닥터가 된 로봇개...2미터 거리서 생체신호 잰다

‘스팟’에 4대 카메라 탑재...맥박, 호흡, 체온 등 측정

4대의 카메라와 태블릿을 탑재한 로봇개 스팟. MIT 제공

신종 코로나 바이러스 감염증(코로나19) 사태 이후 비대면 진료 시스템 개발 움직임이 활발해지고 있다. 그 중엔 로봇을 이용하는 것도 있다. 로봇을 이용하면 이동식 진료가 가능하다는 장점이 있다.

로봇개 스팟 개발업체인 보스턴 다이내믹스와 매서추세츠공대(MIT), 브리검여성병원이 공동으로 로봇을 이용한 원격진료 시스템 개발에 나섰다. 이들은 1차로 로봇개 스팟을 이용한 생체신호(vital sign) 측정 시스템을 개발했다. 생체 신호란 생명을 유지해주는 신체의 기능이 어떤 상태에 있는지를 보여주는 생체 활력 지표를 말하는 것으로 흔히 맥박수, 호흡수, 체온 등을 가리킨다. 이 네 가지는 코로나19 환자를 가려내고 퇴원 여부를 결정하는 데 중요한 생체 지표다.

닥터 스팟이 원격으로 측정한 4가지 생체 신호(위)와 원격 조종기. 테크알카이브

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처음엔 태블릿만 탑재해 의료진과 화상대화 중개

프로젝트팀이 개발한 이 시스템에서 로봇개 스팟은 모바일 의사 `닥터 스팟'이 되어 2미터 떨어진 거리에서 환자의 생체 신호를 원격 측정할 수 있다. 지난해 9월부터 여러 산업 현장에 투입된 로봇개 스팟이 의료 현장에 처음 투입된 건 지난 4월이다. 당시 매서추세츠의 브리검여성병원에서 의료진 집단감염 사태가 일어나자 의료진의 추가 감염 위험을 최소화하기 위해 스팟에 의료진과 환자가 화상대화를 할 수 있는 태블릿 피시를 탑재한 것이 처음이었다. 이후 프로젝트팀은 스팟의 능력을 확장하기로 하고, 여러 생체 신호를 원격으로 측정할 수 있는 이른바 `바이털캠'(VitalCam) 시스템 개발을 시작했다.

생체 신호 중 체온은 적외선 카메라를 이용하면 비교적 간단하게 측정할 수 있다. 연구진은 여기서 한 발 더 나아가 적외선 카메라 데이터를 좀더 정확하게 이용하는 알고리즘을 개발했다. 즉 환자와의 거리, 주변 온도 같은 변수들을 결합시켜 피부 온도와 함께 심부체온도까지 추정할 수 있게 했다. 적외선 카메라는 또 안면 마스크의 온도 변화를 통해 환자의 호흡 속도도 측정할 수 있다. 숨을 들이쉬고 내쉴 때 일어나는 마스크 온도의 작은 변화를 간파하면 호흡 속도를 알 수 있다.

바이털캠 시스템엔 적외선 카메라 말고도 3대의 단색 카메라가 더 있다. 이 카메라들은 각기 특정 스펙트럼(670, 810, 880나노미터)의 광파장을 잡아낸다. 이 특정 파장의 움직임을 추적하면 피부 혈관에서 일어나는 미세한 변화를 감지해낼 수 있다고 한다. 이는 환자의 맥박과 혈중 산소 포화도를 계산할 수 있는 데이터가 된다.

닥터 스팟이 생체신호를 원격 측정하는 모습. MIT 제공

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시스템 완성되면 로봇개가 병실 회진하는 날 올 수도

연구진이 바이털캠 시스템을 위해 특별히 새로운 기술을 개발한 것은 아니다. 단지 코로나19 치료 현장에서 환자들의 여러 바이털 신호를 동시에 분석할 수 있도록 여러 기술을 나름의 방식으로 결합했을 뿐이다.

연구진은 로봇개 스팟에 탑재된 바이털캠은 의사나 간호사가 휴대용 조종기로 원격 작동하게 설계돼 있다고 밝혔다. 따라서 이 시스템을 이용하면 인간 의료진 대신 로봇개 의사가 환자를 대면 진단하는 상황이 펼쳐지는 셈이다.

연구진은 그동안 건강한 성인 몇몇을 대상으로 이 시스템을 시험했다. 조만간 코로나19 환자를 대상으로 의료 응급현장에서도 시험할 계획이다. 시스템이 완성되면 의료진을 대신해 로봇개가 병실을 돌아다니며 회진하는 것도 가능하지 않을까?

연구진은 지금까지의 바이털캠 시스템 시험 결과를 8월19일 사전출판 논문집 `테크알카이브'(techRxiv) 온라인판에 `비대면 바이털 신호 측정을 위한 기동력 있는 모바일 로봇 플랫폼'(Agile mobile robotic platform for contactless vital signs monitoring)이란 제목으로 발표했다.

곽노필 선임기자 [e-mail], ▶곽노필의 미래창 바로가기