결이 불안정해져 신호 품질이 떨어지는 문제가 있었다. 연구진은 피부에 밀착되는 초박형 구조와 장치를 단단히 연결하는 설계를 적용해 이러한 한계를 개선했다고 설명했다.

실험 결과 새 전극은 움직이는 상황에서도 심전도(ECG)를 안정적으로 측정했으며 근전도(EMG)를 이용해 손동작을 인식하고 로봇 손을 제어하는 데도 활용됐다. 또 머리카락을 제거하지 않은 상태에서도 뇌파(EEG)를 측정해 신경 반응을 분석할 수 있었다.

사용 편의성도 높였다. 전극은 원하는 색상과 디자인으로 제작할 수 있어 기존 의료기기보다 액세서리처럼 착용할 수 있으며 장시간 사용에 대한 거부감을 줄일 수 있다고 연구진은 설명했다.

특히 자기공명영상(MRI) 검사에서도 영상 왜곡을 일으키지 않아 생체신호 측정과 MRI 촬영을 동시에 수행하는 다중 모드 의료기기로 발전할 가능성도 확인됐다.

연구진은 "피부에 직접 그려 사용하는 맞춤형 전자 문신은 착용감과 신호 안정성을 동시에 높였다"며 "지속적인 건강 모니터링과 차세대 바이오전자 기술, 인간-기계 상호작용 분야의 활용 범위를 넓힐 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

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