[TTA] 생체신호 인증기술 및 표준화 동향

 

 

 

■ 생체신호의 특성분석

 

 

1. 전기적 생체신호

 

- 전압, 전류, 저항, 전도도 등의 전기적인 변수로 측정되는 생체신호를 지칭한다. 이러한 생체 신호를 측정하는 가장 대표적인 방법은 신호의 특성이 잘 반영되어 나타나는 신체의 표면에 전극을 부착하여 신호를 전압 또는 전위차의 형태로 기록하는 방법이다.

 

 

▶ 심전도(ECG/EKG, Electrocardiogram)

 

- 심장의 박동과 관련되어 전압의 형태로 측정되는 전기적인 신호이다. 심장 각 박동의 세부적인 순서에 따라서 정형적인 패턴을 나타내고 있어, 심장의 이상 진단에 활용되고 있는 대표적인 생체 신호이다.

 

 

▶ 뇌전도(EEG, Electroencephalogram)

 

- 대뇌의 활동 상태에 따라 변화하는 신호로, 머리 표면에 부착한 전극에서 전압의 형태로 측정된다. 인지기능, 감각기능, 운동 기능, 감정상태, 수면 상태 등 뇌의 다양한 활동 상태를 부위에 따라 선택적으로 나타내는 대표적인 생체 신호이다.

 

 

▶ 근전도(EMG, Electromyogram)

 

- 근육의 활동 상태를 나타내는 전기적인 생체 신호로, 관찰하고자하는 근육의 부위로부터 가까운 위치에 전극을 부착하여 전위차이 형태로 측정한다. 근육 수축의 여부 및 수축 강도를 나타내어 준다.

 

 

 

2. 기계적 · 물리적 생체신호

 

- 압력, 가속도, 온도, 소리, 힘 등의 기계적/물리적인 형태의 특성을 갖는 생체 신호로, 전기적인 생체 신호와 광학적인 생체 신호를 제외한 대부분의 생체 신호가 이 범주에 속한다고 볼 수 있다.

 

 

▶ 심탄도(BCG, Ballistocardiogram)

 

- 혈액을 신체의 말단 부위까지 전송하기 위하여 박출하는 과정에서 심장의 운동 및 대동맥에서의 집단적인 혈액의 움직임은 외부에 미약한 힘을 가하게 된다. 힘을 측정하는 민감한 센서를 신체의 표면 또는 힘이 전달될 수 있는 위치에 장착하고 이 미세한 힘 신호를 측정하면 심장박동의 동태를 파악할 수 있다. 심전도와 함께 심장 활동에 관한 정보를 제공하면서 심장 박동에 의한 결과적인 정보를 제공한다

 

 

 

3. 광학적 · 화학적 생체신호

 

- 가시광선 또는 적외선 범위의 파장을 이용하여 신체 내부 특성 성분의 비율 또는 분포를 측정한 생체 신호를 지칭한다.

 

 

▶ 광용적맥파(PPG, Photoplethysmogram)

 

- 신체 말단에서 혈관의 용적이 변화하는 것을 모니터링 하는 생체 신호이다. 심장에서 혈액이 박동에 의하여 일정한 간격을 두고 간헐적으로 박출되므로, 말단에서 혈액의 흐름도 일정하지 않고 심장의 박동에 따라서 혈액의 양이 변화하게 된다. 혈액의 양이 증가하면 빛을 더욱 많이 흡수하게 되므로, 투과 또는 반사하는 광량이 감소하게 되는데 이를 통하여 혈관의 용적 변화를 측정할 수 있고, 심장 박동의 변화도 평가할 수 있는 생체 신호이다.

 

 

 

■ 생체신호 인증기술 및 표준화 동향

 

 

1. 생체신호센서

 

- 생체신호센서칩을 탑재한 웨어러블 디바이스에서는 고품질의 생체신호를 취득할 수 있도록 신체 부위에 착용하거나 부착하여 장시간 불편함 없이 편리하게 사용 할 수 있도록 설계되어야 한다.

 

- 생체신호 센서를 탑재한 웨어러블 디바이스의 형태를 살펴보면 액세서리형(스마트워치·밴드·안경·목걸이), 직물/의류일체형(셔츠·양말·신발), 신체부착형(패치, 헤드셋, 모자, 헤어밴드), 생체이식형(알약, 신체 부위에 칩 이식) 등으로 분류 할 수 있다.

 

 

2. 생체신호 인증기술 표준화 동향

 

- 생체신호 인증기술은 감지, 시스템, 인증, 통신으로 나누어 볼 수 있다.

 

 

▶ 도출된 유효 특허

 

- 생체신호를 웨어러블 디바이스와 같은 스마트기기로 손쉽게 측정할 수 있는 감지기술이 42%

 

- 감지값을 응용할 수 있도록 하는 시스템기술은 20%

 

- 무선 네트워크에 의해 측정값을 관리자 또는 통신사업자에서 보내는 통신기술이 6%

 

 

★ 생체 신호 인증기술과 관련되는 연구개발은 각국에서 활발히 진행되고 있는 데 반하여 관련 기술에 대한 표준화 추진사례는 전혀 발표된 바가 없다.

 

 

 

** 출처: [TTA] 생체신호 인증기술 및 표준화 동향

** 문서:

165-2-3-1.pdf