[한국기술뉴스] 경희대학교 생체의공학과 이진석 교수 연구팀은 센서의 노이즈 없이 심박수 측정의 정확도를 향상시키는 노이즈 필터링 심박수 측정장치를 개발했다. 개발된 기술은 경희대학교 산학협력단을 통해 2022년 02월 23일 특허를 출원(출원번호 제1020220023895호)했다. 특허 명칭은 '심박수 측정 방법 및 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

최근 자기 관리에 대한 관심이 커지면서, 건강 관리 기능을 지닌 스마트워치에 대한 인기가 증가하고 있습니다. 스마트워치와 같은 웨어러블 디바이스는 어플리케이션을 이용하여 다양한 편의 기능을 제공합니다. 특히, 운동이나 스포츠를 보조하는 기능과 심박수나 혈압과 같은 건강 정보를 측정하는 데 유용합니다. 심박수 측정의 경우 디바이스에 내장된 센서가 혈관의 부피 변화를 분석해 추정하여 높은 정확도로 측정할 수 있습니다. 하지만, 사용자가 움직이거나 이동할 경우 노이즈에 의한 오차가 발생해 측정 정확도가 하락하는 문제가 발생합니다.

경희대학교 이진석 교수 연구팀은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 센서에서 발생하는 노이즈를 제거하여 정확도를 향상한 심박수 측정 방법을 개발했습니다.

웨어러블 디바이스에는 가속도 센서나 자이로 센서, PPG 센서 등 다양한 센서들이 내장되어 있습니다. 심박수를 측정하기 위해 PPG 센서를 이용하여 혈관의 부피 변화에 대한 신호를 측정합니다. 이때 가속도 센서와 자이로 센서를 이용해 사용자의 움직임을 확인합니다. 사용자의 움직임이 없으면 기존과 마찬가지로 PPG 신호로부터 심박수를 추정합니다. 반면 사용자의 움직임이 확인될 경우에는 PPG 신호에 푸리에 변환을 포함한 전처리를 수행합니다. 주파수로 변환된 PPG 신호에서 움직임에 의한 노이즈를 제거하여 심박수를 추정합니다. 이때 자체적으로 개발한 노이즈 제거 방법을 활용한다는 점에서 기존 기술들과 뚜렷한 차이가 있습니다.

개발된 방법은 기존 웨어러블 디바이스의 내장된 센서들에 노이즈 필터링 기술을 접목한 것으로, 추가 비용이 발생하지 않는다는 장점이 있습니다.

본 방법을 이용할 경우 움직임에 의한 정확도 하락을 방지하여, 심박수 측정의 신뢰도와 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대됩니다. 현재는 웨어러블 디바이스를 타겟팅한 기술이기는 하나, 빅데이터 관리라는 측면에서 보았을 때 그 활용 분야가 더 다양해질 수 있는 기술입니다.