신체에 아무런 장치도 부착하지 않고 장기간 심장 이상을 모니터링할 수 있는 차세대 기술이 나와 학계의 주목을 받고 있다.

무선 주파수(RF)를 활용해 원거리에서 심박 변이도(HRV)를 측정하는 방식으로 호흡 등에 영향을 받지 않는다는 점에서 심장 모니터링 시스템에 획기적 전기가 마련됐다는 것이 전문가들의 의견이다.

현지시각으로 2일 국제학술지 네이쳐(Nature Communications)에는 비침습적 심장 모니터링 장치에 대한 검증 연구 결과가 공개됐다(10.1038/s41467-024-55061-9).

현재 심장 질환에 대한 모니터링은 의료기관에서 홀터를 통해 진행하는 방식이 표준으로 정립돼 있다.

하지만 많은 전극을 몸에 부착해야 하고 의료기관에 상주해야 한다는 점에서 긴 대기시간을 감수해야 하고 장기 모니터링이 쉽지 않다는 한계가 있는 것이 사실이다.

이로 인해 최근에는 광전 혈류 측정법(PPG)를 기반으로 하는 웨어러블 기기들이 나오고 있지만 주변 조명이나 피부 상태 등에 따라 측정 결과가 다르게 나온다는 보고가 이어지면서 정확도에 대한 논란이 일고 있다.

이를 극복하기 위한 대안으로 제시되고 있는 것이 바로 RF다. 하지만 RF는 환자의 호흡에 따라 간섭이 일어날 수 있다는 단점으로 아직까지 임상 현장에서 쓰이지 못하고 있는 상태.

이에 따라 중국과학기술대학 얀 첸(Yan Chen) 교수가 이끄는 연구진은 RF를 이용하되 이러한 호흡에 따른 간섭을 최소화하는 기술을 개발하는데 집중했다.

그 결과 연구진은 과거에 활용하지 않았던 더 높은 주파수 범위, 즉 10 이상의 심박 고조파를 활용해 호흡의 간섭을 최소화하는데 성공했다.

호흡을 할때 생기는 고조파가 이러한 10 이상의 심박 고조파보다 빨리 감소한다는 점에서 이 부분만 걸러내고 인접 고조파를 중첩하면 심박수와 정확히 같은 심박 패턴을 생성할 수 있다는 것을 발견한 것.

과거에는 호흡의 영향에 의한 잡음으로 취급해 인위적으로 걸러냈던 고조파를 이용해 오히려 호흡과 무관하게 심박 변이도를 정확히 파악할 수 있는 길을 연 셈이다.

이에 대한 정확도를 확인하기 위해 심장 질환이 있는 6222명의 환자를 대상으로 평균 2개월간 진행한 임상에서 이 RF 심장 모니터링 기기는 하루에 불과 34.1ms의 박동 간격(IBI)오차를 보였다.

이는 과거 심박 주파수 대역으로 모니터링하는 기존 시스템에 비해 약 10배 개선된 수치이며 12개의 전극을 온 몸에 붙이고 진행하는 12리드 심전도 기기에 육박하는 정확도다.

연구진은 이 기술이 장기간에 걸친 심장 모니터링 시대를 여는 기반이 될 것으로 기대하고 있다. 홀터나 다른 웨어러블 기기의 한계를 모두 극복했다는 점에서 충분한 잠재력이 있다는 결론이다.

얀 첸 교수는 "고조파 RF를 활용한 이 심장 모니터링 시스템은 2개월간의 장기 임상에서 12리드 심전도 기기와 동인할 수준의 정확도를 보여줬다"며 "인체에 아무런 기기를 부착하지 않고도 매우 높은 정확도로 장기간 모니터링이 가능하다는 의미"라고 설명했다.

이어 "기존에 개발된 웨어러블 기기니 레이저 모니터링 등은 호흡과 조명에 따른 간섭을 피할 수 없다는 점에서 이러한 RF 모니터링 시스템은 향후 장기 모니터링은 물론 원격 관리의 기반이 될 것"이라고 밝혔다.