[62호]헬스케어, 비대면 언택트 시대에 맞게 변신하다.
헬스케어, 비대면 언택트 시대에 맞게 변신하다.
글 | 디바이스마트 박진아, 김흥운
디바이스마트에서는 스페셜 칼럼에 소개된 기술, 트렌드와 관련된 제품 소개를 통해 현재 주목받는 기술과 트렌드를 쉽게 이해해보고 흥미를 느낄 수 있는 시간을 마련해보았습니다.
이번 스페셜 칼럼중 하나인 ‘헬스케어, 비대면 언택트 시대에 맞게 변신하다.’ 에서는 기존 질병의 치료, 예방, 건강관리 과정을 모두 아울러 말하는 헬스케어에 IT기술이 접목된 사례를 확인할 수 있었습니다.
AI 스피커, 웨어러블 디바이스로 노인의 우울증, 치매와 같은 정신질환을 미리 예방하고 케어하는 돌봄 서비스, 비대면 디지털 치료법과 같이 코로나 19 확산 영향으로 ‘비대면’ 문화가 확산함에 따라 의료분야와 개인 건강관리 방법에 새바람이 불고 있습니다.
대면 진료가 어려워짐에 따라 웨어러블 디바이스로 평소 심박수와 몸 상태를 체크하고 관리하는 사람들이 늘어나고 있고, 실제로 세계 각지에서 애플워치의 심전도(ECG) 기능이 심장 이상 징후를 조기에 포착하여 도움이 되었다는 사례를 종종 접할 수 있습니다.
우리 일상에 깊이 들어온 헬스케어와 IT기술의 접목 사례들을 생각해보며 디바이스마트의 어떤 상품이 원격 의료 진료 시스템 또는 헬스케어 디바이스와 관련이 있을지 같이 확인해 보도록 하겠습니다.
근육, 심장의 전기적인 활동을 측정하는근전도 EMG 센서
이번에 소개할 제품은 근전도와 심전도를 확인해볼 수 있는 AD8232 chip을 탑재한 아두이노 근전도 EMG 센서입니다.
먼저 간단하게 AD8232 에 대해 알아보겠습니다.
제조사 : ANALOG DEVICES, 품명 : AD8232, 설명 : 단일 리드, 심박수 모니터 프런트 엔드
FDL :
AD8232 단선 심박수 모니터 보드는 심장의 전기적인 활동을 측정하고자 할때 사용하는 제품으로 심장의 전기적인 활동은 보통 ECG(Electrocardiography) 심전도로 표시합니다.
즉, 심장의 수축에 따른 활동 전류를 감지한 그래프를 심전도(ECG)라 하며 근육이 움직일때 마다 우리 인체에 흐르는 미세 전류를 감지하여 전류의 변화를 기록한 그래프를 근전도(EMG)라합니다.
위 이미지는 정상인의 심전도(ECG)로 나타난 그래프의 구성을 간단하게 설명하자면 P는 심방의 흥분을 나타내고, QRS는 심실의 탈분극(수축), T는 심실의 재근북을 나타냅니다. 실제 심전도는 심장의 상태를 측정하거나 손상 범위 진단 시 사용되나 여기서 소개되는 제품은 실제 의료기기가 아니기 때문에 근전도, 심전도 측정을 교육 및 체험 목적으로만 사용해야 함을 명심하시길 바랍니다.
심전도와 관련하여 의학적으로, 구체적으로 들어가면 너무 어려워지기 때문에 간단하게 아두이노와 AD8232을 이용해서 ECG를 측정해 위와 같은 그래프가 그려지는지 확인해 보도록 하겠습니다.
근전도 EMG 센서 AD8232 사용에 앞서 EMG 모듈로 어떻게 ECG를 측정이 가능한지 의문이 들 수 있겠지만, EMG와 ECG는 근육 수축에 의한 전기적 신호를 감지하는 같은 원리로 측정이 되기 때문에 EMG 모듈로 ECG도 측정이 가능합니다.
간단한 심전도 측정 실습
1.실습에 필요한 제품 소개
2. 하드웨어 구성하기
젤 패드 부착 방법
근전도 EMG 모듈 AD8232 제품에는 젤 패드 및 케이블이 총 3개가 함께 제공되며 이미지에서 빨간색 하트 모양인 심장을 기준으로 각 케이블 색깔에 동일한 원형부위에 맞춰 부착해 보시기 바랍니다.
젤 패드를 교체하고 싶거나, 부착 성능이 높은 패드를 사용하고 싶다면 디바이스마트 상품번호 1280244 또는 [Pololu] Electrodes for MyoWare Muscle Sensors (6-Pack)를 추천드립니다.
3. 아두이노 설치 및 소스코드 업로드하기
아두이노 IDE(Integrated Development Environment)는 아두이노 프로그램을 작성하고 컴파일 할 수 있는 통합 개발 환경으로 아두이노 공식 홈페이지(https://www.arduino.cc)에서 무료로 제공하고 있어서 편리하게 사용이 가능합니다.
공식 홈페이지를 통해 아두이노 통합개발환경(IDE) 설치한 후, 아래 소스코드를 업로드 해보기 바랍니다. 코드마다 이해하기 쉽게 설명을 주석으로 첨부하였습니다.
설치 방법 및 세팅은 디바이스마트 블로그 아두이노 통합개발환경(IDE) 설치 방법 및 세팅글 (https://blog.naver.com/no1_devicemart/221503319351)에 자세히 나와있으니 설치가 어려운 구독자분들은 해당 내용을 확인해 보시기 바랍니다.
소스코드
void setup() {
Serial.begin(9600); // 시리얼 통신의 보드레이트는 9600bps 로 설정
pinMode(10, INPUT); // 아두이노 디지털 10번을 입력핀으로 지정 LO+ 와 연결
pinMode(11, INPUT); // 아두이노 디지털 11번을 입력핀으로 지정 LO- 와 연결
}
void loop() {
if((digitalRead(10) == 1)||(digitalRead(11) == 1)){
// 만약 디지털 10번 핀 또는(OR) 11번 핀에 1이 입력되면
Serial.println(‘!’); // 시리얼포트로 ‘!’를 출력 합니다. > 젤 패드가 잘 붙었는지 확인 하는 원리
}
else{ // 아니라면
Serial.println(analogRead(A0));
// 시리얼포트로 아날로그 A0에 입력되는 값을 출력합니다.
}
delay(1); // 1ms 만큼 지연 시킨다 -> 연속 동작 중 정확한 값구분을 위한 딜레이 주는 겁니다.
}
4. 동작 모니터링 및 패턴 측정
동작 모니터링
아두이노 IDE 상단 메뉴에 툴 -> 시리얼 플로터 선택, 좌측 하단에 9600bps(보드레이트) 선택 후 최대한 움직임을 줄이고 측정 결과를 지켜 보았습니다.
실제 측정한 그래프는 위와 같으며 이론에 나온 정상인의 심전도와 같이 측정됨을 확인 할 수 있었습니다.
이렇게 AD8232 센서와 아두이노를 이용해서 쉽고 간단하게 심전도(ECG)를 측정해 보았는데요. 이번 근전도 EMG 모듈 AD8232 소개와 더불어 기초 실습 과정을 따라 해보며 끊임없이 변화하고 있는 헬스케어 트렌드, 웨어러블 디바이스에 활용되는 이론이나 기술에 한 발짝 다가가 이해해보는 시간이 되었으면 합니다.