헤모글로빈 수치를 실시간 모니터링 하는 센서

(A photoacoustic sensor capable of monitoring hemoglobin deep below the skin could help clinicians diagnose tumors, organ malfunctions and more. Credit: Xiaoxiang Gao for the Jacobs School of Engineering at UC San Diego)

캘리포니아 대학 샌디에고 캠퍼스의 과학자들이 피부에 붙이는 센서 패치를 이용해 헤모글로빈 수치를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 기술을 개발했습니다.

헤모글로빈은 산소를 운반하는 중요한 분자로 대량 출혈이 불가피한 상황에서는 그 수치를 모니터링하는 것이 중요합니다. 예를 들어 많은 피를 흘린 중증 외상 환자나 위장관 출혈, 출혈이 많이 되는 수술, 분만 중 여성 등 여러 가지 경우가 있을 수 있습니다.

하지만 헤모글로빈 수치를 모니터링 하기 위해서는 끊임 없이 혈액을 채취해야 합니다. 그리고 결과를 바로 받아보기도 어렵습니다. 연구팀이 혈액 채취 없이 실시간으로 헤모글로빈 수치를 모니터링 할 수 있는 피부 패치를 개발하게 된 배경입니다.

이 피부 패치는 수cm의 피부를 투과할 수 있는 레이저 다이오드 어레이와 압전 변환기 (piezoelectric transducer)로 구성된 플렉서블 실리콘 패치로 광음향 센서 (photoacoustic sensor)입니다.

레이저가 피부를 투과하면 그 에너지는 결국 물질에 흡수되면서 음파의 진동으로 바뀌게 됩니다. 그 압력을 압전 변환기가 전기적 신호로 바꾸면 피부에 있는 물질, 이 경우엔 헤모글로빈의 수치를 간접 측정할 수 있습니다. 물론 정확도는 실제 혈액 검사보다 떨어질 수 있으나 중환자나 수술환자, 응급환자를 모니터링 하기에는 적당한 수준입니다.

연구팀은 같은 원리로 심부 체온도 측정할 수 있다고 보고 후속 연구를 진행 중입니다. 음파의 전달 속도는 온도에 따라 달라지기 때문입니다. 앞으로 이 기술이 상용화되어 실제 임상에서 쓰일 수 있기를 기대합니다.

참고

https://medicalxpress.com/news/2022-12-wearable-skin-patch-hemoglobin-deep.html

Xiaoxiang Gao et al, A photoacoustic patch for three-dimensional imaging of hemoglobin and core temperature, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-35455-3

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