2017년 11월 23일 목요일

P 보도자료

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초소형 센서로봇이 몸에 들어가 질병까지 치료한다.

영화 ‘아일랜드’의 남자주인공은 아침마다 화장실에서 나노 로봇을 소변으로 배출한다. 24시간 나노 센서로봇이 뇌를 검사하여 건강의 이상이 없는지 파악하기 위함이다. 초소형 센서로봇은 나노 ‘바이오 센서’로서 병을 진단하고 더 나아가 치료까지 가능한 차세대 기술로서 인정받고 있다. 


 
영화 아일랜드의 한 장면. 한 사람씩 나노 로봇이 들어가 있다.

센서는 의료 뿐만 아니라 일상 생활 곳곳에 적용된다. 소비 가전에서는 온도나 습도 가속도를 측정하고 자동차 분야에선 ADAS 기반이 되는 카메라나 레이더로 외부 환경들을 감지한다. 또한 스마트 빌딩에 적용되어 이산화탄소 가스 연기 등을 감지하여 화재 예방에 도움이 된다. 

의료 분야의 바이오 센서 성장 돋보여
모바일 기기와 함께 ‘모바일 헬스케어’ 시장 구축

BCC 리서치에 따르면 전 세계 센서 시장은 2014년 795 억 달러에서 연평균 7.9%의 성장률을 보이며 2019년에는 1161 억 달러로 성장할 것이라고 전망했다. 센서 유형별로 시장 성장률을 살펴보면 그 중에서도 바이오센서가 10.4%로 가장 급성장한 것을 볼 수 있다. 
 

▲센서유형별 시장 성장률(‘14~’19) 출처 : ETRI 창의미래연구소

이는 인구의 노령화로 질병에 대한 관리 및 예방의 수요 급증과 모바일 기기의 확산으로 데이터의 디지털화와 통신 네트워크 프로세싱 센싱 등의 IT 기술이 복합적으로 발전하여 모바일 의료 제품들이 확산되어 나타나는 효과라고 볼 수 있다.

의료 분야에서의 바이오 센서 용도는 혈당 콜레스테롤 질병 간염 심전도 혈액 가스 임신 확인 등이 있으며 대부분 성인병과 관련된 제품으로 장기적으로 관리할 수 있는 장치에 사용된다.

IT 기술을 활용한 의료기기의 비약적 발전

생명공학기술과 정보통신기술의 융합으로 다양한 모바일 의료진단기기가 등장하고 있다. 반도체 공정을 이용한 MEMS 기술 도입으로 바이오 센서는 점차 소형화 고집적화 되어 소형의 의료기기로 암의 진단 및 유전자 정보도 해독할 수 있는 시대가 되었다. 이런 소형 의료진단기기들은 의료 서비스의 접근성을 높여 질병의 조기발견이 가능하고 지역병원과 오지 환자들에게 의료혜택의 폭을 넓히는 역할을 하게 될 것이다. 

고령화 시대의 만성질환 환자들에게도 모바일 의료기기의 역할이 중요하다. 당뇨병 고혈압 심장질환 등의 성인병은 규칙적으로 상태를 측정하여 관리가 필요한 질병으로 혈당측정기와 가정용 혈압측정기는 이미 오래 전부터 사용되어 왔지만 IoT 시대가 열리면서 무선통신으로 스마트폰과 병원을 연계하는 방식으로 진화하고 있다.

현재 시장도 바이탈 사인(Vital Sign)을 모니터링하는 웨어러블 장비가 주를 이루고 있어서 개발자들의 입장에서도 소형화와 저전력 중심의 개발이 중요하다. 이에 설계 및 생산 아날로그 혼합 신호 엔지니어링 솔루션 공급하는 맥심 인터그레이티드(Maxim Intergrated)는 개발시간을 단축하고 웨어러블 특성에 맞게 제품을 출시할 수 있도록 통합 센서 모듈 ‘MAX30102’을 개발하여 주목을 받고 있다.  

MAX30102는 LED 펄스 방식으로 산소포화도 및 심박수를 측정하기 위해 RED/IR(적외선) LED가 통합된 모듈로 출시되었다. 1.8V에서 동작하는 저전력 소모로 배터리 사용시간을 늘렸고 전기적 성능 저하가 없는 솔루션으로 발광부인 내부 LED 센서 수광부인 광검출기 와 같은 광학 부품들과 주변 광원 제거(Ambient Light Rejection) 기능이 포함된 저잡음 전기소자들이 통합되었다. 또한 몸에 항상 지니고 있어야 하는 작고 가벼운 웨어러블 기기에 적합한 소형 14핀 광학 모듈(5.6mm x 3.3mm x 1.55mm)로 이용 가능하다. 

앞으로 바이오 센서는 인간의 생체정보에 기반하기 때문에 이 사업은 성장할 수밖에 없으며 생체정보와 질환의 종류를 파악하기 위해서라도 다양한 영역에서 진행될 것으로 보인다. 그러나 ETRI 미래창의미래연구소 의하면 “비침습적 센서 개발은 특정 질환이 발생시키는 효과에 대한 기초 연구가 상당한 시간을 필요하다는 점에서 빠른 시간 내에 제품으로 효과를 보기는 한계가 있을 것” 이라고 밝혔다.