15분 만에 음압병실 '뚝딱'..병상부족 해결 실마리 찾았다 [영상]

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)의 국내 확산 속도가 좀처럼 꺾이지 않는 상황에서, 코로나19 확진자를 신속하게 격리할 수 있는 시설을 국내 연구진이 개발했다. 코로나19 환자를 위한 병상 부족을 당장 해결할 수 있는 실용적인 연구 성과라는 평가를 받는다.

한국과학기술원(KAIST)은 7일 “이동형 음압병동(Mobile Clinic Module)을 시범 운영한다”고 밝혔다. 음압병동은 병원 내부의 병원체가 외부로 퍼지지 않도록 차단하고 중증 감염병 환자를 치료할 수 있는 특수 격리 병실이다. 병실 내부의 공기압을 낮추는 방식으로 공기가 항상 병실 안쪽으로만 흐르도록 설계해 바이러스로 오염된 병실 내부의 공기를 외부로 배출하지 않는다.

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KAIST, 중증 코로나19 환자용 병동 개발

서울 노원구 원자력병의학원에 설치된 이동형 읍압병동에서 의료진들이 모의 코로나19 환자를 치료하고 있다. 문희철 기자

남택진 KAIST 산업디자인학과 교수팀이 개발한 음압병동은 중증 환자 치료를 위한 병동을 비교적 신속하게 제작할 수 있다는 점에서 주목받는다. 병상 규모에 따라 제작 시간이 달라지지만 대략 1개월이면 8개 병상을 갖춘 소형 병동 1개를 세울 수 있다.

실제 KAIST는 서울 노원구 한국원자력의학원 내에 450㎡(가로 15m·세로 30m) 규모의 병동을 지난달 28일부터 시범 운영 중이다. 중환자 치료용 음암병실 4개를 포함해 업무공간, 탈의실, 의료장비 보관실 등을 갖췄다. 이 병동을 제작하는데 한 달도 안 걸렸다.

남택진 교수는 “병동 주문이 들어오면 주문 제작하는데 3~4주가 걸리고, 양산 모델이 갖춰지면 2주 안에 제조가 가능하다”며 “한국원자력의학원에 설치한 병동의 경우 병실 1개와 전실 1개를 조립하는데 15분, 전체 병동을 설치하는 데 5일이 걸렸다”고 설명했다.

에어텐트로 만든 이동식 음압병동 외관. 문희철 기자

이처럼 빠른 설치·조립이 가능한 건 병실·병동에 필요한 대부분의 장비를 일종의 모듈처럼 구성했기 때문이다. 벽체는 규격화한 패널로 세우고, 패널과 패널 사이를 에어 텐트(air tent)로 연결했다.

이렇게 만들어진 병실 내부를 음압병실로 만드는 기기가 음압 프레임이다. 가로 1.8m, 높이 2.1m, 폭 0.8m의 냉장고 크기만한 음압 프레임은 병실 내부의 공기압을 제어한다. 흡기 환풍기로 외부 공기를 빨아들이는 동시에 배기 환풍기로 공기를 내보는데, 이때 흡기량보다 더 많은 공기를 배기하면서 병실 내부의 압력을 조절한다.

조민수 한국원자력의학원 비상진료부장은 “병실 내부의 오염된 공기는 음압 프레임의 헤파필터를 통해 외부로 유출되기 때문에 실내 바이러스가 외부로 유출되지 않는다”고 설명했다.

이동식 음압병동은 패스박스를 통해 외부에서 내부로 물건을 전달하도록 설계했다. 덕분에 의료진이 직접 들어가지 않고도 외부에서 코로나19 진단이 가능하다. 문희철 기자

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코로나19 병상 부족 사태 해결할까
이번 연구 성과가 주목받는 건 당장 코로나19로 생사를 오가는 중환자에게 음압병상을 신속하게 제공할 수 있어서다. 컨테이너·텐트 등으로 제작하는 조립식 감염 병동은 빠르게 만들 수는 있지만 건설·장비를 확보하는 과정에서 비용이 많이 든다. 게다가 임시시설에 불과해 중환자를 수용하기는 어렵다. 하지만 KAIST가 개발한 병동은 패널부터 에어 텐트까지 모두 사람이 옮겨서 조립할 수 있다.

또 기존에 일반 병실로 사용하던 공간을 음압병상으로 전환하거나 공터·체육관 등을 음압병동으로 개조할 수도 있다. 남택진 교수는 “조립식 병동보다 부피·무게를 70% 이상 줄일 수 있고, 비용도 80%가량 절감할 수 있기 때문에, 군수품처럼 상대적으로 좁은 공간에 보관해 뒀다가 감염병이 빠르게 확산하면 즉시 도입·설치할 수 있다”고 말했다.

연구진은 이달 15일까지 모의 환자를 대상으로 의료활동 시뮬레이션을 진행하고 있다. 의료진과 환자의 사용성·안정성·만족도가 검증되면 상용화에 나설 계획이다. 조민수 부장은 “이동식 음압병동은 환자·의료진이 안전한 환경에서 중증 코로나19 환자를 치료할 수 있도록 설계·제작했다”며 “코로나19 확산에 대응하고 있는 실제 의료 현장에 적용할 수 있을 것”이라고 전망했다.

문희철 기자 reporter@joongang.co.kr

■ ☞음압병동

「 음압병동은 기압 차를 이용해 병원균과 바이러스를 차단하는 기능을 하는 병동이다. 기압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 공기가 흘러가는 원리를 활용해서, 병실 내부의 기압이 외부보다 낮게 설계한다. 외부에서 유입된 공기의 흐름을 제어해서 오염된 공기가 정화 시설을 갖춘 방향으로 흐르게 하면 코로나19 등 감염병 확산을 막을 수 있다.
」