대구경북과학기술원 이정협 교수팀
열악한 환경서도 심전도 뇌전도 등
아날로그-디지털 신호 변환 IC회로 시스템 개발
이정협(오른쪽) 대구경북과학기술원 전기전자컴퓨터공학과 교수와 함께 연구한 이세환 박사. 대구경북과학기술원 제공
사람의 몸에서는 미세한 전기신호가 발생한다. 심장에선 심전도(ECG), 뇌에는 뇌전도(EEG), 신경전도(ENG) 등 매우 다양하다. 현대 의학에선 우리 몸에서 발생하는 전기신호를 측정해 질환의 종류와 유무를 진단하는 경우가 많다.
인체 부위별로 발생하는 전기 신호도 서로 다른 특징을 보인다. 뇌전도는 그 신호의 세기가 1㎶(100만분의1볼트)에 불과하다. 반면에 신경전도는 다른 전기 신호보다 10배 이상의 대역폭이 필요하다. 이 같은 차이로 지금까지 생체신호 측정은 잡음이 없는 안정된 환경에서 특정한 신호만 획득하는 게 일반적이었다.
하나의 기기로 다양한 조건에서 원하는 신호만 잡아낼 수는 없을까.
대구경북과학기술원(DGIST, 디지스트)은 전기전자컴퓨터공학과 이정협 교수팀이 모든 생체 전기신호 획득이 가능한 아날로그-디지털 신호 변환 집적회로 시스템’을 세계 최초 개발 성공했다고 7일 밝혔다.
이 기술은 강한 외부 잡음이 있는 환경에서도 인체에서 발생하는 전기 신호를 정밀 측정 가능해 미래 기술로 각광받는 뇌-기계 인터페이스(Brain Machine Interface) 기술 및 초소형 고성능 의료기기와 같은 의료-헬스 케어 분야 등 다양한 어플리케이션에 적용이 기대된다.
이정협 교수팀은 세계 최초로 측정 신호보다 최대 몇만 배 이상 큰 전기 자극 간섭과 피측정자의 움직임 등에 의해 발생할 수 있는 움직임 아티팩트(Motion artifact, 움직임으로 발생하는 불필요한 형상이나 잔상 등) 등 열악한 환경에서도 모든 생체 전기신호를 측정할 수 있다. 반도체 IC(집적회로)로 구현되어 초저전력, 초소형일 뿐만 아니라 범용성을 가지고 있어 다양한 어플리케이션 적용이 매우 용이하다.
이 교수는 “이번 연구는 다양한 생체 신호를 하나의 반도체 IC(집적회로) 시스템으로 정밀 측정이 가능케 함으로써 기존 관련 의료 기기의 초소형화 및 고성능화에 큰 도움을 줄 수 있는 기술”이라며 “향후 미래 기술로 각광 받고 있는 차세대 뇌-기계 인터페이스, 초소형 웨어러블 진단기기 및 전자약 등 다양한 어플리케이션에 적용이 가능하다” 고 말했다.
이번 연구 성과는 ‘반도체 올림픽’으로 일컬어지는 반도체 분야 세계 최고 학회인 국제고체회로학회(International Solid-State Circuit Conference, ISSCC)에 지난 2월 발표됐다. 한국연구재단 바이오융합원천기술개발 및 과기원공동연구프로젝트 사업 지원을 통해 이루어졌다.
기사 URL이 복사되었습니다.
댓글0