광혈류측정(Photoplethysmography, PPG)-배경,원리,장점,단점,활용

배경

광혈류측정(Photoplethysmography, PPG)은 혈액 순환과 관련된 생리적 매개변수를 모니터링하는 비침습적 방법입니다. 1937년 하와드가 처음으로 소개한 이 기술은 주로 심박수와 혈액 산소 포화도를 측정하는 데 사용되며, 최근에는 웨어러블 장치와 스마트 헬스케어 기기의 핵심 기술로 자리 잡았습니다.

원리

PPG는 피부를 통해 빛을 방출하고 반사된 빛을 측정하여 혈류의 변화를 감지하는 방식으로 작동합니다.

1. 빛 방출: LED가 적색 또는 적외선 빛을 피부에 비춥니다.
2. 빛의 흡수와 반사: 혈액과 조직이 빛을 흡수하고 일부는 반사됩니다. 심장이 박동할 때마다 혈액량이 변하여 반사되는 빛의 양도 변화합니다.
3. 광센서 감지: 반사된 빛을 광센서가 감지합니다. 이 신호는 혈액량 변화에 대한 정보를 포함합니다.
4. 신호 처리: 감지된 신호를 분석하여 심박수, 혈액 산소 포화도 등의 생리학적 데이터를 추출합니다.

장점

• 비침습적: 혈액 채취 없이 측정이 가능합니다.
• 실시간 모니터링: 즉각적인 데이터 제공이 가능합니다.
• 사용 편의성: 웨어러블 장치에 쉽게 통합되어 일상생활에서 간편하게 사용할 수 있습니다.
• 비용 효율성: 비교적 저렴한 비용으로 측정이 가능합니다.

단점

• 측정 정확도: 피부색, 문신, 움직임, 장치 착용 방법 등에 따라 신호의 정확도가 영향을 받을 수 있습니다.
• 환경 조건: 밝은 조명이나 운동 등 외부 환경에 따라 측정값이 달라질 수 있습니다.
• 개인 차이: 개인의 피부 두께나 혈관 상태 등에 따라 신호 품질이 변할 수 있습니다.

활용

• 웨어러블 기기: 스마트워치, 피트니스 밴드 등에서 심박수와 혈액 산소 포화도 측정에 사용됩니다.
• 의료 기기: 병원에서 환자의 심박수와 산소 포화도를 모니터링하는 데 사용됩니다.
• 스포츠와 피트니스: 운동 중 심박수 모니터링과 트레이닝 효과 분석에 활용됩니다.
• 수면 모니터링: 수면 중 심박수 변화를 감지하여 수면의 질을 평가하는 데 사용됩니다.

전망

광혈류측정 기술은 지속적으로 발전하고 있으며, 미래에는 더욱 정확하고 신뢰성 있는 데이터를 제공할 것으로 기대됩니다. 특히 AI와 머신 러닝을 활용한 신호 처리 기술의 발전으로 더욱 정밀한 건강 모니터링이 가능해질 것입니다. 또한, PPG 기술을 활용한 새로운 헬스케어 애플리케이션이 개발되어 개인 맞춤형 건강 관리에 기여할 것으로 보입니다.