로봇 섬모 시스템, 기도 질환 조기 탐지 강화 혁신 기술 개발

Seoul샤오광 동이 이끄는 연구진은 기도 질환을 모니터링하는 새로운 도구인 로봇 감각 섬모를 개발했습니다. 이 인공 섬모는 인간의 기도에서 점액을 측정하여 감염, 폐색, 낭포성 섬유증, 만성 폐쇄성 폐질환, 폐암과 같은 질환에 대한 중요한 정보를 제공합니다. PNAS에 게재된 이 연구는 CT 스캔이나 기관지경 검사와 같은 기존 방법의 한계를 극복하고, 기도의 상태를 실시간으로 지속적으로 제공할 수 있음을 보여줍니다.

인간의 신체에서 자연적으로 작동하는 섬모에서 영감을 받은 디자인입니다. 이러한 인공 섬모는 자기장을 활용하여 기도의 점액 두께와 점성 변화를 감지하고 이동합니다.

자기장을 이용하여 인공 섬모를 제어하고, 유연한 스트레인 게이지는 섬모의 형태 변화를 감지하여 점액의 점도를 측정합니다. 또한, 전기 용량 센서를 통해 점액층의 두께를 측정하며, 착용 가능한 자기장 시스템으로 자동 보정 및 감도를 조절할 수 있습니다.

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시스템은 가짜와 실제 양 기도를 대상으로 테스트되었으며, 초기 질병 탐지에서 우수한 결과를 보였습니다. 정보는 스마트폰이나 클라우드 플랫폼으로 무선 전송되어 병원 외부에서도 상태 모니터링이 가능합니다. 이는 맞춤형 치료, 적시 치료, 환자의 건강 개선을 통해 질병 관리의 질을 높입니다.

밴더빌트 대학 의료 센터의 팀은 기계공학, 의학, 흉부 외과 분야의 전문가들과 협력하여 연구의 질을 높이고 있습니다. 프로젝트 리더인 Xiaoguang Dong은 NIH로부터 Trailblazer R21 Award를 받았습니다. 이 상은 그들의 연구가 의료 분야에 있어 큰 중요성을 가질 수 있음을 보여줍니다.

이 기술은 여러 중요한 효과를 가지고 있습니다. 점액의 두께와 점도 같은 지표를 지속적으로 확인함으로써, 의사들은 더 나은 결정을 내릴 수 있어 중증 폐 질환 환자들에게 향상된 치료를 제공합니다. 무선 모니터링 시스템의 도입은 보건 기술과 디지털 도구의 융합이라는 현대 의료의 트렌드를 보여줍니다. 이러한 새로운 발전은 폐 질환 관리에 있어 큰 진전이며, 더 나은 치료 및 환자 모니터링에 대한 희망을 줍니다.