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무선으로 마취 심도 정확히 측정하는 기술 개발

(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 | 2017-02-09 09:55 송고
센서의 구성을 나타낸 모식도© News1

국내 연구진이 무선으로 마취의 심도(깊은 정도)를 정확히 측정할 수 있는 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학과 유회준 교수 연구팀이 고려대학교 구로병원 최상식 교수, ㈜케이헬쓰웨어(대표 노태환)와의 공동 연구를 통해 마취 심도 모니터링 측정기를 개발했다고 9일 밝혔다.

마취의 심도가 적정하게 유지되는 것은 환자에게 매우 중요하다.

마취가 얕으면 수술 도중 깨어나 큰 고통을 겪기도 하고, 반대로 마취가 너무깊게 되면 심장발작, 합병증, 사망에 이르기도 한다.

정맥마취제인 프로포폴도 호흡을 억압하기 때문에 마취 심도가 깊어지면 사망 사고를 유발하기도 한다.

이 같은 사고를 방지하기 위해 마취 심도를 정량적으로 측정하려는 시도가 국내·외로 활발하게 진행 중이다.

기존의 제품들은 모니터링 장치에 연결하기 위해 긴 전선이 사용돼 번거롭고, 마취 약물 종류에 따라 심도를 측정할 수 없다는 한계가 있다.  

이에 연구팀이 개발한 마취 심도 모니터링 측정기는 마취 중인 환자의 이마에 접착된 패치를 통해 뇌파 신호 및 혈중 헤모글로빈 농도를 추출한다.

마취 심도 모니터링 측정기는 반도체 칩이 패치에 집적돼 무선으로 뇌파와 근적외선 분광 신호를 동시에 정확히 측정할 수 있다.

측정된 다중 신호들은 디지털 신호로 바뀌어 전달된 후 딥 러닝(Deep Learning) 기술을 이용해 환자의 마취 심도를 정확히 판단한다.

딥 러닝은 컴퓨터가 여러 데이터를 이용해 마치 사람처럼 스스로 학습할 수 있게 하기 위해 인공 신경망(ANN)을 기반으로 한 기계 학습 기술이다.

그러면서 실제 수술실에서 사용할 수 있는 초소형 근적외선 분광센서가 붙어 있어 성별, 나이, 인종에 상관없이 유효한 신호 측정이 가능하다.

더불어 다중 신호를 이용하기 때문에 수술 중 전기 잡음을 유발하는 전기 소작기나 삽관 사용 중에도 신호 왜곡 없이 마취심도의 측정이 가능하다.

연구팀의 측정기는 기존 기기로는 측정이 불가능했던 케타민 등의 약물도 마취 심도를 측정할 수 있어 의료 분야에서 응용 가능할 것으로 기대된다.

유 교수는 “기존 마취 심도 센서는 비싼 가격의 특정 외국회사 제품이 독점하는 형태였다”며 “환자들의 부담을 줄이면서 안전한 마취를 제공할 수 있어 새 제품을 개발할 수 있는 좋은 기회가 될 것”이라고 말했다.

이번 연구 성과는 9일 미국 샌프란시스코에서 열린 반도체 학술대회인 국제고체회로설계학회(ISSCC)에서 발표됐다.




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