컴퓨터공학과 황인석 교수 연구팀, 걷는 동안 혈액순환 상태 살피는 스마트 신발 개발

‘CapWear’, 보행 중 발뒤꿈치 피부색 변화 분석…일상 속 말초 혈액순환 모니터링 가능성 제시

컴퓨터공학과 황인석 교수와 이규식 석사, 통합과정 강동현 씨 연구팀이 걷는 동안 말초 혈액순환 상태를 반복적으로 측정할 수 있는 스마트 신발 시스템 ‘CapWear’를 개발했다. 이번 연구는 웨어러블 컴퓨팅 분야 국제 학술대회 ‘ACM ISWC 2026’에서 발표될 예정이다.

연구팀은 피부를 눌렀다 뗀 뒤 본래 색으로 돌아오기까지 걸리는 시간인 ‘모세혈관 재충전 시간(CRT)’에 주목했다. CRT는 말초 혈액순환 상태를 평가하는 보조 지표지만, 기존에는 피부를 직접 누르고 색이 회복되는 시간을 관찰해야 해 일상에서 반복적으로 측정하기 어려웠다.

CapWear는 걸을 때 발뒤꿈치가 눌렸다가 압력이 해제되는 과정을 활용한다. 신발 내부에 탑재된 카메라와 조명, 압력 센서로 발뒤꿈치의 피부색 변화와 발의 접촉 시점을 감지하고, 개인화된 딥러닝 모델을 통해 CRT를 추정한다. 별도의 측정 동작 없이 평소처럼 걷는 것만으로 혈액순환 상태를 반복적으로 살필 수 있도록 설계한 것이 특징이다.

연구팀은 CapWear가 추정한 CRT와 응급의학과 임상의가 영상으로 직접 측정한 값을 비교해 상관계수 0.71을 확인했다. 또한 실험을 통해 말초 혈액순환 변화에 따른 CRT 변화를 추적할 가능성을 확인했다.

황인석 교수는 “별도의 측정 행위 없이도 보행 중 모세혈관 재충전 시간을 자연스럽고 반복적으로 측정할 수 있다는 가능성을 보여준 연구”라며, 향후 다양한 건강 이상에 수반되는 말초 혈액순환 변화를 일상에서 지속적으로 관찰하는 헬스케어 기술로 발전할 것으로 기대했다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 중견연구자지원사업과 정보통신기획평가원 대학ICT연구센터(ITRC) 육성지원사업의 지원을 받아 수행됐다.

- 저자: Kyoosik Lee, Donghyeon Kang, Inseok Hwang. "CapWear: Smart Footwear for Peripheral Perfusion Monitoring by Continuous Plantar Capillary Refill Time Estimation“

- 논문: https://doi.org/10.1145/3830727.3834814

- 비디오: https://youtu.be/wG6vH4rdKug

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