Blood pressure sensors in non-invasive methods are now increasing the demand for a healthcare function of
wearable devices with an increase in the size of the wearable market and interest in people’s health. Currently, in the case of blood pressure measurement technology used in Samsung Galaxy Watch 3, the pulse wave’s waveform is analyzed and blood pressure is inferred through PPG (photoplethysmography) technology using LED. PPG is used as a medical device due to its high accuracy when measuring on thin-skinned fingertips, however it is difficult to measure accurately on thick-skinned wrists due to differences in LED transmittance. In this paper, we report the study of accurately acquiring pulse wave waveform through flexible piezoelectric device, not the existing used PPG technology, and analyzing the waveform to infer blood pressure. In order to obtain a high-accuracy pulse wave waveform, a high-sensitivity piezoelectric blood pressure sensor is implemented by transferring a single crystal PMN-PT with a high piezoelectric constant manufactured through a solid single crystal growth method onto a flexible substrate. In addition, blood pressure data is established through simultaneous measurement of OMRON's blood pressure meter which are previously certified as medical devices and flexible piezoelectric blood pressure sensor, and accurate blood pressure analogy is reported through PWA (Pulse Wave Analysis) method. This paper presents a blood pressure sensor using flexible piezoelectric material that has not been previously commercialized, and shows its usability as a wearable device of this technology.
비침습적 방법의 혈압 센서는 웨어러블 시장의 규모와 사람들의 건강에 대한 관심의 증가와 함께 현재 웨어러블 디바이스의 헬스케어 기능으로 그 수요가 증가하고 있다. 현재, 상용화 된 삼성 갤럭시 워치 3 제품에서 사용하는 혈압 측정 기술의 경우 led 를 이용한 PPG(photoplethysmography) 기술을 통해 맥파의 파형을 분석하여 혈압을 유추하고 있다. 하지만, PPG 기술의 경우 피부가 얇은 손가락 끝에서 측정할 시에는 정확도가 높아 의료기기로써 사용이 되고 있지만, 피부가 두꺼운 손목에서는 정확한 측정이 힘든 실정이다. 본 논문에서는 기존의 사용되던 PPG 기술이 아닌 유연 압전 소자를 통해서 맥파의 파형을 정확하게 획득하고, 파형을 분석하여 혈압을 유추하는 연구를 보고한다. 정확도 높은 맥파의 파형을 획득하기 위해서 고상 단결정 성장법을 통해 제조한 압전 상수가 높은 단결정 PMN-PT 를 유연 기판에 전사하여 고민감도의 압전 혈압 센서를 구현한다. 그리고, 기존에 의료기기로 인증받은 OMRON 사의 혈압계와 유연 압전 혈압 센서의 동시 측정을 통해 혈압 데이터를 구축하고 PWA(Pulse Wave Analysis) 방법을 통해 정확도 높은 혈압 유추를 보고한다. 본 논문은 기존에 상용화 되지 않은 유연 압전 물질을 사용한 혈압 센서를 제시하고, 본 기술의 웨어러블 디바이스로써 활용가능성을 보여준다.
