배터리 없는 장치 몸 이식해 '치료·모니터링'
배터리 없는 장치 몸 이식해 '치료·모니터링'
  • 박연수
  • 승인 2018.06.11 13:35
  • 조회수 605
  • 댓글 0
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애니메이션 <신기한 스쿨버스> 아시나요? 마법 버스를 타고 바다 속이나 우주, 심지어 우리 몸 속까지 탐험하는 이야기입니다.

 

몸 속을 탐험하려면 크기는 나노급?! 출처: 애니메이션 주제곡 영상 갈무리.
몸 속을 탐험하려면 크기는 나노급?! 출처: 애니메이션 주제곡 영상 갈무리.

이 같은 상상력이 점차 현실이 되고 있는 요즘입니다. 최근 MIT의 연구진과 브리검 여성병원(Brigham and Women’s Hospital) 연구진은 우리 인체 깊숙이 이식된 장치에 전력을 공급하고 신호를 주고받는 매우 작은 장치를 개발했습니다.

 

작아요. 출처: MIT유튜브
작아요. 출처: MIT유튜브

이 장치를 통해 약물을 운반하거나 신체 상태를 조절할 수 있는데요. 전기나 빛으로 뇌를 자극해 질병을 치료할 수도 있다고 합니다. 

 

신체에 심는 '임플란트'는 인체 조직을 안전하게 통과할 수 있는 주파수를 이용합니다. 동물 실험에서 연구진은 1m 거리에서 10cm 깊이에 있는 장치에 전력을 공급할 수 있었습니다.

 

다양하게 가능해요. 출처: MIT
다양하게 가능해요. 출처: MIT

연구의 수석 저자인 Fadel Adib 조교수는 데이터 통신 컨퍼런스(SIGCOMM) 에서 "이 작은 장치는 배터리가 없고 몸 밖 먼 거리에서 정보를 주고 받을 수 있습니다"고 말했습니다. 배터리가 필요하지 않기 때문에 이 장치는 더 작아질 수 있을 것으로 예상합니다. 쌀알보다도 더 작아질 수 있다네요.

 

섭취 혹은 이식된 장치는 신체를 치료하거나 모니터링이 가능합니다. 연구진은 약물 전달, 생체 신호 모니터링, 위장의 움직임 감지 등에 사용할 수 있는 시스템을 연구 중인데요. 이 장치가 뇌에 이식된다면 파킨슨 병이나 뇌전증을 치료할 수 있도록 뇌를 자극하는 기술에 사용된다고 해요. 

 

현재 맥박 조정기와 같은 이식 가능한 의료 기기들은 자체적으로 배터리를 휴대하기 때문에 크기가 크고 수명도 제한적이라고 합니다. MIT 연구진이 개발한 배터리가 없는 이 장치는 외부 안테나에서 방출되는 전파로 전원을 공급할 방법을 찾는 연구를 진행했습니다.

 

 

현재까지는 전파가 몸을 통과할 때 사라지는 경향이 있었습니다. 전력 공급하기에는 신호가 약했습니다. 연구진은 이를 극복하기 위해 'In Vivo Networking'이라는 시스템을 고안해 냈습니다. 이 방법은 주파수가 조금씩 다른 전파를 방출하는 안테나 배열을 이용합니다. 전파가 이동할 때 서로 다른 방식으로 중복되고 결합되는데 파동이 높은 지점이 겹치는 부분에서 이식된 장치에 충분한 에너지를 공급할 수 있다고 합니다. 

 

연구진은 돼지를 이용한 실험에서 1m 떨어진 곳, 10cm 정도 깊이에 설치한 장치에 신호를 전달할 수 있었습니다. 만약 피부와 가까이에 있었다면 38m 떨어진 곳에서도 작동할 수 있다고 합니다.

 

연구진은 앞으로 효율적이고 더 먼 거리에서도 전력을 공급하고 신호를 주고받을 수 있는 방법을 연구하겠다고 밝혔습니다.



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