날숨만으로 폐암 95% 정확히 진단...꿈의 기술 나왔다

높은 정확도로 빠르게 폐암을 진단하는 기술이 개발됐다.11일 한국전자통신연구원(ETRI)는 사람의 날숨 성분을 분석해 95%의 정확도로 폐암을 조기에 진단할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.이 기술은 폐 속 암세포 덩어리에서 생성되는 다종의 휘발성유기화합물(VOCs)을 감지하는 센서와 이 센서로부터 얻은 데이터를 분석해 폐암 환자를 판별하는 AI 딥러닝 알고리즘 기술로 이뤄져 있다.우선 검진자의 날숨을 비닐에 담은 뒤 탄소튜브 막대기를 연결하면 호흡 중 배출된 여러 가스 성분이 막대기에 흡착된다.다시 막대기를 폐암 조기진단 시스템에 집어넣고 구동하면 내장된 20종의 멀티모달 센서가 호기 가스의 구성성분과 탄소튜브 막대기에 붙은 호기 속 VOCs 양에 따라 각기 다른 전기 신호를 내보내게 된다.분당서울대병원 전상훈 흉부외과 교수 연구팀과 ETRI 연구팀이 공동으로 폐암 환자 107명과 정상인 74명의 임상 시료 날숨을 채취해 AI 딥러닝 알고리즘으로 학습시킨 결과, 정확도를 95%까지 높일 수 있었다.앞서 2019년 연구팀이 개발한 날숨 분석 의료용 '전자코'의 정확도(75%)보다 20%p나 향상됐다. 이는 현장에서 선별검사에 적용할 수 있는 수준으로, 진단 속도도 20분 이내로 빠르며 제작 비용도 저렴하다.연구팀은 후속 연구를 진행해 1천례 이상의 대규모 폐암 환자를 대상으로 임상시험을 진행할 예정이다. 또 비만 환자의 날숨 속 단내(아세톤)를 실시간으로 측정하는 '웨어러블 전자코 시스템' 연구도 진행 중이다.김주미 키즈맘 기자 mikim@kizmom.com

2025-02-11 11:56:30

마스크 안에 붙이는 '이것', 수면 무호흡증 진단한다...KAIST 개발

국내 연구팀이 실시간으로 날숨 속 이산화탄소 농도를 측정해 수면 건강을 파악하는 장치를 개발했다.10일 한국과학기술원(KAIST)은 전기·전자공학부 유승협 교수 연구팀이 날숨에 포함된 이산화탄소 농도를 실시간으로 확인해 수면 건강을 진단할 수 있는 웨어러블 센서를 개발했다고 밝혔다.기존 이산화탄소 센서는 부피가 크고 소비전력이 크다는 한계가 있었다. 이산화탄소 농도에 따라 형광의 세기가 변하는 광화학적 이산화탄소 센서는 소형화가 가능하지만, 염료 분자의 광 열화 현상으로 인해 장시간 안정적으로 사용하기 어려웠다.이를 보완하기 위해 연구팀은 발광다이오드(LED)를 유연한 박막형 유기 포토다이오드(빛을 모으는 장치)로 감싼 저전력 이산화탄소 센서를 제작했다.광 효율이 높아 염료 분자에 쪼이는 광량을 최소화할 수 있고, 소비전력이 171㎼(마이크로와트·100만분의 1W)로 수준이라 수 ㎽(밀리와트)인 기존 센서보다 수십 배 낮다.연구팀은 또 형광 분자의 광 열화 경로를 규명해 광화학적 센서에서 사용 시간에 따라 오차가 증가하는 원인을 알아내고, 이를 줄이기 위한 광학적 설계 방법을 제시했다.무게 0.12ｇ, 두께는 0.7㎜ 수준으로 가볍고 얇아 마스크 안에 부착해 이산화탄소 농도를 측정할 수 있으며, 최대 9시간까지 연속으로 사용할 수 있다. 특히 실시간으로 들숨과 날숨을 구별해 호흡수까지 모니터링 가능하다고 연구팀은 설명했다.유승협 교수는 "개발한 센서는 저전력, 고안정성, 유연성 등 우수한 특성을 갖고 있어 웨어러블 기기에 폭넓게 적용할 수 있다"며 "만성 폐쇄성 폐 질환, 수면 무호흡증 등 다양한 질병의 조기 진단에 사용할 수 있을

