KAIST, 5배 더 정밀하게 '생체 임피던스(저항)' 측정 성공

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국제 공동연구진이 두 개의 전극만 사용해 기존보다 5배 정밀하게 생체 임피던스(impedance·온저항)를 측정할 수 있는 기술을 개발했다. 몸에 교류를 흘릴 때 전류 흐름을 방해하는 인체의 저항특성인 생체 임피던스 측정기술은 웨어러블(wearable) 기기에 매우 중요하다.

한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 제민규 교수 연구팀이 뉴욕대학교 아부다비 하소명 교수 연구팀과 웨어러블 기기에 최적화한 고해상도 생체 임피던스 측정기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

생체 임피던스 측정기술로 잘 알려진 기존 4개 전극 시스템에 비해 2개 전극 기반 측정 시스템은 소형화가 쉽다는 장점으로 웨어러블 기기에 적합하다고 평가받고 있다.

하지만 2개 전극 시스템은 전극 자체의 임피던스 값이 포함된 신호를 측정하기 때문에 넓은 입력범위가 필요하며, 측정하는 임피던스 값에 비례해 정확한 측정을 방해하는 잡음이 증가하는 한계로 활용이 어렵다.

이에 연구팀은 기존 2개 전극 시스템의 기술적 한계를 극복하기 위해 전극 자체의 임피던스 값인 베이스라인과 그에 의해 발생하는 측정잡음을 기존보다 획기적으로 제거할 수 있는 반도체 회로설계 기술을 새롭게 개발했다.

이 기술을 적용한 시스템은 기존 기술 적용 시 필요로 하던 별도의 전류 생성회로를 없앨 수 있어 전력 소모 역시 줄일 수 있다. 또 이를 통해 생체 임피던스 측정 과정에서 발생하는 임피던스의 위상 및 크기 변화에 따른 잡음 문제를 효과적으로 해결해, 높은 정밀도와 효율성을 동시에 확보했다.

제민규 교수(교신저자)는 “생체 임피던스 측정기술은 다양한 임피던스 모델에 대해 기존의 방식 대비 최대 약 5배 가량 우수한 잡음 성능을 달성하였음을 입증했다”며 “향후 생체 임피던스 측정을 활용한 개인 맞춤형 건강관리와 질환예측 기술 발전에 크게 기여할 것”이라고 말했다.

KAIST 전기및전자공학부 최해담·천송이 박사과정이 공동 제1 저자, KAIST 제민규 교수와 NYUAD 하소명 교수가 공동교신저자로 참여한 이번 연구의 성과는 세계 최고 권위의 반도체 집적회로 및 시스템 학회 'SSCC'에 발표됐고, 세계 최고 학술지 'IEEE JSSC'에 지난달 게재됐다.

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