신호 측정 정확도 상관계수 0.95로 높인 기술 개발
연구진 "30년 난제 풀 증거 제시…센서 상용화 주력" 삼성전자 연구진이 당뇨 환자들에게 불편한 채혈 없이도 정확하게 혈당을 측정할 수 있는 길을 열고 있다.
삼성전자는 지난 24일 삼성전자 종합기술원 연구진이 미국 매사추세츠공과대학교(MIT) 연구팀과의 공동 연구로 정확도를 크게 높인 새 비침습 혈당 측정법을 다룬 논문을 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 게재했다고 29일 밝혔다.
지난해 국제당뇨연맹 발표에 따르면 세계 성인 인구 9.3%가 당뇨를 앓고 있다. 당뇨는 우리 몸에서 혈당을 조절하는 호르몬인 인슐린이 생성되지 않거나, 생성되더라도 기능을 하지 못해 혈액 속의 혈당(포도당) 수치가 정상 수준 이상으로 높아진 상태를 뜻한다.
당뇨 환자 대부분은 손 끝에 피를 내는 침습 방식으로 혈당을 측정하고 있다. 불편과 고통이 따르고 비용 부담마저 드는 방식이다. 그래서 환자의 통증과 불편함을 덜 수 있는 비침습 방식이 1990년대부터 연구돼 왔다. 채혈 없이 혈액 내 혈당 농도를 정확하게 측정하는 게 학계의 난제였다.
연구진은 난제를 풀기 위해 비침습 혈당 측정에 '라만 분광법(Raman spectroscopy)'을 적용했다. 라만 분광법이란 레이저 빛을 이용해 물질을 식별하는 분석법이다. 레이저 빛을 특정 물질에 쪼아 산란시켜, 물질 분자의 고유 진동에 의해 그 파장이 변하는 현상을 이용한다.
삼성전자 측 설명에 따르면 물질이 여러 개 일 땐 파장의 신호가 복잡하게 섞이기도 하는데, 이 분석법은 다른 비침습 방식과 비교했을 때 특정 물질을 구분하는 식별 능력이 뛰어나 혈당 측정의 신뢰도를 높일 수 있다.
연구진은 측정 방식의 정확도를 높이기 위해 '비접촉 사축(non-contact off-axis) 라만 시스템'을 개발했다. 비스듬히 기울인 빛을 피부 아래층에 도달하게 해 몸속 혈당의 라만 스펙트럼을 얻어내는 기술이다. 이 방식으로 비침습 신호 측정의 정확도 지표인 상관계수를 0.95로 높였다.
연구진은 라만 스펙트럼 내 혈당 신호 추출을 위한 신호처리 방법을 고안해, 측정시 센서나 사람의 움직임 등 주위 영향을 줄였다. 기존 통계 분석 기반의 비침습 혈당 측정 방식과 비교해 라만 스펙트럼의 물리적 특성을 이용, 혈당 예측도를 높인 점을 주목할 만하다고 삼성전자 측은 강조했다.
삼성전자 종합기술원 남성현 마스터는 "비침습 혈당 측정 기술은 30년 난제로 불릴 만큼 어려운 기술로 이번 연구는 기존의 틀을 깨고 비침습 혈당 측정기술에 명확한 실험적 증거와 방향을 제시했다는 점에 큰 의미가 있다"며 "추가 연구를 통해 비침습 혈당 센서의 상용화에 힘쓸 것"이라고 말했다.
KPI뉴스 / 임민철 기자 imc@kpinews.kr
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