건강 모니터링 혁신: 센서 기반 생체 신호 측정

자동차 계기판부터 홈 오토메이션까지, 만연한 계측의 시대는 이미 시스템 고장을 진단하고 예측하는 방식을 변화시켰습니다. 그러나 우리 자신의 신체는 여전히 미개척 상태입니다.

초기 소비자 건강 트래커는 심박수나 걸음 수 같은 단순 지표에 초점을 맞췄지만 임상적으로 실행 가능한 데이터를 제공하지 못했습니다. 과제는 두 가지입니다: 첫째, 의료 결정을 진정으로 알리는 바이오마커를 식별하는 것, 둘째, 그 마커를 정확하고 신뢰성 있게 규제 표준 내에서 측정하는 기기를 만드는 것입니다.

AliveCor(현 Kardia)은 스마트폰과 직접 동기화되는 단일 리드 ECG로 이 전환을 선도했습니다. 저자는 심장 전문의가 개입하기 전에 Kardia로 좌각 차단(LBBB)을 확인했습니다. 이는 휴대용 진단이 1차 선별 도구가 될 수 있음을 보여줍니다.

HealthyIO는 스마트폰 카메라를 인증된 요시험지용 색도계로 변환하여 비슷한 도약을 이뤘습니다. 참조 색상 차트를 제공함으로써 앱은 조명과 센서 응답을 표준화하여 주머니 크기 기기로 실험실급 정확도를 구현했습니다.

이러한 개념을 바탕으로 LMD V-Sensor는 혈압, 체온, SpO₂, 호흡, 맥박 등 전체 생체 신호 측정 제품군을 땅콩 크기의 단일 모듈에 통합했습니다. 블루투스 지원 및 e-Checkup 앱과 페어링되어 Class II(유럽에서는 IIa) 의료 기기 자격을 갖추면서 호스트 폰은 의료 기기 분류에서 자유롭습니다.

V-Sensor를 차별화하는 것은 특허받은 절대 혈압 알고리즘입니다. 기존 커프 기반 장치는 주기적 보정이 필요하지만, V-Sensor는 사용자에게 동맥 벽 장력이 균형을 이룰 때까지 손가락 끝 압력을 조절하도록 요청하여 커프 물리학을 에뮬레이션합니다. 이 접근법은 커프 없이 실제 수축기 및 이완기 값을 산출하여 전 세계 4초마다 한 명씩 사망하는 고혈압의 조기 발견을 가능하게 합니다.

폰의 2GHz 프로세서를 활용해 센서는 고해상도 압력 파형을 수집하고 고급 신호 처리를 적용해 동맥 압력을 분리합니다. 계산 집약적이지만 표준 커프 측정 대비 검증되었으며 견고하고 사용자 친화적인 대안을 제공합니다.

내장 ASIC에는 손가락 끝과 반대 손 사이의 전기적 활동을 포착하는 단일 리드 ECG도 통합되어 있습니다. 가속도계 데이터와 결합하여 시스템은 동맥 경직도, 심박출량, 판막 타이밍을 추정할 수 있습니다. 이는 부정맥, 심부전, 심지어 초기 COVID-19 호흡기 타협 예측에 중요한 매개변수입니다.

향후 반복 버전은 추가 특허 기능으로 기능을 더욱 확장할 예정입니다. 업계의 목표는 명확합니다: 모든 스마트폰과 웨어러블을 진단, 치료, 장기 웰빙을 지원하는 규제된 의료급 생체 신호 모니터로 변환하는 것입니다.

참조:
• Sensor could let smartphone measure vital signs
• Specialized sensors support healthcare wearables

자동화 테스트와 완전한 규제 준수를 포함하여 V-Sensor를 대량 생산용으로 엔지니어링했습니다. CE, FDA, NMPA 및 기타 글로벌 당국에 대한 문서 작업이 진행 중입니다.