호흡만으로 폐암·당뇨 진단하는 시대 열린다!

KAIST 김일두 교수팀, 초소형 센서 개발…진단 비용 절감 기대







[한의신문=김대영 기자] 혈액 체취나 영상촬영을 하지 않고도 사람의 호흡만으로 폐암, 당뇨 등 각종 질병을 실시간으로 파악할 수 있는 초소형 감지 센서 기술이 개발돼 주목된다.



KAIST 신소재공학과 김일두 교수 연구팀은 사람의 호흡 내에 질병과 관련된 극미량의 특정 가스의 농도를 실시간으로 정확하게 분석할 수 있는 고감도·초소형 센서를 개발했다고 지난 3일 밝혔다.

현재 병원에서 혈액 체취나 조직 검사, MRI 등을 통해 고비용으로 진단하고 있는 폐암이나 당뇨 등의 질병을 개인 스마트폰이나 웨어러블 장치를 이용해 수시로 저렴하게 진단할 수 있는 길을 연 것이다.



연구팀에 따르면 사람이 숨을 쉬면서 내뱉는 호흡 속 가스 성분 중에는 다양한 휘발성 유기화합물 가스들이 포함돼 있으며 이중 일부 가스는 질병과 밀접한 연관이 있는 것으로 알려져 있다.

대표적으로 아세톤, 톨루엔, 황화수소 가스는 각각 당뇨병, 폐암, 구취 환자에서 더 높은 농도로 배출된다.

이러한 호흡 속 특정 가스의 농도를 정확하게 분석한다면 여러 질병들을 간편한 방법으로 조기에 진단할 수 있는 것.



하지만 입안에는 수분을 포함해 수백 종의 가스들이 존재하고 있어 극미량(10 ~ 2,000ppb)의 특정 가스를 선택적으로 검출하는데 한계가 있었다.



이에 연구팀은 수백 종의 가스 중 질병과 관련된 특정 가스만 선택적으로 검출할 수 있는 고성능 촉매를 개발, 이를 나노 섬유 형상의 센서 소재에 적용해 개인 스마트폰과 연동이 가능한 초소형·고감도 질병 진단 센서를 구현하는데 성공했다.



김 교수는 “질병 진단 센서는 차량이나 모바일 기기 등에 활용해 개인 질병을 지속적으로 모니터링 할 수 있을 뿐만 아니라, 향후 대기 오염 분석, 실내 공기질 분석 등 가스 센서와 관련된 산업분야에서 사물인터넷(IoT) 제품과 융합해 새로운 시장을 창출할 것으로 기대된다”고 밝혔다.



이번 연구결과는 재료과학분야 세계적 국제학술지인 ‘스몰(small)’의 2월17일자 표지논문으로 게재됐다.

관련 특허는 국내기업에 기술이전 돼 향후 조기 상용화가 이뤄질 전망이다.