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UNIST "몸속 수신부 상태 파악해 송신 출력 조절 가능"
왼쪽부터 UNIST 변영재 교수, 신성민 연구원, 권성빈 연구원. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]
(울산=연합뉴스) 김용태 기자 = 신체 활동 중에도 체내에 삽입된 의료기기를 안정적이고 효율적으로 무선 충전할 수 있는 기술이 나왔다.
울산과학기술원(UNIST)은 전기전자공학과 변영재 교수팀이 환자 몸 움직임에도 전압을 일정하게 유지하고, 전력 손실과 발열 가능성을 줄인 체내 삽입형 의료기기 무선 충전 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
체내 삽입형 의료기기는 치료나 통신 기능을 작동할 때와 대기할 때 사용하는 전력이 달라진다.
몸 밖의 충전 송신부가 몸속 수신부에 전력이 필요한 상황인지를 알고 전력 공급 모드와 저전력 모드를 오가는 것이다.
그러나 몸이 움직이면 송신부에서 측정되는 신호가 달라지는데, 전력이 필요 없는데도 계속 보내거나 전력이 필요한데도 저전력 모드에 머물러 의료기기가 제대로 작동하지 않게 된다.
연구팀이 개발한 기술은 환자가 몸을 움직여도 몸속 수신부 상태를 정확히 판단해 송신 출력을 조절할 수 있는 '적응형 모드 전환 기술'이다.
신호의 절대적 크기 대신 수신부 상태가 바뀌는 순간 나타나는 신호 변화와 짧은 확인 신호를 보낸 뒤 수신부 상태에 따라 달라지는 반응을 각각 읽어 전력 공급 모드에서 저전력 모드로, 저전력 모드에서 다시 전력 공급 모드로 정확히 넘어갈 수 있게 했다.
또 몸속 수신부에 공급 전압을 빠르게 조절하는 '전압 경주형 히스테리시스 제어기'(VRHC) 기술도 적용했다.
의료기기는 일정한 전압에서 작동하기 때문에 전압이 크게 흔들리면 멈출 수 있다. 이 제어 기술은 현재 전압을 기준 전압과 직접 비교하는 대신, 전압 정보를 같은 시점에 출발한 신호들이 회로를 지나 나오는 시간 차이로 바꿔 읽어내 전압이 기준을 벗어났는지를 빠르게 판단할 수 있다.
변영재 교수는 "필요한 전력만 안정적으로 전달해 체내 의료기기 배터리 교체 수술에 대한 부담을 줄이고, 장기 사용과 치료 편의성을 크게 끌어올릴 것"이라고 말했다.
과학기술정보통신부 정보통신기획평가원 지원을 받은 이번 연구는 회로·시스템 분야 국제 학술지 'IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers'에 지난달 19일 게재됐다.
yongtae@yna.co.kr
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