연구원들은 '스마트 마스크'로 천식, 만성폐쇄성폐질환(COPD) 및 기타 질병을 감지할 수 있다고 밝혔습니다.

연구자들은 호흡이 건강에 대한 단서를 담고 있을 수 있다고 말하며, 이를 파악할 수 있는 "스마트 마스크"를 개발했습니다.

패서디나에 위치한 캘리포니아 공과대학(Caltech)의 의료공학 교수인 웨이 가오는 사람의 호흡에 포함된 화학 물질을 분석하여 기존 건강 문제를 감지하는 마스크인 EBCare를 개발한 팀을 이끌었습니다.

Caltech의 보도자료에 따르면, 이 마스크는 호흡기 감염, COPD( 만성 폐쇄성 폐질환 ), 천식, 코로나19 감염 등의 의학적 질환을 검진하도록 설계되었습니다.

연구자들은 당신의 땀이 건강에 대한 비밀을 담고 있을 수 있다고 말합니다. 그 방법은 다음과 같습니다.

EBCare는 호흡을 냉각하여 액체로 변환한 다음 센서로 전송하여 특정 바이오마커를 분석합니다.

연구원들은 질병의 징후를 감지하기 위해 "스마트 마스크"(왼쪽 그림)를 개발했습니다. (Caltech/Wei Gao 및 Wenzheng Heng; iStock)

Fox News Digital에 보낸 이메일에서 수석 연구원인 Gao는 마스크가 "비침습적이고 착용 가능한 형태로 호기된 호흡 응축액(EBC)을 지속적이고 실시간으로 모니터링할 수 있는" 능력을 가지고 있다고 언급했습니다.

Gao는 "이 기술은 천식, 만성폐쇄성폐질환(COPD) 및 기타 대사 장애와 같은 질환 에 대한 귀중한 통찰력을 제공함으로써 호흡기 건강을 모니터링하는 방식에 혁명을 일으킬 잠재력이 있다 "며 이것이 보다 개인화된 건강 관리를 위한 길이 될 수 있다고 말했습니다.

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그는 "또한 광범위한 규모로 호흡기 감염을 모니터링하여 전염병 관리에도 적용할 수 있다"고 덧붙였다.

가오는 EBcare 기술을 호흡기 질환에만 국한시키지 않고 그 너머로 확장하는 것이 궁극적인 목표라고 말했습니다.

그는 "연구가 진행됨에 따라 스마트 마스크가 대사, 심혈관 및 감염성 질환 과 관련된 것들을 포함한 더 광범위한 바이오마커를 감지하는 데 적용될 수 있을 것으로 예상합니다."라고 말했습니다.

이 도식은 스마트 마스크가 기도 염증의 지표인 아질산염과 같은 호흡 내 화학 물질을 감지할 수 있는 과정을 보여줍니다. (Caltech/Wei Gao 및 Wenzheng Heng)

Caltech에 따르면 마스크의 성능에 대한 연구에는 14시간 동안 실제 환경에서 EBCare를 착용한 건강한 성인 31명이 포함되었습니다. 그들은 식사를 위해 3분 간격으로만 마스크를 벗었습니다.

참가자 중 10명은 흡연자였고, 10명은 천식을 앓고 있었으며, 9명은 만성폐쇄성폐질환(COPD)을 앓고 있었고, 12명은 최근 COVID-19 에서 회복되었습니다.

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마스크는 참여 환자의 천식과 만성폐쇄성폐질환(COPD) 바이오마커를 정확하게 감지했습니다. 또한 신장 질환 징후도 성공적으로 감지했습니다.

EBCare는 또한 혈중 알코올 수치를 정확하게 측정했습니다.

가오는 "실시간으로 알코올 수치를 모니터링하는 것은 호흡측정기나 혈액 검사에 비해 비침습적이고 지속적인 대안을 제공합니다."라고 말했습니다.

"우리는 마스크가 표준 치료보다 더 잘, 더 빠르게 또는 더 민감하게 진단할 수 있다는 것을 보여주는 임상 연구를 최소한 몇 개는 보아야 할 것입니다."

이 연구는 국립보건원, 국립과학재단, 담배관련질병연구프로그램, 미국육군의료연구획득활동의 자금 지원을 받았으며, 8월 29일 과학저널에 게재되었습니다.

