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2014년 4월 4일 금요일

저렴하게 생산할 수 있는 패치 형태의 진단 센서




 최근 피부에 부착하는 패치 형태의 진단 센서들이 개발되고 있습니다. 이전에도 피부 패치 형태의 진단 센세를 소개 드린 바 있지만 ( http://jjy0501.blogspot.kr/2013/12/epidermal-electronic-sensor.html 참조) 매우 얇은 대신 완전히 새로운 센서를 생산해야 하는 제약점이 있었습니다. 그런데 최근 일리노이 대학과 노스웨스트 대학의 연구자들이 현재 존재하는 사용 전자 부품들을 이용한 저렴한 피부 진단 센서를 개발했다는 소식입니다.  

 일리노이 대학의 존 로저스 교수 (Illinois professor John A. Rogers) 와 노스웨스트 대학의 용강황 교수 (Yonggang Huang, the Northwestern University professor) 및 그 동료들은 심전도 (EKG) 및 뇌파 (EEG) 를 비롯한 데이터를 하루 24 시간 주 7 일 지속적으로 측정해서 데이터를 스마트폰이나 컴퓨터로 무선 송신할 수 있는 센서를 개발했습니다. 이 센서들은 피부에 쉽게 부착이 가능하면서 환자에게 거의 불편을 주지 않을 수 있습니다.  



(연구팀이 개발한 피부 진단 센서 Thin, soft stick-on patches that stretch and move with the skin incorporate commercial, off-the-shelf chip-based electronics for sophisticated wireless health monitoring. The new device was developed by John A. Rogers of Illinois and Yonggang Huang of Northwestern University. Credit: John A. Rogers  )  



(동영상)  


 연구팀은 이 센서를 기존의 EKG 및 EEG 기기와 비교했는데 장기간의 모니터링에서 크게 차이가 없는 측정 데이터를 얻는 반면 환자는 매우 편하게 검사를 받을 수 있었다고 합니다. 생활하는 도중에 가끔씩 나타나는 부정맥을 찾기 위해서 24 시간 모니터링이 가능한 심전도 측정 기기를 장착하고 검사를 받는 상황이라면 기존의 크고 장착하기 불편한 기기보다는 이런 패치형 기기가 더 편할 것이라는 점은 의심할 나위가 없습니다. 또 다른 응용 범위로는 운동 부하 검사시 심전도의 변화를 더 편리하게 측정할 수 있는 패치형 센서가 있겠습니다. 물론 그외에도 매우 다양한 목적으로 이용이 될 가능성이 있습니다.  


 로저스 교수에 의하면 최초에 연구팀이 개발하려고 했던 것은 아주 얇은 피부 패치였다고 합니다. 하지만 이런 종류의 패치는 별도의 생산시설과 부품을 의미하며 결국 저렴하게 대량 양산하는데 상당한 어려움이 있을 수 밖에 없습니다. 대개 용도가 1 회용이 될 수 밖에 없는 점을 생각하면 가격은 매우 중요한 요소라고 하겠습니다. 너무 비싸다면 실제로는 임상에서 사용될 수 없을 테니 말이죠.  


 따라서 로저스 교수는 최대한 상용 부품 (commercial off-the-shelf, COTS) 을 사용해서 센서를 제작했다고 합니다. 그 결과 가격이 매우 저렴하고 즉시 생산이 가능해졌다는 것이 연구팀의 설명입니다. 그러면서도 아주 작고 플렉서블하면서 쉽게 부착이 가능하다는 점은 혁신입니다. 



(센서를 확대한 모습 Skin patches built in the lab of Illinois professor John Rogers incorporate a unique microfluidic construction with wires folded like origami to allow the patch to bend and flex. Credit: Felice Frankel)  


 연구팀은 이 센서들이 아주 큰 잠재력을 가지고 있다고 생각하고 있습니다. 이를 무선으로 연동해서 스마트폰이나 컴퓨터를 이용할 경우 여러가지 정보를 24 시간 모니터링해 고위험군 환자들에게 조기에 경보를 울려주거나 혹은 한달에 한번씩 외래를 올때 측정해선 알수 없는 정보를 의사에게 알려줄 수도 있습니다. 다만 해킹이나 개인 정보 유출의 위험성도 같이 존재할 것 같습니다.  


 현재 웨어러블 기기가 IT 에서는 핫 이슈이지만 오히려 의료 부분에서는 한발 더 앞서나가 이보다 더 사람에 밀착하는 피부 패치나 혹은 콘텍트 렌즈 스마트 센서 같은 기기가 실용화 단계에 이르고 있습니다. 궁극적으로는 체내에 삽입하는 형태의 기기 역시 스마트화 될 것으로 예상할 수 있습니다. 너무 가능성을 과대 평가할 수는 없는 일이지만 미래에는 IT 부분과 의료 부분의 융합이 더 가속화 될 가능성은 높다고 생각됩니다.



 참고  







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