진통제 과다투여 막는다...세계 첫 실시간 약물주입 감지센서 개발

기계연, 초저속 약물주입 유량·버블 측정 센서 기술 세계 최초 개발
일회용 유량 센서 가격 대비 75% 절감 경제적 효과 기대

약물 투약 감지 센서 기술이 적용된 약물주입펌프/사진=기계연

국내 연구진이 실시간으로 약물 투여 속도와 수량을 감지할 수 있는 센서를 세계 최초로 개발했다. 이 기술을 적용하면 약물주입펌프 오작동으로 발생하는 의료사고를 최소화하고 의료진 업무 과중을 해소하는 등 의료서비스를 크게 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

한국기계연구원(이하 기계연) 대구융합기술연구센터 의료기계연구실 이동규 책임연구원팀은 약물주입펌프의 초저속 유량과 튜브 내 발생하는 공기방울 유무를 측정할 수 있는 맞춤형 센서 기술을 세계 처음으로 개발했다고 30일 밝혔다.

이 기술은 국내 약물 주입기 제조회사인 유니메딕스에 이전돼 대량생산을 준비 중이다. 유니메딕스는 내년 하반기쯤 해당 기기를 의료 현장에 선보일 계획이다.

일반적으로 의료시설에서는 수술을 마친 환자에게 통증을 줄이기 위한 마약성 진통제를 시간당 1~2ml로 천천히 주입한다.

기존 약물주입펌프는 미리 설정된 주입 속도만 표시하고 실시간으로 약물 주입 속도는 제공하지 않았다. 이 때문에 펌프 오작동으로 인한 약물 과다 투여로 환자 쇼크사 등 의료사고가 일어나는 경우가 있었다.

연구팀은 약물의 초저속 유량을 정밀하게 측정하기 위해 마이크로(초소형) 히터와 다수의 온도 센서를 이용한 열유량 센서를 개발했다.

이 기술은 약물이 튜브를 통해 흐를 때 열원의 온도가 하강하고 동시에 열원으로 인해 약물 온도가 상승하는 원리를 조합해 온도 변화의 폭을 넓혀 초저속 유량을 정밀하게 측정할 수 있다.

최근 미국식품의약국(FDA)는 환자의 안전을 고려해 약물주입펌프 안에 공기방울을 인식하는 센서가 포함되도록 의료기기 규정을 변경했다. 이에 연구진은 공기방울의 유무도 동시에 측정할 수 있도록 개발했으며, 약물 주입 튜브를 센서에 부착하면 비접촉식으로 약물의 투약 속도와 공기방울을 측정할 수 있다.

기존 수액이 떨어지는 방울 수를 측정하는 기술은 정확도가 10% 전후로 매우 낮아 저속에서 사용이 어렵다는 단점이 있었다. 기존 정밀유량 센서는 주로 고가의 반도체 공정으로 제작돼 일회용으로 사용하기에 경제적 부담이 컸다.

이번에 개발된 센서는 일회용 센서에 비해 약 75% 가격을 절감할 수 있고 재활용도 가능해 경제적이면서 친환경적이라는 평가다. 또 실시간으로 약물 투약 속도, 투약량 등의 정보를 전송할 수 있어 의료진의 업무 효율성을 크게 개선시킬 것으로 기대된다.

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류준영 기자 joon@mt.co.kr