한국전기연구원 '비대면 광융합 체외 진단 핵심 모듈'. (사진=전기연구원 제공)

한국전기연구원(KERI) 전기의료기기연구단이 첨단 광(光) 기술을 통해 대형병원에서만 받던 고가 체외 진단기기의 저비용·소형화·자동화를 실현하고, 양질의 의료 서비스에 대한 국민 접근성을 크게 높일 수 있는 기반을 마련했다.

체외 진단이란 인체에서 채취한 혈액, 소변, 조직 등을 분석해 질병의 원인을 찾아내는 검사법이다. 최근 코로나19 감염을 확인하는 방법으로 크게 주목받았으며, 그 외에도 심혈관계 및 암 질환 진단, 혈당 측정 등 환자들의 상태를 확인하는데 활용되고 있다. 하지만 중증 질병 분야에서의 체외 진단 장비는 고가의 수입산 제품이 95% 수준으로, 주로 대형병원 및 전문가 중심으로 활용되곤 했다.

이에 KERI가 개발한 기술은 ‘전 국민 대상 양질의 의료 서비스 확대’라는 큰 목표를 실현하기 위해 1차 의료기관 및 가정에서도 다양한 만성질환을 상시 모니터링할 수 있게 만들어주는 ‘비대면 광융합 체외 진단 헬스케어 시스템’이다.

성과의 키워드는 저비용, 소형화, 고효율성, 자동 지능화를 통한 사용자 편의성 향상이다. 많은 기술 분야에서 국산화 혹은 세계최초 시도를 통해 결실을 맺을 수 있었다. 연구단은 세계최고 수준의 ‘초소형 고정밀 광학 기술(2차원 어레이 구조의 미니 LED 광원, 공간분할 다중분광 광학모듈)’과 ‘광신호 증폭 알고리즘 기술(광열 모듈레이션 기반 레이저 스페클 관측기술 및 여기광 변조 기반 형광신호 증폭 기술 등)’을 적용해 시스템의 성능을 높였고, ‘무동력·무전원 바이오칩 기술’을 접목하여 비전문가도 현장에서 쉽게 운영할 수 있도록 사용자 접근성을 강화했다.

이러한 KERI 시스템을 통해 동네 작은 의원은 물론, 환자 개개인도 가정에서 감염병, 당뇨합병증, 심근경색, 알츠하이머 등의 병을 쉽고 편리하게 확인할 수 있게 된다. 코로나19로 인해 급격히 성장한 비대면 헬스케어 산업의 중심에 설 수 있는 획기적인 기술이다.

무엇보다 이번 성과를 통해 그동안 의료 서비스가 취약했던 소도시, 도서·산간 지역민들의 삶의 질 향상에 큰 도움이 될 것으로 보고 있으며, 더 나아가 수도권 중심의 의료 집중화를 분산시키고, 지역경제 발전에도 크게 기여할 것으로 보고 있다. 또한, 인공지능(AI)이나 정보통신기술(ICT)과의 연동을 기반으로 다량의 질병 데이터를 구축하는 등 의료산업 전반의 발전도 이끌 것으로도 기대하고 있다.

관련 기술들은 올해 상반기에만 2개 기업체에 부가세 포함 총 약 4억 원 규모로 기술이전돼 상용화가 준비되고 있다. 해당 기업체들은 KERI와의 협업을 통해 장소에 구애받지 않고 감염병을 비롯한 다양한 질병을 비침습적으로 진단/모니터링할 수 있는 의료장비를 3년 이내에 개발 및 보급한다는 목표다.

현재 체외 진단 기술 관련 글로벌 시장 규모는 연간 80조 원에 도달했고, 매년 가파르게 성장할 정도로 주목받고 있다. 연구 공동 개발자인 KERI 김종진 책임연구원은 “이번 성과는 경제·산업적 파급력이 매우 높아 체외 진단 분야에서 우리나라가 선진국 기술에 대응하고, 글로벌 시장 경쟁력을 확보하는데 크게 기여할 것”이라고 밝히며 “수도권에 집중된 의료산업 저변을 전국적으로 확대해 작은 지역에서도 헬스케어 관련 시장을 키우고, 의료 데이터를 분석/관리하는 전문가 집단이 창출되는 등 고용 유발 효과까지도 기대할 수 있을 것”이라고 전했다.

개발 기술과 관련한 국내 특허 출원을 다수 완료한 KERI는 기술이전 업체와의 지속적인 협의를 통해 ‘비대면 광융합 체외 진단기기’의 조기 상용화·양산화를 추진한다는 목표다.

한편, KERI는 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 정부출연연구기관이다.