맥 진단기술의 임상 활용법 <1>

강희정 대요메디(주) 대표

앞선 글에서 살펴본 바와 같이 주요 동맥 부위에서의 맥 박동을 살펴 질병의 종류와 정도를 살피는 기술은 오랜 인류의 역사와 함께해온 진단기술이며, 이를 객관적으로 전달하고 활용하기 위한 노력들이 수백년간 진행돼 왔음을 맥 진단기술의 역사를 통해 확인할 수 있었다. 이번 편에서는 현대 맥 측정기의 측정원리와 측정 파라미터에 대해 소개함으로써 측정기기를 이용하고 파라미터를 활용하는데 도움이 되는 기초정보를 제공하고자 한다.

전통 맥 측정법의 구현…3차원 맥영상 검사기의 측정 원리·방법

3차원 맥영상 검사기기는 현재 5가지 모델이 존재하는데, 이들의 공통된 특징은 전통적으로 맥진을 구사하기 위한 동작인 가압을 조절하고 혈관을 찾는 ‘거안심’(擧案尋)을 장비로 구현하는 동시에 재현성과 반복성을 확보하기 위해 다채널의 압력센서와 정밀가압 시스템이 접목되고 이를 운용하고 분석하는 알고리즘으로 구성됐다는 점이다. 다채널 압력센서를 이용함으로써 재현성 있는 혈관위치 확보와 3차원의 맥영상 획득 및 분석이 가능하며, 센서 소자로는 정밀한 반도체 압력센서를 사용해 부침 판별에 필수요소인 가압정보를 1g·f/㎠ 단위까지 확인할 수 있고, 맥의 세기나 맥압이 객관적으로 힘(Force)이나 압력(Pressure)단위의 수치로 확인이 가능하다. 또한 미세한 압력에도 뛰어난 반응특성을 가지고 있어 파형(waveform)의 정밀분석이 가능하다. 이와 함께 정밀로봇 시스템이 적용돼 부중침을 판별하기 위한 정밀 가압조절이 가능하고, 가압과 감압 등 가압력의 변화에 따른 혈관과 피부의 물리적 특성을 확인할 수 있다. 이러한 시스템적 특성과 함께 혈관위치 확인, 로봇제어기술, 2차원 맥파 분석과 3차원 맥영상 분석기술 등의 알고리즘이 탑재됐다. 

3차원 맥영상 검사기는 전통 맥 측정방법의 특성을 최대한 구현하는 것을 목적으로 맥진에 대해 심도 있는 기술분석을 통해 설계가 됐다. 이러한 과정은 구체적으로 △문헌 및 맥법 조사분석 △측정기술 분석 △측정방법 설계 △기기 설계 및 구현 △분석기술 개발 △개발검증 단계를 성실하게 수행했다. 각 개발단계를 모두 소개하기에는 의료공학적인 내용이 너무 많아 생략하고, 맥진 기술분석 조사 분석에 대한 연구내용만 간략하게 소개한다. 

맥진 관련 원전으로는 황제내경의 난경(難經), 왕숙화의 맥경(脈經), 이시진의 빈호맥학(瀕湖脈學), 시발의 찰병지남(察病指南), 이천의 의학입문(醫學入門) 등 고전에서 설명하는 맥 측정법과 맥상에 대한 설명자료를 중심으로 분석했다. 예를 들면 맥의 부침(浮沈) 구분에 대해 설명하고 있는 난경 第5難의 피모에 상응하는 폐(肺)부의 맥은 콩 세 개의 무게로 시작하고 다음은 콩 여섯 개, 아홉 개, 열 두개와 근골까지 누르는 것으로 설명하고 있지만, 무게나 크기가 얼마짜리 콩인지에 대한 정량적인 설명이 없기 때문에 피부에 센서가 닿는 순간부터 근골까지를 5등분해 측정하는 방법이 맞는 것인지, 가장 무거운 생강낭콩 같은 콩으로 무게를 측정해 4개의 구간을 정하고 혈관이 막힐 때까지 누르는 한 단계를 추가하는 것이 맞는지 등 맥 신호를 얻기 위한 동작을 정립하기 위해 가압무게, 측정부위 설정 등 아주 기초적인 내용까지 탐구과정을 통해 분석결과를 적용·측정해 보고, 비교분석하는 과정을 수도 없이 수행했다. 그리고 현재 우리나라에서 사용되고 있는 다양한 맥법들도 조사할 필요가 있었기 때문에 고방방식, 후세방식, 8체질맥법, 사상체질맥법, 부양5맥법, 인영촌구맥법 등을 조사해 의료기기로 구현하기 위해 해당 맥법의 전문가를 찾아 방법을 분석·검토했다.

