혈압은 호흡, 맥박, 체온과 함께 생명 활동에서 중요한 지표이며 혈압 측정은 다양한 건강 위험을 아는데 중요하다. 하지만 아무리 혈압 측정이 중요해도 건강 진단 등으로 사용되는 팔에 감는 타입 혈압계를 갖고 다니며 세세하게 혈압 측정을 할 수는 없다. 따라서 텍사스대학 오스틴 연구팀이 피부에 붙여 지속적으로 혈압 측정을 할 수 있는 전자 문신을 개발했다.
고혈압을 방치하면 심각한 심장병으로 이어질 위험이 있으므로 고혈압 환자는 정기적으로 혈압 측정을 실시해 약물을 관리한다. 하지만 팔에 감는 타입 디바이스에 의한 혈압 측정은 특정 시점에서 있어 혈압 밖에 측정할 수 없기 때문에 몸이 실제로 어떻게 기능하고 있는지 파악하는 건 곤란하다고 한다. 연구팀은 혈압은 측정 가능한 가장 중요한 바이탈 사인이지만 클리닉 밖에서 팔에 감는 장치를 사용하지 않고 수동 측정하는 방법은 제한적이라고 말한다.
최근에는 스마트워치 등에 의한 헬스 모니터링이 활발해지고 있지만 이런 디바이스는 주로 LED 라이트를 피부에 조사해 심박수 등을 감시하고 있다. 그런데 스마트워치는 손목 주위를 미끄러져 움직이기 쉽고 동맥으로부터의 위치가 바뀌어 버리는 일이 있기 때문에 정확한 혈압을 측정하기에는 적합하지 않다고 한다. 또 빛에 근거한 측정은 피부색이나 손목 굵기 등에 의해 실패할 가능성도 있다고 한다.
연구팀은 피부나 의복에 붙여 피부 표면 전기 저항 등을 측정하고 다양한 생체 데이터를 수집하는 극박 웨어러블 기기인 전자 문신에 주목했다. 탄소 원자가 육각형 격자 모양으로 결합한 그래핀을 이용한 전자 문신은 얇고 경량이며 신축성과 점착성이 있는 소재로 피부에 붙이면 이동할 수 없기 때문에 혈압 측정 장치에 해당한다는 것. 연구팀이 개발한 전자 문신은 화학 기상 성장법으로 만들어진 고품질 그래핀 피부에 전류를 흘리면 반응하는 생체 임피던스를 분석해 혈압을 측정하는 구조다. 생체 임피던스와 혈압 사이에는 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌으며 연구팀은 생체 임피던스로부터 정확한 혈압을 측정하는 기계학습 모델을 만들었다. 연구팀은 실제로 피험자 7명에게 개발한 전자 문신을 붙여 평균 3시간 이상, 최대 5시간에 걸쳐 혈압을 측정하는 실험에 성공했다고 보고하고 있다.
연구팀은 전자 문신 센서는 무게가 거의 없고 방해가 되지 않는다며 눈도 돌리지 않고 마음대로 움직이는 일도 없다고 밝혔다. 또 이 모든 데이터는 장기간 치료에 대한 인체 반응을 예측하고 볼 수 있게 해주는 디지털 트윈을 만들 수 있다고 덧붙였다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.