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[2024-51호] ETRI, 폐질환 조기 선별기술 개발

ETRI, 폐질환 조기 선별기술 개발
- 세계 최초 다중감각 인식 기반 폐질환 선별 장치
- 자가 유도 호기 측정 가능, 폐질환 초기 발견에 기여

국내 연구진이 호흡에 대한 다중감각 센싱 정보를 인식해 만성 폐쇄성 폐질환(COPD), 폐섬유증, 천식 등 폐질환을 조기에 선별할 수 있는 기술을 개발했다.

자가 유도 호기 측정이 가능한 편리한 폐질환 선별 장치를 통해 진단이 어려운 폐질환을 초기에 발견함으로써 폐 손상이 심해지기 전에 빠르게 치료하는 데 큰 도움이 될 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 혼자서도 폐질환 여부를 측정할 수 있는 다중감각 인식 정보를 통해 복합적인 폐 정보를 분석해 다양한 양상으로 표현되는 폐질환을 동시에 선별할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.

연구진은 기존 폐질환 진단에 개별적으로 쓰이고 있던 호기산화질소 측정 장치, 폐활량 측정 장치 및 폐음 청진기 장치를 단일 다중감각 인식 장치로 통합했다.

ETRI가 개발한 본 장치는 폐의 상태에 대한 정보를 복합적으로 획득 후, 이를 인공지능 기술을 통해 다중감각 측정 정보와 상호 연관시켜 다각적으로 분석해 다양한 종류의 폐질환을 동시에 선별할 수 있다.

기존 폐질환 진단을 위한 각종 검사는 복잡한 절차는 물론, 피검자의 의지 또한 필요한 작업이었다.

아울러, 의료인력의 보조 및 안내도 요구되었다.

이렇게 폐질환은 복잡한 검사가 필요해 뒤늦게 진단받게 되는 경우가 많은데 폐질환으로 손상된 폐는 치료가 어렵고 완전한 회복도 불가능하다.

하지만, ETRI의 폐질환 스크리닝 장치를 통해서 폐에 문제가 있다고 판단되어 병원에 방문, 진료를 받으면 치료 시기를 놓치지 않고 적기에 치료할 가능성이 커진다.

연구진은 어려운 폐질환 검사를 사용자의 상태에 적응하는 측정 인터페이스를 통해 자가측정이 가능할 만큼 친숙하고 흥미있는 몰입형 폐질환 스크리닝 콘텐츠로 만들어 개선했다.

ETRI는 폐질환 조기 선별 장치의 핵심이 되는 기술로 ▲호기 가스 검출 및 분석 기술 ▲청진 측정 및 폐음 이상 인식 기술 ▲폐질환 자가측정 모바일 콘텐츠 기술 ▲다중감각 폐질환 선별 기술 등을 들었다.

연구진은 세계 최초로 폐 안에 들어있는 호기를 뽑아내는 폐포 호흡 샘플링 기술과 최소 감지한계 5ppb의 초 저농도 산화질소(NO) 감지 기술을 확보했다.

이로써 폐질환 초기에 나타나는 미세한 호기 성분 차이를 분석하는 기술을 개발해 냈다.

또한, 신체 특성에 따라 예상되는 최대 호흡량이 가변적으로 조절되는 폐활량 측정 기술을 개발해 호기와 폐기능의 정보를 연동 분석해 정확한 폐질환 선별이 가능케 만들었다.

연구진이 이번에 개발한 기술의 성능은 정량적으로 산화질소(NO) 최소 감지 한계 5ppb를 달성, 호기 유량 최대 감지 한계 900L/min을 달성했고, 이를 가스 농도 조절 시스템과 유량 발생 장치를 이용한 성능 실험을 통해 검증하였다.

기존 방식의 검진 대비 본 연구방법을 따르면, 주변 생활공간에 비치된 다중 감각 기반 스크리닝 장치를 통해 조기에 폐질환 발견 및 대응할 수 있어 폐질환으로 인한 의료비 절감 및 국민 건강관리 개선으로 인한 사회적 문제 해결 등의 효과를 거둘 수 있다고 설명했다.

연구진은 3년 이내에 본 기술의 상용화가 가능할 것으로 기대하고 있다.

공동연구개발기관인 ㈜액티브디앤씨를 통해 기술이전 및 상용화 전 시제품을 개발하고 임상실험을 거쳐 의료기기 등록 및 사업화를 진행하여 전국 노인돌봄센터, 요양원, 주민센터 등의 다중이용시설에 보급할 계획이다.

ETRI 콘텐츠연구본부 정일권 본부장은 “다중감각 기반 스크리닝 기술을 이용해 조기 폐질환 발견 및 치료를 통해 국민 건강 개선 및 사회적 비용 절감이 가능하게 되었다”고 밝혔다.

향후 연구진은 다중감각의 범위를 확장해 많은 정보를 융합 분석해 폐질환 스크리닝 기술을 고도화한다는 계획이다.

기존 폐질환 스크리닝에 상시 모니터링 및 호흡기 훈련을 동시에 수행할 수 있는 플랫폼도 개발·구축해 일반에 공개할 계획이다.

본 연구는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원이 지원하는 ICT기반 사회문제해결 기술개발 사업의 일환으로 ㈜액티브디앤씨, 강원대학교가 참여했다.

다중감각 인식 정보를 위해 필요한 데이터는 강원대학교병원에서 기관생명윤리위원회(IRB) 승인 절차를 준수해 확보되었다. <보도자료 본문 끝>

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