수년간 한의 맥진 전문가들과 함께 고민하면서 최종적으로 현재의 3차원 맥영상 검사기기로 발전하게 됐다. 한의 맥진에 사용되는 맥파 분석기의 요구사항을 정의한 국제표준인 ISO18615를 우리가 주도적으로 제안하고 개발할 수 있었던 이유도 위와 같이 시스템의 원류를 전통 한의 맥진에 뿌리를 두고 측정방법을 설계하고 다양한 임상연구를 수행했기 때문에 가능했다고 본다. 현재의 3차원 맥영상 검사기기는 촌구맥(요골동맥)을 정밀하게 가압조절하면서 측정하는 시스템이며, 앞으로 다양한 연구개발과 투자를 통해 지속적인 기능향상과 신기술 접목이 이뤄질 예정이다. 

맥은 심장·혈관·혈액의 복합신호

‘맥’(脈)이라는 한자는 몸육(肉)자와 물갈래파(派)의 회의문자(會意文字)로, 본래 혈(血)자를 좌변에 사용했으나, 나중에 육(肉)변으로 변경했다고 한다. 글자의 의미는 몸 안에 갈라져 흐르는, 혹은 혈액이 갈라져 흐른다는 것으로 몸 안에 흐르는 혈관을 나타내고 있다. 맥동을 영어로는 ‘Pulse’라고 하는데, 반복하다·밀어내다라는 의미의 라틴어 pulsus에 어원을 두고 있다. 동양에서는 맥동이 갈라져 흐르는 대상 혹은 현상을 표현했다고 보면, 서양에서는 맥 박동의 움직임 혹은 박동 그 자체를 의미하는 어원을 가지고 있다. 

이처럼 사유(思惟)의 차이가 표현의 차이에도 나타나는 것 같아 재미있다. 우리는 이 두 가지 표현을 모두 합쳐 살펴볼 수 있는데, 문자에도 나타나지만 이를 물리적 요소로 나눠보면, 맥(脈) 신호(Pulse)를 형성하는 주요 요소는 심장·혈관·혈액이라고 할 수 있다. 즉, 심장은 하나의 박동 에너지원이 되어 반복적으로 밀어내고 있고, 혈관은 혈액이라는 유체를 전달하기 위해 심장으로부터 몸 안에 흐르는 박동 에너지를 전달하는 통로로 이해할 수 있다. 즉, 맥 신호를 진단에 활용할 때 심장·혈관·혈액을 따로 놓고 생각할 수 없다. 여기에 한의 맥진(脈診)은 심장·혈관·혈액의 3요소만이 아니라 측정 시에 술자에 의해 정의되는 기계적 정보인 측정 부위의 정보(좌, 우, 촌, 관, 척의 위치정보와 측정부위의 피부특성 정보)와 맥의 깊이 정보(부중침)를 함께 활용한다. 이 때문에 동양의 맥진은 술자의 역량이 큰 영향을 미치는 진단기법이 될 수밖에 없었다고 본다. 

맥진기술은 맥 신호의 주요 요소인 심장·혈관·혈액의 변화요인만 관찰하는데 그치지 않고, 가압을 조절함으로써 변화하는 맥 신호를 부위별 특성까지 고려해 판별해야 하는 진단기법이기 때문에, 이를 구현하기 위한 의료기기는 심혈관 진단을 위한 검사기기의 기능을 포함하면서 맥상 분석을 위한 부가적인 정보까지 처리해야 하는 더 복잡한 시스템이 요구된다.

따라서 맥상(脈象) 정보를 얻기 위해서는 2차원 맥파형 분석과 3차원 맥영상 분석, 그리고 기계적 정보까지 복합적으로 신호를 분석하게 된다. 이러한 과정에서 2차원 맥파형 분석은 맥상 분석을 위한 기초파라미터를 제공하게 되는데, 맥파형의 생리적 특성을 기초정보로 이해한 상태에서 맥상 정보를 연계하면 보다 정확하고 효용적인 맥의 활용이 가능해질 수 있다.

다음호에서는 맥 신호의 이해와 한의진단에서의 활용 등에 대해 살펴보도록 하겠다.