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Start Up Innovation / Science
손목시계형으로 정확한 혈압 측정
오므론 헬스케어 압박밴드의 3가지 역할

오므론(Omron) 헬스케어는 손목시계형 혈압계인 ‘하트가이드(HeartGuide)’를 개발했다. 의료용으로도 사용할 수 있는 높은 측정 정밀도를 갖추고 있으며 혈압을 측정하는 ‘커프(Cuff)’로 불리는 압박밴드를 손목에 차는 형태로 설계되어 있다. 미국 식품의약국(FDA)의 제품판매 승인도 취득했다. 어디서든 1분 안에 측정할 수 있으며 앱으로 편리하게 건강을 관리할 수 있다. 고기능 웨어러블 단말기로서 수요의 저변을 확대해나갈 예정이다.

하트가이드는 매일 혈압이 변하고 있는 것을 인지하는 것에 중점을 두고 있다. 오므론 헬스케어 상품사업총괄부 순환기질환 상품사업부의 우메다(梅田) 부장은 “혈압의 평균치가 정상일지라도 변동 폭이 클 경우, 심혈관 질환에 의한 사망 위험이 2배 이상 높아진다”고 지적한다.

혈압계를 웨어러블 타입으로 만들어 자주 혈압을 측정하는 습관을 들일 수 있다. 손목시계형 타입이며 의료기기로서 취급되는 가정용 혈압계와 동일한 기준을 충족시키는 것을 목표로 해 표준적인 측정법인 ‘오실로메트릭’을 채택했다. 오실로메트릭은 건강 진단 등에서의 일반적인 수법으로서 압박밴드인 커프를 상완(上腕)에 두르는 방식이다.

오실로메트릭 방식은 펌프로부터 주입된 공기로 커프를 팽창시켜 동맥을 압박한 뒤 다시 공기를 빼내어 혈관의 진동을 맥파(脈波)로 검출한다. 또한 맥파가 갑자기 커졌을 때의 커프 압력이 최고 혈압, 변화가 없어졌을 때가 최저 혈압이다. 이처럼 커프는 압력 센서로서의 역할도 한다.

이 구조를 손목 시계 크기로 만들었으나, 커프의 폭을 얇게 하는데 가장 고심을 했다. 하트가이드는 시계 본체에 부착한 커프를 손목에 감아, 그 위로 3센티 폭의 밴드를 차고 있다. 그러므로 가정용 혈압계에서 10센티 이상이던 커프를 2.5센티까지 줄일 필요가 있었다.

-- 부품 기술을 활용 --
그러나 커프를 좁게 할수록 “동맥에 압력이 균일하게 가해지지 않게 되어 혈압을 고정밀도로 측정할 수 없다”(우메다(梅田) 씨.

해결책으로서 커프를 3부분으로 나눠 각각 역할을 분담시키는 아이디어를 채택했다. 먼저 시계 본체 측의 커프(어시스트 커프)를 팽창시켜 손목 전체를 압박한다. 또한 동맥 측에 있는 다른 하나의 어시스턴트 커프를 팽창시켜 밀착도를 높인다. 마지막으로 센싱용 커프를 사용해 맥파를 측정한다.

손목 사이즈는 사람에 따라 다르다. 두께로 인해 오차가 없도록 총 1,000명 정도의 피험자를 대상으로 검증을 반복했다.

또 다른 연구는 시계 형에 탑재하기 위한 부품의 소형화이다. 하트가이드는 무게가 115그램으로 직경은 48mm. 커프에 공기를 넣고 빼는 펌프 및 유입량의 조정변 등 혈압을 재기 위해 반드시 필요한 부품의 크기를 줄였다. 여기에서 모회사인 오므론의 강점인 전자 부품의 기술을 최대한 활용했다.

하루에 혈압을 7회~8회 측정한다고 해도 충전하지 않고도 약 이틀 동안은 배터리가 유지된다. 혈압을 측정할 때는 손목을 심장 높이로 들은 채로 자세를 유지한다. 본체의 스위치를 누르면 측정이 시작되어 1분정도에 완료되는 간단한 구조이다. 결과는 스마트폰의 전용 앱에 기록된다. 혈압의 변동을 한 눈에 볼 수 있으며 맥박이나 수면, 활동량도 파악된다.

이런 정확한 데이터를 일상적으로 파악할 수 있다는 장점은 크다. 생활 습관에 의해 발생되는 다양한 질병 중 환자 수가 많은 것이 고혈압이다. 최고 혈압이 140mmHg 이상, 또는 최저 혈압이 90mmHg이상의 상태를 가리킨다. 국내에는 약 4,300만명의 환자가 있으며 자신도 모르는 사이에 심근경색이나 뇌졸중 등의 발병 우려가 높다.

오므론 헬스케어는 가정용 혈압계로 약 50%의 점유율을 가지고 있는 세계 최대기업이다. 상완식을 비롯해 다양한 라인업을 갖추고 있으며 1970년대부터의 누계 판매 수는 2억대를 넘어섰다. 스마트폰 연계 등 디지털 대응에 주력하고 있으며 웨어러블 단말기는 사업전략으로도 중요한 디바이스가 되고 있다.

-- 미국 FDA가 승인 --
발매에 있어서 웨어러블 단말기 등 신제품을 쉽게 수용하는 미국 시장을 타깃으로 결정. FDA 제조판매승인을 취득해 2018년 12월에 발매했다. 일본, 유럽에서도 조만간 승인을 신청해 20196년 안에는 발매할 방침이다.

40~50대의 건강에 대한 관심이 높은 유저 층, 고혈압 환자를 주요 타깃으로 한다. 의료기관과의 공동 연구도 추진해 “식사 및 운동 등의 생활 습관과 혈압의 관계를 밝힌다”(우메다 씨). 스트레스 없이 사용할 수 있는 손목시계형 혈압계는 데이터를 수집하는데 최적화 되어 있다.

판매 확대를 위한 과제도 있다. 전용 부품을 사용하고 있어 가격이 499달러로 저렴하지는 않다. 앞으로 양산 효과와 함께 부품 공통화 등으로 원가를 낮출 방침이다. 또 다른 과제는 가일층의 소형화와 자동 측정으로의 대응이다. 보다 세련되며 혈압을 측정하고 있다는 느낌을 주지 않는 궁극의 웨어러블형 혈압계 개발을 목표로 하고 있다.

 -- 끝 --