국내외 지능형 의료기기
기술개발에 대한 전망
- 카이스트에서는 최근 고해상도화 및 멀티카메라 탑재 캡슐내시경에 활용되어 영상/사진 정보를 전송할 수 있는 통신 SoC를
연구하여 국제 학회에서 발표하였음
- 코스피에 상장된 국내 대표적인 회사로, 업계 후발주자지만 주요 성능이 기존 제품보다 뛰어나 시장 점유율을 점차 늘려가고
있음. 특히, 통신시스템으로 타 회사는 무선통신 (RF) 기술을 사용하는데 비해 IntroMedic 사는 인체매질통신 기술을 사용하
였음을 강조함. 인체매질통신 기술은 구현이 까다롭고 접촉상태에 따라 안정성이 떨어진다는 단점이 있으나, 전력소모를 낮
추고 동작시간을 늘리는 한 편 전자파 발생을 줄일 수 있어 큰 강점이 있음
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인체에 이식 되어 신체기능의 일부를 대체/보조하고 전기적 자극을 전달하거나 의약품을 주입하는 의료기기로, 최근 고령화 등
으로 인한 암, 심장질환 등과 같은 질병의 증가로 그 필요성이 증가 추세에 있음
- 이식형 기기로는 심장질환자를 위한 이식형 심장박동기/ 이식형 심장충격기, 항암치료 환자, 만성질환자들을 위한 항암제, 진
통제 등을 일정하게 주입할 수 있는 이식형의약품주입펌프, 선천적/후천적 청각 장애의 회복을 위한 이식형 와우시스템(인공
달팽이관장치)가 현재 대표적 임
- 현재 적용중인 심장박동기, 제세동기와 같은 장치는 SoC와 센서, 슈퍼캡, 배터리를 주요부품으로 구성된 3x4정도의 크기의 최
대 5년 정도 수명을 가진 모듈로서, 삽입 후 주기적으로 수술을 통한 교체가 요구됨. 따라서, 초저전력 반도체 기술, 자가발전
소자 및 PMIC 기술에 대한 연구가 진행 중임
- 한편, 미래 이식형 장치를 위한 생체 이식 가능한 센서와 이를 연동하는 반도체와 BMI, 인공장기, 인공 근육 등을 위해 소자, 연
결 등의 기반 기술에 대한 전반적인 연구가 진행 중 임
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Northwestern University, John Rogers 그룹은 삽입형 헬스케어 SoC를 위한 생체 삽입형 유연소자 기술 개발 분야를
선도하고 있음
- 유연 실리콘 기반의 뇌파 및 심전도를 장기간 수집하는 디바이스를 세계 최초로 개발했을 뿐만 아니라 광자극과 전기 자극을
통해 신경신호를 제어약물전달 또한 가능한 다기능성 유연소자의 개발까지 성공하였음
- 초박형의 유연한 고분자 기반의 전극 디바이스는 장시간 삽입에도 불구하고 심각한 염증 등을 유발하지 않음
- 이러한 삽입형 기술 상용화를 위한 벤처기업 등도 설립하였으나, 센서의 고집적화는 아직 이루지 못했으나 계속 연구 진행 중
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EPFL, Stephanie Lacour 그룹에서는 유연할 뿐 아니라 신축성 있는 전기전극을 생체 내부에 삽입하여 신경자극을 가하는 연
구를 진행한 바 있음
- 생체 내부의 조직과 유사한 기계적 물성을 가지는 신축성 있는 실리콘 소재의 경우 일반 플라스틱 소재보다 더 적은 염증과 조
직 손상을 보임
- 그룹에서는 하반신이 마비된 동물의 척수에 전기 자극을 가해 동물의 걷기 모델을 모방한 바가 있음
- 이러한 연구를 말초신경의 재생에 관련하여 활발하게 진행하고 있지만 수동형 센서로 한정 돼 있음
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미국의 Ardiem Medical는 2002년부터 백금 전극을 포함한 실리콘 기반의 neural cu 디바이스를 제작함. 유연한 고분자를
바탕으로 제작되어 신경다발을 감싸 고정되도록 제작되었으며 리드선을 이용하여 외부와 통신 가능함. 다만 유선으로 제어되
는 한계가 있음
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University of Utah, Richard Norman 그룹은 1970년도에 세계 최초로 100~200개의 수동형 전극 어레이인
Utah array를 개발
- 현재까지도 뇌파를 측정하는 용도로 가장 상용화가 많이 되어 있는 뇌파 측정용 센서지만 센서의 반도체 집적화에 대한 연구
개발이 필요함