[쿠키과학]'2억분의 1' 산화질소 감지, 폐질환 조기 선별한다

ETRI, 세계 최초 다중감각 인식 기반 폐질환 선별장치 개발
호기산화질소, 폐활량, 폐음 등 다중정보 AI 분석 폐질환 정밀 파악
㈜액티브디앤씨에 기술이전, 3년 내 상용화 목표

기사승인 2024-08-13 13:18:24

한국전자통신연구원(ETRI)이 다중감각 인식정보를 분석해 다양한 양상으로 표현되는 폐질환을 동시에 선별할 수 있는 기술을 개발했다.

이번에 개발한 기술은 폐 상태 정보를 복합적으로 획득해 이를 인공지능(AI)으로 다중감각 측정 정보와 연관시켜 다각적으로 분석, 다양한 종류의 폐질환을 한 번에 파악할 수 있는 것이 특징이다.

이를 위해 ETRI 연구진은 기존 폐질환 진단에 개별적으로 쓰이는 호기산화질소 측정장치, 폐활량 측정장치, 폐음 청진기 등을 단일 다중감각 인식장치로 통합했다.

현재 폐질환 진단을 위한 각종 검사는 복잡한 절차와 더불어 피검자의 의지. 의료인력의 보조 등이 요구됐다.

연구진은 이처럼 어려운 폐질환 검사를 사용자 상태에 적응하는 측정 인터페이스로 자가측정이 가능할 만큼 친숙한 몰입형 폐질환 스크리닝 콘텐츠로 개선했다.

이번에 개발한 폐질환 조기선별장치의 핵심은 호기가스 검출 및 분석, 청진 측정 및 폐음 이상 인식, 폐질환 자가측정 모바일 콘텐츠, 다중감각 폐질환 선별 등에 관한 기술이다.

연구진은 세계 최초 폐 속 호기를 뽑아내는 폐포호흡 샘플링기술과 최소감지 5ppb(10억분의 1)의 초 저농도 산화질소 감지 기술을 확보, 폐질환 초기 나타나는 미세 호기성분 차이를 분석하는 기술을 개발했다.

ETRI가 개발한 호기 주입 마우스피스(왼쪽)과 호기 분석 결과. ETRI

또 신체 특성에 따라 예상되는 최대 호흡량이 가변적으로 조절되는 폐활량 측정 기술을 개발, 호기와 폐기능 정보를 연동 분석해 정확한 폐질환 선별이 가능토록 했다.

이 기술의 성능은 산화질소 최소감지한계 5ppb, 호기 유량 최대감지한계 900ℓ/분을 달성했고, 이를 가스농도 조절시스템과 유량 발생장치를 이용한 성능실험으로 검증했다.

이는 생활공간에 비치된 다중감각 기반 스크리닝 장치로 조기에 폐질환을 발견하고 대응할 수 있어 의료비 절감 및 국민 건강관리 개선 효과가 기대된다.

연구진은 향후 3년 이내 상용화를 목표로 공동연구개발기관인 ㈜액티브디앤씨과 기술이전 및 시제품 개발, 임상실험 등을 거쳐 의료기기 등록 및 사업화까지 진행해 전국 노인돌봄센터, 요양원, 주민센터 등 다중이용시설에 보급할 계획이다.

정일권 ETRI 콘텐츠연구본부장은 “다중감각 기반 스크리닝 기술을 이용해 조기 폐질환 발견과 치료 등 국민건강 개선에 기여할 것”이라며 “아울러 다중감각의 범위를 확장해 많은 정보를 융합 분석해 폐질환 스크리닝 기술을 고도화함으로써 기존 폐질환 스크리닝에 상시 모니터링 및 호흡기 훈련을 동시에 수행할 수 있는 플랫폼도 개발할 계획”이라고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원이 지원하는 ICT기반 사회문제해결 기술개발 사업의 일환으로 ㈜액티브디앤씨, 강원대와 함께 진행했고, 다중감각 인식 정보를 위해 필요한 데이터는 강원대병원에서 기관생명윤리위원회(IRB) 승인 절차를 준수해 확보했다.

대덕특구=이재형 기자 jh@kukinews.com