2025-02-10 12:38:39

"날숨으로 코로나19 진단" 특수 마스크 나왔다

숨쉬기만 해도 호흡기 질환 여부를 알 수 있는 마스크가 나와 화제다.29일(현지 시각) 헝원정 미국 캘리포니아공대(칼텍) 교수 연구팀은 사람의 호기(날숨)에서 나온 응축물(EBC)을 분석해 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)을 비롯한 호흡기 질환을 진단할 수 있는 마스크 '이비 케어(EBCare)'의 연구 결과를 국제학술지 '사이언스'에 게재했다.기존에는 코로나19 진단을 위해 콧속 깊이 진단키트를 넣어 피검사자의 통증을 유발하는 등 불편함이 있었다. 검사 비용 부담도 만만치 않았다.연구팀은 사람이 내뱉는 숨을 연구했다. 호흡 과정에서 사람은 휘발성 유기화합물과 병원균을 가스, 작은 물방울(에어로졸)과 함께 분출한다. 따라서 이를 실시간으로 분석하면 호흡기 상태를 검사할 수 있다.연구팀이 개발한 코로나19 진단 마스크 '이비 케어'는 호흡기에서 나온 호기 응축물을 냉각시켜 병원균의 유무를 확인하는 것으로, 마스크 전면부에 작고 가벼운 냉각 장치가 부착돼 있다.이 소재는 열전도율이 높기 때문에 물과 친수성 고분자가 만나면서 형성되는 하이드로젤을 증발시킨다. 냉각된 호기 응축물이 마스크 안쪽 저장 공간에 들어가고, 블루투스로 연결된 모바일 앱에서 이 응축물을 분석해 마스크 착용자의 감염 여부를 확인할 수 있다.연구팀은 이비 케어가 다양한 의료 영역에서 활용될 것이라고 기대했다.김주미 키즈맘 기자 mikim@kizmom.com

2024-08-31 09:49:48

日 대학 연구결과, "귀로 음주측정 할 수 있을 것"

숨을 크게 내뿜어야 하는 음주측정기의 방식 대신, 외이(外耳)의 피부를 통해 나오는 에탄올로 혈중알코올농도를 측정할 수 있는 방법이 나와 주목을 받고 있다. 현재 우리가 사용하는 음주측정기는 날숨에 섞여 있는 에탄올(에틸알코올)을 측정하는 것인데 반해, 이 방법은 숨이 아닌 피부로 에탄올을 측정하는 획기적인 방식이다. 인체가 피부를 통해 배출하는 휘발성유기화합물(VOC) 증기를 정확하고 안정적으로 측정할 수 있는 방법을 연구하던 과정에서 나온 이 방법은, 추가 개발 여부에 따라 귀마개형 음주측정기로 발전시킬 수 있을 전망이다.과학 저널 '사이언티픽 리포트'(Scientific Reports)에 따르면 도쿄의과치과대학의 미쓰바야시 고지 교수의 연구팀은 일반 귀마개에 에탄올 증기 감지기를 달아 음주 상태를 측정한 '원리 검증' 연구 결과를 일반에 공개했다. 연구팀은 인체가 대사나 질병의 결과로 배출하는 VOC 증기를 안정적·지속적으로 측정할 수 있는 '비침습적' 방법을 찾던 중 귀마개를 사용한 에탄올 증기 측정 실험을 하게 됐다고 밝혔다.귓속 피부에서 나오는 에탄올 증기가 감지될 때마다 이 감지기는 빛을 발산한다. 빛의 강도에 따라 에탄올의 농도를 알 수 있도록 만들었다.또, 연구팀은 귀마개 장치의 정확도를 평가하기 위해 날숨을 이용한 에탄올 농도 측정도 함께 해보는 실험을 했다. 그 결과 세 명의 실험 참여자 모두 귓속 피부와 호흡으로 배출된 에탄올 증기 농도가 비슷한 것으로 나타났다.이는 날숨형 음주측정기를 대체할 수 있는 기술적 잠재력을 보여줬다.연구팀은 귓속 피부가 땀샘 등의 영향을 받지 않아 훨씬 더 안정적으로 에탄올 증기

2021-06-12 16:43:01