의료 웨어러블 기기가 노인의 의료 서비스 품질을 향상시킵니다

세계 인구가 고령화되고 건강 및 요양 시설이 노인들에게 적절한 의료 서비스를 제공해야 하는 압박을 받는 상황에서, 셀룰러 IoT 기반 원격 모니터링 솔루션은 이러한 격차를 채워주며 노인들에게 편리하고 정확하며 원격으로 모니터링할 수 있는 기기를 제공하여 노인의 의료 서비스 품질을 향상시키고 있습니다. 이 글에서는 노인의 의료 서비스에서 직면하고 있는 현재의 문제들과 Nordic이 제공하는 솔루션에 대해 살펴보겠습니다.

노인들은 여전히 기술 사용에서 대표성이 부족합니다

전 세계 많은 국가들이 고령화 문제에 직면하고 있으며, 노인은 병원을 자주 찾아야 하는 주요 집단 중 하나로 정부에 큰 부담을 주고 있습니다. 하지만 대부분의 환자들은 가정에서 벗어나 노인 요양 시설로 이동하거나 의사를 방문하는 것을 좋아하지 않습니다. 이는 오랜 기간 거주하던 집에서 떠나는 불편함 외에도 독립성 상실, 지루함, 외로움, 그리고 잊혀질지도 모른다는 두려움 등 여러 요인이 요양 시설로의 이동을 꺼리게 만드는 주된 이유입니다.   시간의 흐름과 노화 과정을 되돌리는 방법은 거의 없지만, 기술은 일부 경우 병원이나 노인 요양 시설로부터 멀어질 수 있는 여러 가지 방법을 제공합니다. 의료 서비스는 점차 기술에 의존하고 데이터 기반으로 변화하며 병원 또는 의사 클리닉의 '가상' 진료로부터 벗어나기 시작했습니다. 그러나 팬데믹이 기술 도입을 가속화했을지라도 주요 장애물 중 하나는 많은 고령자가 기술을 신뢰하거나 이해하지 못한다는 점입니다. 이는 실제로 기술을 구현하는 데 어려움을 야기합니다.   Pew Research의 최근 연구에 따르면, 65세 이상의 인구가 지난 10년 동안 기술 사용을 상당히 증가시켰음에도, 이 연령대의 미국인들 중 현재 스마트폰을 소유한 사람은 61%에 불과하며 인터넷 사용자 비율도 75%에 불과합니다. 이는 18~29세 연령대의 스마트폰 소유율(96%)과 인터넷 사용률(99%)에 비해 여전히 낮은 수준입니다. 웨어러블 기기와 관련해서는, Statista에 따르면 2021년 기준으로 55세 이상의 미국인 중 단 19%만이 그러한 기기를 소유하고 있어, 노년층의 웨어러블 기기 도입률은 더 낮은 상태입니다. 앞으로는 노인들이 자신의 집에 머물도록 돕거나 직원 부족 문제를 겪고 있는 노인 요양 시설에서 더 효과적인 돌봄을 제공할 수 있도록 하는 기술 솔루션의 도입이 점진적으로 증가해야 할 필요가 있습니다.

셀룰러 IoT의 편리성은 노년층을 위한 기술 활용도를 향상시킵니다

Bluetooth LE가 연결형 웨어러블 기기에서 가장 인기 있는 무선 기술로 남아 있는 반면, 셀룰러 IoT는 중간 연결이 필요 없다는 점에서 건강 관련 웨어러블 기기들 사이에서 점점 인기를 얻고 있습니다. 셀룰러 IoT는 착용자가 스마트폰이나 게이트웨이를 필요로 하지 않고, 지속적인 모니터링을 위해 별도의 개입 없이 데이터를 전송할 수 있도록 해줍니다. 특히 노인들에게는 페어링, 스마트폰, Wi-Fi 네트워크 비밀번호를 기억할 필요 없이 데이터를 클라우드에 안정적이고 안전하게 전송할 수 있다는 장점이 있습니다.   노인들은 새로운 기술을 사용하는 데 어려움을 겪는 경우가 많기 때문에 이러한 웨어러블 기기는 사용하기 쉬워야 하고, 사용자가 휴대폰에서 앱을 찾거나 사용자 이름 또는 비밀번호를 기억하려고 노력하지 않아도 쉽게 작동할 수 있어야 합니다. 이는 실종자나 부상자가 발생했을 때 시간 소모가 중요한 경우에 특히 중요합니다.   안심할 수 있는 점은 저전력 셀룰러 IoT인 LTE-M과 NB-IoT가 생명과 직결된 애플리케이션을 위해 신뢰할 수 있고 안전한 연결의 표준을 제공한다는 것입니다. 커버리지 측면에서는 세계 여러 곳의 셀룰러 네트워크와 동일하게 전국적인 커버리지 네트워크를 운영자가 제공하고 있습니다. 이는 대부분의 산업화된 국가뿐만 아니라 개발도상국에서도 점점 더 많아지는 NB-IoT 및/또는 LTE-M 커버리지를 제공합니다.   셀룰러 IoT는 또한 가장 안전한 통신 기술로, 3GPP 표준에 포함된 내장 보안 기능을 제공합니다. 칩 수준 장치에 추가 보안을 적용하여 안전한 설계와 제품 개발 과정을 진행할 수도 있습니다. 예를 들어, Nordic의 nRF9160 저전력 SiP는 Arm TrustZone과 Arm CryptoCell에서 제공하는 인터넷 수준의 암호화 및 애플리케이션 보호를 활용해 LTE-M/NB-IoT 모뎀이 통합되어 있습니다. 이러한 수준의 보안은 특히 민감한 개인 정보를 처리하고 전송할 수 있는 의료 웨어러블 기기와 관련하여 개발자와 소비자 모두에게 안심을 제공합니다.

