다중감각 인식 기술로 간편한 폐질환 자가 진단 시대 열었다

한국전자통신연구원, 호흡 분석에서 폐질환 선별까지

▲ ETRI 연구진이 개발한 폐질환 조기 선별 장치의 청진 측정 및 폐음 이상 인식 기술을 시연하고 있다. ⓒ ETRI

국내 연구진이 호흡과 관련된 다중감각 센싱 정보를 활용해 만성 폐쇄성 폐질환(COPD), 폐섬유증, 천식 등 다양한 폐질환을 조기에 선별할 수 있는 기술을 개발했다.

이 기술은 자가 유도 호기 측정이 가능한 편리한 장치를 통해 진단이 까다로운 폐질환을 초기에발견해 심각한 폐 손상이 발생하기 전에 조기 치료가 가능하게 할 것으로 기대된다.

한국전자통신연구원(ETRI, 이하 ETRI)이 혼자서도 폐질환 여부를 간편하게 측정할 수 있는 다중감각 인식 장치를 개발했다.

이 장치는 기존에 개별적으로 사용되던 호기산화질소 측정 장치, 폐활량 측정 장치, 폐음 청진기 장치를 하나의 시스템으로 통합해 복합적인 폐 정보를 분석하고 다양한 폐질환을 동시에 선별할 수 있다.

ETRI가 개발한 장치는 폐 상태에 대한 다양한 정보를 수집한 후, 인공지능 기술을 이용해 이를 다각적으로 분석한다.

이를 통해 사용자는 복잡한 절차나 의료진의 도움이 없이도 스스로 폐질환 여부를 확인할 수 있으며, 조기 발견을 통해 치료 시기를 놓치지 않고 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.

기존의 폐질환 진단 과정은 복잡하고 피검자의 협조가 필수적이었으며, 의료진의 도움도 필요했다.

이로 인해 많은 환자가 뒤늦게 진단을 받게 되고, 이 경우 폐 손상이 이미 진행되어 치료가 어려운 상황이 발생할 수 있었다.

그러나 ETRI의 새로운 스크리닝 장치를 사용하면, 간편하게 폐 상태를 점검하고 병원 방문을 통해 적시에 치료를 받을 수 있는 가능성이 높아진다.

연구진은 이번에 개발한 기술을 사용자가 쉽게 접근할 수 있도록 설계했으며, 호기 가스 검출 및 분석 기술, 폐활량 측정 기술, 그리고 폐질환 자가측정 모바일 콘텐츠 기술 등을 통해 정확한 선별이 가능하도록 만들었다.

특히, 연구진은 세계 최초로 호기 성분을 분석하는 폐포 호흡 샘플링 기술을 개발하고, 초 저농도의 산화질소(NO) 감지 기술을 통해 미세한 호기 성분 변화를 감지할 수 있는 수준에 도달했다.

이 기술은 주변 생활공간에 비치된 스크리닝 장치를 통해 조기에 폐질환을 발견하고 대응할 수 있어, 의료비 절감 및 국민 건강 개선에 기여할 것으로 기대된다.

연구진은 3년 이내에 이 기술을 상용화할 계획이며, 전국의 노인돌봄센터, 요양원, 주민센터 등에 보급할 계획이다.

ETRI 콘텐츠연구본부 정일권 본부장은 "다중감각 기반 스크리닝 기술을 통해 조기에 폐질환을 발견하고 치료하여 국민 건강을 개선하고 사회적 비용을 절감할 수 있게 되었다"고 밝혔다.

앞으로 연구진은 다중감각의 범위를 확장하여 폐질환 스크리닝 기술을 더욱 고도화하고, 상시 모니터링 및 호흡기 훈련을 동시에 수행할 수 있는 플랫폼도 개발할 계획이다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원이 지원하는 ICT 기반 사회문제 해결 기술 개발 사업의 일환으로 진행되었으며, ㈜액티브디앤씨와 강원대학교가 함께 참여했다.

연구에 필요한 데이터는 강원대학교병원에서 기관생명윤리위원회(IRB) 승인 절차를 준수하여 확보되었다.