고려대 연구팀, 천식 조기 진단 기술 개발

[이데일리 신하영 기자] 고려대 연구팀이 ‘인공 표피 기반 스마트 헬스케어 플랫폼’을 개발. 천식 조기 진단 기반을 마련했다는 평가를 받는다.

왼쪽부터 고려대 딩치항(Ding Qihang) 박사과정(제1저자), 길림대 수린(Xu Lin) 교수(교신저자), 고려대 김종승 교수(사진=고려대 제공)

고려대는 김종승 화학과 교수팀이 중국 길림대 수린(Xu Lin) 교수 연구팀과의 공동 연구에서 이런 성과를 거뒀다고 10일 밝혔다.

천식은 전 세계적으로 많은 사람들이 겪고 있는 대표적인 만성 호흡기 질환이다. 기존 웨어러블 기기들은 이러한 신호를 정밀하게 감지하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 인체 피부의 구조를 모사한 ‘3차원 인공 표피 센서’를 만들었다. 이 센서는 실제 피부처럼 유연해 신체에 자연스럽게 밀착할 수 있으며, 장시간 부착해도 측정 성능이 떨어지지 않는 것이 특징이다. 특히 이산화질소 농도와 몸에서 발생하는 압력 변화를 각각 감지할 수 있어 ‘다중모드 모니터링’이 가능하다.

연구팀이 개발한 센서는 이산화질소를 7초 만에 감지할 만큼 빠르고 민감하며 습도 변화에도 안정적이다. 더욱이 공기 중 이산화질소만 골라내는 능력이 다른 가스보다 12.3배 높아 정확성이 뛰어났다. 압력 감지 기능 역시 300회 이상 굽히고 누르는 테스트 후에도 성능이 유지됐다.

연구팀은 이 센서를 유연한 전자 회로와 결합해 실시간 무선 모니터링이 가능한 ‘스마트 천식 위험 경고 플랫폼’으로 발전시켰다. 이 플랫폼은 연구 결과 △이산화질소 노출 △호흡 패턴 △압력 변화 등을 동시에 측정, 97.6%의 정확도로 식별해 냈다.

이번 연구는 과학기술정보통신부의 리더연구자사업의 지원을 받아 수행했다. 연구 결과는 재료 ·나노기술 분야 국제학술지(Nano-Micro Letters)에 게재됐다. 김종승 교수는 “이번 연구는 생체 모사 인공 표피와 다중모드 센싱, AI 기반 신호 인식을 하나의 플랫폼으로 통합했다는 점에서 의미가 크다”며 “이를 통해 천식 조기 진단은 물론, 맞춤형 헬스케어와 원격 의료 기술의 고도화에도 기여할 것”이라고 말했다.