셀룰러 IoT 기반 건강 모니터링을 위한 웨어러블 장치가 인기를 얻고 있습니다

여러 회사가 알츠하이머, 치매, 자폐증을 앓고 있는 개인을 추적하고 모니터링할 수 있는 고령자 건강 관리용 셀룰러 사물인터넷(IoT) 기반 웨어러블 기기를 개발했습니다. 이 기기는 요양 시설이나 독립적으로 거주하는 개인에게 적용할 수 있으며, LTE-M 연결과 GNSS 위치 확인을 지원하며 착용자의 위치를 가족, 친구 또는 보호자에게 보고합니다. 또한 착용자의 낙상 가능성을 감지하기 위해 가속도계를 통합하고 있습니다.   더불어 클라우드-셀룰러 IoT에 연결된 다양한 건강 관리 웨어러블 기기가 있습니다. 이러한 기기는 심박 산소계, 온도, 관성 측정 장치(IMU) 센서를 통해 심박수, 혈중 산소 농도, 혈압, 체온과 같은 주요 건강 지표를 지속적으로 모니터링하고 기록하며, ECG(심전도) 센서를 통해 심박수와 리듬을 기록하는 것은 물론 GPS 위치 확인 및 낙상 감지 기능도 제공합니다.   웨어러블 기기는 새로운 의료 웨어러블 기기에 셀룰러 IoT와 블루투스 LE(Bluetooth Low Energy) 연결을 추가로 통합하여 원격 의료/재택 의료 솔루션에 대한 이중 용도와 다기능 장비를 충족할 수 있습니다. 착용자는 스마트폰에 연결하여 활동 기록, 비활동 경고, 수면 모니터링 및 낙상 감지 기능을 수행하면서 웨어러블 기기가 스마트워치로 작동하도록 할 수 있습니다.   이러한 기능은 Nordic의 nRF52832를 통해 블루투스 LE 연결을 제공합니다. 스마트폰에서 웨어러블 기기로의 전화 및 알림 릴레이를 지원하며, 실내 위치 추적용 비콘 액세서리를 연결할 수 있는 블루투스 LE 비콘 프로파일도 지원합니다.

