국내연구팀, 세계 최초 압력센서로 욕창 예방 시스템 개발
국내연구팀, 세계 최초 압력센서로 욕창 예방 시스템 개발
  • 육군영 기자
  • 승인 2021.09.29 17:40
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

KAIST, 욕창 예방 위한 무선 배터리-프리, 소프트 압력센서 시스템 개발
기계공학과 박인규 교수 연구팀-노스웨스턴 대학 협업, 안전성 확보 성공
(a)욕창예방 시스템의 개략도 (b)침대 아래에 배치된 2개의 안테나와 침구 옆의 리더기(reader) 멀티플렉서(multiplexer) (c)자기장 시뮬레이션 결과 (d)멀티플렉싱 안테나에 대한 작동범위 실험.

[대전=뉴스봄] 육군영 기자 = 욕창은 지속적으로 압박받은 신체 부위에 혈액순환 장애로 발생하는 궤양으로 장시간 병상에 누워 있어야 하는 중증 환자에 자주 발생한다. 이에 국내 연구팀은 욕창을 미연에 예방할 수 있는 압력센서 시스템을 세계 최초로 만들어 공개했다.

29일 KAIST 기계공학과 박인규 교수와 오용석 연구교수 연구팀은 미국 노스웨스턴 대학(Northwestern University) 존 로저스(John A. Rogers) 교수 연구팀과 국제 공동연구를 통해 욕창 예방을 위한 피부 계면에서의 압력과 온도의 연속적인 측정이 가능한 무선, 배터리-프리, 소프트 압력센서 시스템을 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 부산대병원 재활의학과 이병주 교수, 김해한솔재활요양병원 이제상 과장, 민원기 실장과 함께 임상실험을 통해 이러한 시스템 기술의 유효성과 안정성을 검증했다.

욕창은 환자의 고통을 유발하기 때문에 주기적으로 누워있는 환자의 체위변경을 통해 예방하지만 병원의 부주의와 환자의 상태에 따라 욕창 발생률이 달라 여전히 많은 환자들에게서 욕창이 발생하고 있다.

KAIST 박인규 교수와 오용석 연구교수 연구팀은 이러한 문제의 해결을 위해 무선, 배터리-프리 압력센서 시스템을 개발해, 피부 계면에서 압력과 온도의 연속적인 모니터링을 구현했다.

무선, 배터리-프리 센서 플랫폼에 대한 분해도와 패키징된 센서 시뮬레이션 결과.
무선, 배터리-프리 센서 플랫폼에 대한 분해도와 패키징된 센서 시뮬레이션 결과.

연구팀이 개발한 압력센서는 금속과 중합체로 만들어진 멤브레인(membrane) 필름의 처짐에 따른 저항 증가를 이용해 압력을 측정하는 방식으로 욕창이 발생할 수 있는 압력 이하를 유지하며 우수한 출력의 안정성을 보였다.

특히 피부에 부착된 센서의 정확성을 높이기 위해 굽힘, 전단 등에 반응하지 않도록 설계됐으며 온도센서는 피부 온도변화에 따른 저항방식의 압력센서 출력을 보정하고 욕창 발달의 가속화와 관련된 피부온도 변화의 연속적 측정도 가능하다.

박인규 교수.
박인규 교수.

측정된 정보는 사각형의 송신기로 근거리 무선통신(NFC, near-field communication)을 통해 전달된다. 이 시스템은 유연한 서펜타인(serpentine) 구조로 연결돼 휘어지거나 늘어나도 안정적인 출력을 유지하며 충분한 전력공급과 데이터통신이 가능하다

연구팀은 반신마비 환자나 전신마비 환자 등의 욕창 위험군 환자들에 대상으로 시스템에 대한 유효성과 안정성 평가해 압력의 정량적 측정을 검증했다.

박인규 교수는 “침대에 누워있는 환자의 주요한 피부 계면에서 압력과 온도의 연속적 측정이 가능한 무선, 배터리-프리 센서 시스템 기술이 세계 최초로 개발됐다”며 “욕창 위험군 환자들에 대한 욕창의 조기진단과 예방을 획기적으로 향상시킬 수 있는 계기가 될 것”이라고 기대했다.

한편 이번 연구결과는 저명한 재료과학 및 융합연구 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications, 2020 impact factor 14.919)’ 저널의 2021년 8월24일자 온라인 판에 게재됐다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
0 / 400
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.