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장병 맥박 체크하는 신기술 나온다

최종수정 2021.05.15 09:00 기사입력 2021.05.15 09:00

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생체신호 기반 지능형 조절 시스템 개략도

생체신호 기반 지능형 조절 시스템 개략도

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[아시아경제 양낙규 군사전문기자] 4차 산업혁명 시대가 도래하면서 빅데이터, AI 등 핵심기술이 각종 산업분야에서 지각변동을 불러일으키고 있다. 디지털 스마트 헬스케어는 디지털 디바이스와 IT 기기를 지칭하는 스마트, 그리고 의료서비스를 지칭하는 헬스케어가 접목된 분야다. 최근, 코로나 사태로 인해 몇몇 의료 현장에서는 바이러스의 확산을 막고자 스마트폰 앱을 이용한 자가 문진, 원격진료 그리고 실시간 모니터링 등의 다양한 방법들을 도입하고 있다.


이러한 방법들은 디지털 스마트 헬스케어 기술 발전과 함께 진화하고 있으며, AI 기술 및 빅데이터 등과 융합되면서 다각적 측면에서 활용되고 있다. 군수 분야에서도 생명 중시 요구, 인구절벽으로 인한 병력자원 감소 및 복무기간 단축으로 인한 상비병력 감축, 부대구조 개편 등 국방여건 변화에 따라 헬스케어 분야의 대응이 긴요한 상태다. 따라서 미래 전투원 시스템을 구성에 있어 디지털 스마트 헬스케어 기술은 전투원의 생존성을 향상할 수 있는 새로운 방향성을 제시하고 있다. 기

존의 기술이 개인 건강 증대를 위한 헬스케어 혹은 기저질환이 있는 환자의 상태 모니터링 등을 목표로 했다면, 미래 전투원 시스템의 경우 전장에서 전투원의 응급정도를 자동으로 판단할 수 있는 방법으로 활용하는 데 초점을 맞추고 있다. 결과적으로, 부상당한 전투원이 전문의료기관으로 후송되어 치료를 받기 이전까지의 과정을 빠르고 신속하게 처리하기 위한 선제적 대응조치 방법 중 하나라고 할 수 있다.


생체신호 기반 상해정도 판단 알고리즘 구성예

생체신호 기반 상해정도 판단 알고리즘 구성예

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▲ 생체신호 및 의식정보 기반 환자 상태 분석 및 지능형조절 기술= 미래 전투원 시스템에 적용할 디지털 스마트 헬스케어 기술은 크게 2가지로 나눌 수 있다. 첫째로, 전투원의 생체정보를 실시간으로 획득할 수 있는 생체신호 모니터링 시스템이다. 전장과 같은 극한의 환경에서는 신속한 기동 및 움직임 등이 요구되며, 이러한 상황에서 최적의 생체정보를 획득하기 위한 소형/경량화된 하드웨어로 설계했다. 생체신호 모니터링 시스템을 구축해 전투원에게 적용하기 위해서 특성상 무구속/무자각을 지향하는 형태로 피부를 관통하거나 신체의 어떤 구멍도 통과하지 않는 비침습형 웨어러블 디바이스 형태로 설계했다. 생체신호 센서의 계측방식 특성상 인체와 직접적으로 접촉이 가능한 내의 형태로 개발했고, 전투원이 부상을 입었을 시 예상되는 중증도 분석에 적합한 생체신호 센서를 적용했다.


둘째로, 전투원으로부터 얻은 생체정보를 분석하고 판단하는 중증도 판단 알고리즘이다. 실제 전장에서는 의료진이나 활용 가능한 물자가 충분하지 않아, 스스로 판단하거나 소지하고 있는 장비에만 의지해야 한다. 따라서, 외부의 도움없이 획득한 생체정보만을 이용해 객관적으로 응급정도를 판단해줄 수 있는 알고리즘을 개발했다. 중증도 분석 점수화 방법론에 따라 혈압, 심박수, 호흡률 및 산소포화도 등 4종 이상의 생체신호를 환자의 중증도를 분별하기 위해 필요한 정보로 선정했다.

전투원의 상해정도를 면밀하게 분석하기 위해서는 센서로부터 계측된 생체정보 외에도 의식판별 지표를 반영했다. 현재 응급현장에서 활용되고 있는 대표적인 의식판별 지표는 환자의 움직임, 언어, 동공반응을 기반으로 임상의의 소견을 점수화하는 방식이다. 이를 활용해 전투원의 환경에 부합하도록 상해정도 식별 알고리즘을 개발했다.


생체센서 및 지표를 기반으로 하여 외상 데이터베이스와의 비교/분석을 수행하며, 최종적으로는 병사의 상태 및 처치분류를 도출해내는 흐름의 알고리즘을 구성했다. 외상 데이터베이스는 생체정보 파라미터 즉, 심박수, 혈압, 산소포화도, 호흡률, 체온 등에 따른 상해정도 데이터를 포함하고 있으며, 데이터의 크기가 방대해 인공지능 기계학습을 통한 외상 정도와 주요 파라미터와의 상관성 분석에 활용이 가능하다는 장점이 있다.


▲ 생체신호 모니터링의 미래는= 전장에서는 탄환, 파편, 화생방 공격, 적외선 감시 등 적위협이 상존하며 의료인력 및 물자가 절대적으로 부족하다. 전투원의 생존성을 증대시키기 위해서는 건강상태를 객관적으로 파악하는 것이 중요하다. 현재 국방과학연구소는 인텔리전트 생존보호기능 최적화 연구를 통해 전투원의 신체 및 정신상태 분석이 가능한 기술을 개발했다.


생체신호를 활용해 AI기반으로 전투원의 응급정도를 판단할 수 있는 시스템을 개발하였으며, 지속적으로 기술성숙도를 향상하고 있다. 또한 이 분야에 대한민국의 우수한 IT(정보화기술), BT(바이오기술), NT(나노기술) 인프라를 융복합해 가까운 미래에 다양한 의료기술을 접목할 수 있다면 전투능력 증가, 자동 치유기술 등의 첨단기술을 미래 전투원 시스템에 적용시켜 생존성을 획기적으로 향상할 수 있을 것으로 기대된다. 더 나아가 해당 기술은 극한 환경에서 일하는 작업자, 실버산업, 건강/피트니스 분야 등 생체역학과 관련된 다양한 분야에 적용될 수 있어 국내 과학기술 및 산업발전에도 기여할 것으로 보인다.


양낙규 군사전문기자 if@asiae.co.kr
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