소형 및 고도로 통합된 시스템-인-패키지

Nordic에서 소개한 nRF9160은 LTE-M/NB-IoT 모뎀과 GPS가 통합된 저전력 시스템 인 패키지(SiP)입니다. 이는 최신 저전력 LTE 기술, 고급 프로세싱 및 안전한 접근 기능을 쉽게 사용할 수 있도록 설계된 복합적이고 고도로 통합된 SiP로서 단일 장치 저전력 셀룰러 사물인터넷(cIoT) 디자인에 적합합니다.   nRF9160에는 Arm Cortex-M33 애플리케이션 프로세서, 풀 LTE 모뎀, RF 프론트 엔드(RFFE), 전력 관리 시스템이 내장되어 있습니다. nRF9160은 시장에서 선도적인 컴팩트하고 종합적이며 에너지 효율적인 셀룰러 IoT 솔루션입니다. nRF9160 통합 모뎀은 LTE-M과 NB-IoT를 지원하며, 지역 변형 없이 세계적으로 작동할 수 있습니다. eDRX 및 PSM을 포함한 모든 저전력 절약 기능은 IPv4/IPv6, 전송 및 보안(TCP/TLS) 레벨을 지원하며, 안전한 암호화된 펌웨어를 통해 FOTA(Firmware Over-The-Air) 방식으로 모뎀 펌웨어 업그레이드가 가능합니다.   nRF9160의 내장된 Arm Cortex-M33 애플리케이션 프로세서에는 1MB 플래시 메모리와 256KB RAM이 포함되어 있어, 단일 장치 솔루션에서 고급 애플리케이션 개발을 가능하게 하고, GPS 수신기를 통합하여 위치 추적을 사용한 다양한 애플리케이션을 충족할 수 있는 다양한 운영 모드를 제공합니다. 또한 nRF9160은 12비트 ADC, RTC, SPI, I²C, I²S, UARTE, PDM 및 PWM을 포함한 다양한 인터페이스 및 주변 옵션을 내장하고 있습니다.   nRF9160은 Arm TrustZone 기술을 활용하여 메모리 및 주변 장치를 포함한 펌웨어 및 하드웨어 구성 요소를 격리하고 보호합니다. 보안 기능이 유사 제품보다 우수하며, Arm TrustZone은 안정성이 높고 안전한 IoT 애플리케이션을 구축할 수 있도록 안전 부팅, 신뢰할 수 있는 펌웨어 업데이트, 보안 루트 실행을 지원하며 성능을 저하시키지 않습니다.   nRF9160은 Arm CryptoCell을 지원하여 보안성을 더욱 강화하며, 암호화 알고리즘 및 보안 리소스를 제공하여 IoT 애플리케이션을 다양한 공격 위협으로부터 보호합니다. CryptoCell은 에너지 제약이 있는 장치에 최적화된 고성능 암호화 솔루션으로 설계되었습니다. 또한, nRF9160은 SIM 및 eSIM 카드 모두를 지원하여 이동통신 네트워크 사업자로 연결 및 인증이 가능합니다.   nRF9160 하드웨어 및 개발 키트는 클라우드로 연결되는 센서부터 클라우드까지의 전체 개발을 위한 대량 생산 단계에 있으며, Nordic은 여전히 새로운 기능을 개발하고 성능을 최적화하고 있습니다. nRF9160은 LTE 밴드 B1, B2, B3, B4, B5, B8, B12, B13, B14, B17, B18, B19, B20, B25, B26, B28 및 B66을 지원하며 인증을 받았습니다.

멀티 프로토콜 및 다기능 지원이 가능한 블루투스 저에너지 SoC

nRF52832는 Nordic에서 출시한 또 다른 시스템온칩(SoC)으로, 블루투스 5.4, 블루투스 저에너지(Bluetooth Low Energy), 블루투스 메시(Bluetooth Mesh), NFC를 지원하는 다목적 SoC입니다. nRF52832는 고급 블루투스 저에너지® 기능, 프로토콜 동시 처리, 그리고 다양한 주변 장치 및 기능 세트와 같은 애플리케이션 과제를 충족시키는 범용 다중 프로토콜 SoC입니다. 또한, 플래시와 RAM에 충분한 메모리 공간을 제공합니다.   nRF52832는 프로토콜 동시 처리 기능을 갖춘 다중 프로토콜을 활용합니다. 블루투스 저에너지를 지원하며, 2 Mbps의 고속 전송 속도를 포함합니다. 블루투스 메시와 블루투스 저에너지는 동시에 실행될 수 있어, 스마트폰이 메시 노드를 프로비저닝, 커미셔닝, 구성 및 제어할 수 있도록 합니다. 또한 NFC, ANT, 2.4 GHz의 독자적인 프로토콜도 지원됩니다.   nRF52832는 64 MHz로 작동하는 부동소수점 연산 장치를 포함한 Arm® Cortex™-M4 CPU를 기반으로 설계되었습니다. 간편한 페어링 및 결제 솔루션을 제공하기 위해 내장 NFC-A 태그를 갖추고 있습니다. 디지털 마이크와 오디오를 위한 PDM 및 I2S와 같은 여러 디지털 주변 장치 및 인터페이스를 제공하며, 온칩 적응형 전원 관리 시스템을 통해 매우 낮은 전력 소비를 실현합니다.

결론

점점 더 많은 원격 모니터링 기술 솔루션이 노년층이 병원이나 요양원에서 멀리 떨어져 집에서 더 편안하게 생활할 수 있도록 하고 있습니다. 팬데믹은 무선 의료 솔루션의 도입을 가속화했지만, 현재 60세 이상의 사용자들은 사용자층에서 충분히 대표되지 않고 있습니다. 셀룰러 IoT는 스마트폰, 게이트웨이 또는 사용자의 개입이 필요하지 않기 때문에 원격 모니터링 장치에서 선호됩니다. 관련 제품들은 향후 시장 개발에서 큰 잠재력을 가지고 있습니다. Nordic의 무선 솔루션은 원격 모니터링 장치의 크기와 전력 소비를 줄여줄 것이며, 이는 헬스케어 응용 시장 진출에 관심이 있는 제조업체들이 주목하고 채택할 만한 가치가 있습니다.