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[IT뉴스]뒤척여도 체내 삽입 의료기기에 안정적으로 전력 공급

온카뱅크관리자

2026-07-30 11:47:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> UNIST 연구진, 무선 충전 기술 개발 
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 <img alt="왼쪽부터 변영재 울산과학기술원(UNIST) 전기전자공학과 교수, 신성민·권성빈 연구원. UNIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/30/dongascience/20260730113938272hnev.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="Z8NqcOmjLT" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/30/dongascience/20260730113938272hnev.jpg" width="658">
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 왼쪽부터 변영재 울산과학기술원(UNIST) 전기전자공학과 교수, 신성민·권성빈 연구원. UNIST 제공
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 몸을 뒤척여도 체내에 삽입된 의료기기를 안정적이고 효율적으로 무선 충전할 수 있는 새로운 기술이 개발됐다. 의료기기 장기 사용 및 치료 편의성을 높일 것으로 기대된다. 
 울산과학기술원(UNIST)은 변영재 전기전자공학과 교수팀이 체내 삽입형 의료기기가 환자의 움직임이나 작동 상태 변화에도 일정하게 전압을 유지하고 필요한 만큼만 전력을 받아 전력 손실과 발열 가능성을 줄일 수 있는 무선 충전 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
 체내에 삽입된 의료기기는 치료나 통신 기능을 작동할 때와 대기할 때 사용하는 전력이 다르다. 체외 충전 송신부가 몸속 수신부에 전력이 필요한 상황인지 알아내 전력 공급 모드와 저전력 모드를 오간다. 필요한 때만 충분한 전력을 보내면 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다.
 연구팀이 개발한 기술은 환자가 몸을 움직여도 수신부의 상태를 정확히 판단해 송신 출력을 조절할 수 있는 ‘적응형 모드 전환 기술’이다. 
 무선 충전은 전기를 보내는 송신 코일과 전기를 받는 수신 코일 사이의 거리와 정렬 상태가 중요하다. 몸을 움직이면 송신부에서 측정되는 신호가 달라진다. 신호가 달라지면 전력이 필요 없는 데 보내거나 전력이 필요할 때 저전력 모드에 머무는 문제가 생긴다. 
 연구팀의 기술은 수신부의 상태가 바뀌는 순간 나타나는 신호 변화와 짧은 확인 신호를 보낸 뒤 수신부 상태에 따라 달라지는 반응을 각각 읽는다. 이를 통해 전력 공급 모드에서 저전력 모드로, 저전력 모드에서 다시 전력 공급 모드로 정확히 넘어갈 수 있다.
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 <img alt="연구팀이 제작한 무선전력전송 송신기·수신기 칩. UNIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/30/dongascience/20260730113939515wwma.png" data-org-width="410" dmcf-mid="5YnpgDkLMv" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/30/dongascience/20260730113939515wwma.png" width="658">
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 연구팀이 제작한 무선전력전송 송신기·수신기 칩. UNIST 제공
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 몸속 수신부에는 공급 전압을 빠르게 조절하는 ‘전압 경주형 히스테리시스 제어기(VRHC)’ 기술을 적용했다. 의료기기는 일정한 전압에서 작동하기 때문에 전압이 크게 흔들리면 제대로 작동하지 않거나 멈출 수 있다.
 VRHC 기술은 같은 시점에 출발한 신호들이 회로를 지나 나오는 시간 차이를 비교해 전압이 기준보다 높은지 낮은지 판단한다. 전압 변동에 빠르게 대응할 수 있는 방법이다.  
 실험 결과, 송·수신 코일 사이의 거리를 7㎜에서 20㎜까지 바꾸며 검증했을 때 연구팀 기술은 우수한 성능을 보였다. 의료기기 사용 전류가 6mA(밀리암페어)에서 16mA로 급증하는 상황에서도 출력 전압은 3.3V(볼트)를 안정적으로 유지했고 리플(전압 출렁임)은 18mV(밀리볼트) 수준에 그쳤다. 
 체외 송신부에서 체내 수신부 출력까지 전달되는 종단 간 효율은 최고 69.1%를 기록했다. 적응형 모드 전환 기술을 적용하지 않았을 때보다 효율이 최대 51.3%p 상향됐다.
 변 교수는 “이번 기술은 환자가 움직여 코일 위치가 달라져도 필요한 전력만 안정적으로 전달한다”며 “체내 의료기기의 배터리 교체 수술 부담을 줄이고 장기 사용과 치료 편의성을 크게 끌어올릴 것”이라고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘IEEE 트랜잭션스 온 서킷츠 앤드 시스템스 원: 레귤러 페이퍼스’ 에 지난달 19일 게재됐다.
 &lt;참고 자료&gt; doi.org/10.1109/TCSI.2026.3703408
 [문세영 기자 moon09@donga.com]
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