스마트폰으로 조직 건강 확인…새 진단 도구 개발

미국 다트머스대 연구팀이 스마트폰을 이용해 세포 내 산소 농도를 측정, 조직 건강 상태를 파악하는 기술을 개발했다.

18일(현지시간) 과학 전문 매체 유레카얼러트 등에 따르면 다트머스대 연구팀은 이 같은 내용의 연구 결과를 국제 학술지 '바이오센서 앤드 바이오일렉트로닉스'에 발표했다. 이 기술은 값비싼 기존 방식을 대체할 저렴한 가정용 진단 도구가 될 수 있을 것으로 기대된다.

이 기술은 스마트폰 카메라와 LED 조명, 그리고 활성 크림을 함께 사용한다. 크림을 바르면 세포 내에서 자연적으로 생성되는 '프로토포르피린 IX'라는 분자가 활성화된다.

프로토포르피린 IX는 산소에 의해 활성이 억제되는 특성이 있다. 산소가 부족해 활성이 억제되지 않으면 미세한 빛 신호를 방출하는데, 스마트폰이 이 신호를 감지해 조직의 산소 수치를 측정하는 원리다.

연구 공동 저자인 브라이언 포그 다트머스대 생물의학공학과 교수는 "응급실에서 쓰는 맥박 산소 측정기는 혈중 산소를 측정하지만, 이는 건강 상태를 보여주는 미세한 지표가 되기 어렵다"고 설명했다. 이어 "우리가 정말 원하는 것은 조직의 산소 농도이며, 이것이 건강 상태를 더 역동적으로 보여주는 지표"라고 덧붙였다.

연구팀은 이 기술이 말초혈관질환 진단에 유용할 것으로 기대한다. 의사들은 조직 산소포화도 정보를 바탕으로 혈관 수술이나 사지 절단 시기를 결정한다.

포그 교수는 "사지 위축을 겪는 환자가 매일 조직 산소를 모니터링할 수 있다면 중요한 의료 결정을 내리는 데 큰 가치가 있을 것"이라고 말했다.

상처 치유나 감염 모니터링의 경우 크림 없이 더 간단하게 사용할 수 있다. 염증이 생긴 조직은 회복 과정에서 산소 농도가 유지되다가 염증이 가라앉으면 프로토포르피린 IX 생성이 줄어들기 때문이다.

연구팀은 현재 화상 환자의 조직 산소 농도를 추적해 피부 이식 시기를 결정하는 진단법으로 활용할 수 있는지 검증하는 연구를 진행 중이다. 또한 사용하기 쉬운 앱을 설계하기 위해 학부생들과 협력하고 있다.