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ETRI “날숨 이용해 폐암 조기발견…정확도 95%”

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날숨을 이용해 폐암을 조기에 선별 검사할 수 있는 기술이 개발됐다. 이 기술은 임상에서 95%의 정확도를 보였다. 이는 향후 방사선에 노출될 위험 없이도 저렴한 비용으로 폐암을 조기에 발견, 질환 예방 및 치료에 기여할 것으로 기대된다.


한국전자통신연구원(ETRI)은 폐 속 암세포가 유발하는 다종의 휘발성유기화합물(VOCs)을 날숨으로 감지하는 센서 시스템과 이를 통해 얻은 센싱 데이터로 폐암 환자를 판별할 수 있는 ‘인공지능(AI) 딥러닝 알고리즘 기술’을 개발했다고 11일 밝혔다.

ETRI 연구진이 폐암 조기진단 시스템에 내장된 멀티모달 센서 어레이에 관해 논의하고 있다. 한국전자통신연구원 제공

ETRI 연구진이 폐암 조기진단 시스템에 내장된 멀티모달 센서 어레이에 관해 논의하고 있다. 한국전자통신연구원 제공

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ETRI가 개발한 폐암 조기진단 시스템은 ▲날숨 샘플링부 ▲날숨 감지센서 모듈 ▲데이터 신호 처리부 등 3개 부분으로 구성된다. 이 시스템은 사람이 호흡하는 과정에서 내뱉는 날숨만으로도 간단하게 폐암을 선별 검사하는 것이 가능하다.


우선 검진자의 날숨을 비닐 키트에 담은 후 날숨을 담은 테프론 기반의 봉투와 탄소흡착 튜브 막대기를 연결하면 호흡 중 배출되는 각종 가스 성분이 막대기에 붙는다. 이때 막대기를 폐암 조기진단 시스템에 집어넣어 시스템을 구동하면 호기(呼氣)가스의 구성성분과 탄소튜브 막대기에 붙은 호기 내 VOCs 양에 따라 내장된 20종의 멀티모달 센서 어레이로 전기 신호가 달라지는 것을 확인할 수 있다.


이러한 과정으로 날숨의 구성성분 데이터를 AI 딥러닝 알고리즘에 반영해 학습 및 분석하면 폐암 발병 여부를 판별할 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다.

연구팀은 분당서울대병원 전상훈 흉부외과 교수 연구팀과 10여 년간 공동연구를 진행해 이 같은 연구 결과를 얻었다. 또 폐암 환자 107명과 정상인 74명의 임상 시료 날숨을 채취해 표준기기와 가스 센서로 분석한 후 데이터베이스화한 것을 AI 딥러닝 알고리즘 모델에 적용했을 때 95% 이상의 선별검사 정확도를 나타냈다. 임상적 유효성을 확인해 폐암 환자 선별검사 및 조기진단의 보완재 역할을 수행할 수 있음을 확인한 셈이다.


ETRI가 개발한 기술은 기존 면역진단과 분자진단의 장점을 모두 아우를 수 있는 차세대 폐암 조기진단 기술로도 평가받는다. 기존 병원 진단 장비에 비해 제작비용이 저렴하고 빠르며, 기존 의료 장비(저선량 폐 CT검사) 가격 대비 정확도가 높은 것도 장점이다. 이를 토대로 향후에는 폐암 환자의 수술 및 치료 예후 모니터링은 물론, 일반인의 자가 건강관리에도 활용할 수 있을 것으로 연구팀은 내다본다.


ETRI는 향후 의료기기 업체에 관련 기술을 이전 및 출자해 상용화하는 방안을 추진할 계획이다.


ETRI 진단치료기연구실 이대식 박사는 “날숨을 이용한 폐암 선별검사 기술이 상용화되면, 폐암 환자의 치료·생존율 높일 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.


분당서울대병원 흉부외과 전상훈 교수는 “ETRI와의 공동연구로 저렴하고 편리하게 폐암 발병 여부를 검사할 수 있는 가능성을 열게 돼 의미 깊다”며 “앞으로 임상 규모를 확대해 시스템 재현성 및 신뢰성을 개선하고, 빅데이터 적용 등으로 시스템을 고도화해 국민건강 증진에 기여할 수 있도록 하겠다”고 말했다.





대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr
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