뇌 기능 모니터링 등에 활용하던 반점 대비 광학 분광법(SCOS)을 활용해 커프 없이 매우 정확하게 혈압을 측정하는 기술이 나와 학계의 주목을 받고 있다.

특히 이 기술은 현재 반지형, 팔찌형 혈압계에 주요 기술인 광혈류측정법(PPG)보다 정확도가 월등하게 높다는 점에서 웨어러블 혈압계의 패러다임을 바꿀 수 있다는 평가를 받고 있다.

현지시각으로 4일 국제학술지 바이오메디컬 옵틱스 익스프레스(Biomedical Optics Express)에는 SCOS 방식의 웨어러블 혈압계의 검증 연구가 공개됐다(10.1364/BOE.560022).

웨어러블 혈압계는 전 세계에서 활발하게 연구가 이뤄지며 상용화 단계에 이르고 있는 차세대 기술 중 하나다.

의료기관에 방문해 측정하는 1회성 혈압 측정 백의 고혈압 등 다양한 한계를 가지고 있다는 점에서 신체에 착용해 지속적으로 혈압을 점검하는 기술에 대한 수요가 지속돼 왔기 때문이다.

현재 개발중이거나 개발된 대다수의 기기는 바로 광혈류측정법(photoplethysmography)을 활용하고 있다.

말 그대로 빛을 통해 혈액량(Blood volume)을 확인한 뒤 인공지능으로 이를 분석해 혈압을 측정하는 방식이다.

이번에 개발된 기기가 주목받는 이유는 바로 여기에 혈류량(blood flow) 데이터를 더했다는 점이다. 현재 웨어러블 혈압계 중 혈류량 데이터를 함께 분석하는 기술은 최초다.

이를 위해 연구진은 뇌 기능 모니터링에 활용하던 반점 대비 광학 분석법(SCOS)을 혈압계에 세계 최초로 적용했다.

이 분석법은 세포와 조직에서 발생하는 간선섭 빛 산란으로 형성된 반점 패턴을 분석해 혈류를 측정하는 비침습적 영상 기술.

보스턴대 대런 로블리어(Darren Roblyer) 교수가 이끄는 연구진은 SCOS로 측정한 혈류 및 혈액량 파형이 혈압과 강한 상관 관계가 있다는 점을 주목했다. 이미 2023년 선행 연구를 통해 이에 대한 상관 관계를 규명했기 때문이다.

이에 따라 연구진은 SCOS를 혈압 모니터링에 적용하기 위해 532nm와 808nm의 두가지 레이저 파장을 방출하는 기기를 개발했고 이를 통해 다양한 인체 조직에서 파형을 얻어내는데 성공했다.

또한 이렇게 얻어진 파형을 혈량 데이터와 종합한 뒤 머신러닝 모델을 사용해 혈압을 최종 추정한 뒤 광혈류측정법과 비교했다.

현재 상용화된 웨어러블 혈압계가 모두 광혈류측정법을 기반으로 한다는 점에서 SCOS를 결합한 것이 어떠한 효과가 있는지를 파악하기 위해서다.

그 결과 혈류량과 혈량 데이터를 모두 사용한 이 기기는 광혈류측정법에 기반한 기존 기기에 비해 정확도가 1.3배가 상승했다.

또한 수축기 혈압을 2.26mmHg의 낮은 평균 절대 오차로 예측하는데 성공했다. 기존 기기에 비해 월등한 정확도다.

대런 로블리어 교수는 "SCOS를 활용한 이 기기가 혈류량과 혈액량을 동시에 측정해 기존에 개발된 어떤 기술이나 기기보다 더 정확하게 혈압을 측정한다는 것을 보여준다"며 "향후 웨어러블 혈압계는 물론 다양한 심혈관 모니터링 기기에 획기적 진전을 시사한다"고 밝혔다.