가오 씨 는 스마트 마스크가 전통적인 의학적 진단을 대체하는 것이 아니라 일상 활동 중에 지속적인 건강 모니터링을 통해 "조기 경고"를 제공하고 의사 방문 사이의 "격차를 메우는" 것이라고 말했습니다.

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그는 "목표는 더 심각한 상태로 발전하기 전에 미묘한 생리적 변화를 식별하여 개인이 건강을 관리하는 데 있어 적극적인 조치를 취할 수 있는 기회를 제공하는 것입니다."라고 말했습니다.

가오에 따르면, 이는 만성 질환을 앓고 있는 환자나 COVID-19와 같은 호흡기 감염 에서 회복 중인 환자 등 정기적인 모니터링이 필요한 사람들에게 특히 중요합니다.

마스크(사진에 없음)는 호흡기 감염, COPD(만성 폐쇄성 폐질환), 천식 및 코로나19 이후 감염과 같은 질병을 검사하도록 설계되었습니다. (아이스톡)

그는 " 특히 천식이나 만성폐쇄성폐질환(COPD)과 같은 만성 질환의 경우, 의료 서비스 제공자들이 실시간 EBC 분석 기술을 진단 및 모니터링 관행에 통합하는 것을 고려해야 한다고 권고한다"고 말했습니다. 

"개인의 경우, 착용형 기기를 통해 비침습적으로 자신의 건강을 모니터링할 수 있는 능력은 개인 건강을 관리하는 데 있어 보다 적극적으로 행동할 수 있는 기회를 제공하며, 이는 조기 개입과 더 나은 건강 결과로 이어질 수 있습니다."

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스마트 마스크 개발에 참여하지 않았지만 Access Health Louisiana 의 감염병 전문의이자 최고 혁신 책임자인 MarkAlain Déry 박사(DO, MPH) 는 이것이 "흥미진진한 컨셉"이라고 동의했습니다.

패서디나 캘리포니아 공과대학 의료공학 교수인 웨이 가오는 EBCare 마스크를 만든 팀을 이끌었습니다. (Caltech)

"그러나 우리는 마스크가 표준 치료보다 더 잘, 더 빠르게, 더 민감하게 진단할 수 있다는 것을 보여주는  임상 연구를 최소한 몇 개는 보아야 할 것입니다."라고 그는 계속했습니다.

"그러면 임상적 개선을 입증하는 연구가 필요할 겁니다."

잠재적인 한계

마스크 개발에 관여하지 않은 일부 외부 의사는 이러한 데이터 수집 방법이 유익한지 의문을 제기했습니다.

"마스크가 호기된 호흡 응축액(EBC)을 모니터링하는 혁신적인 방법을 도입하는 반면, 우리는 중요한 질문을 해야 합니다. 이러한 지속적이고 실시간 측정이 일상 생활에 정말로 변화를 가져올까요?" 플로리다 신경외과 의사인 브렛 오스본 박사는 Fox News Digital과의 대화에서 이렇게 말했습니다.

"일반인의 경우, 검출되는 바이오마커(암모늄, pH, 아질산염 및 알코올)는 지속적인 모니터링이 필요하지 않습니다. 특히 일상적인 혈액 검사가 이 정보를 더 정확하고 더 큰 관련성으로 제공할 수 있기 때문입니다."

한 의사는 "보통 사람의 경우, 이것이 검출하는 바이오마커는 지속적인 모니터링이 필요하지 않습니다. 특히 일상적인 혈액 검사가 이러한 정보를 더 정확하고 더 관련성 있게 제공할 수 있는 경우에는 더욱 그렇습니다"라고 말했습니다. (아이스톡)

오스본은 EBCare 마스크의 개념이 군사 또는 산업 현장에서 독성 가스를 실시간으로 모니터링하는 것과 같은 "특정하고 위험이 큰 환경"에 더 적합하다고 생각합니다. 

"그러나 일반인, 특히 팬데믹 이후의 세계에서 이런 마스크를 착용한다는 생각은 역효과가 있습니다."라고 그는 말했습니다. 

캘리포니아 대학교 샌디에이고 캠퍼스 감염성 질환 및 세계 공중 보건 부서의 혁신 부장인 존 W. 에이어스 박사는 이미 호흡 곤란을 겪고 있는 천식이나 만성 폐쇄성 폐질환(COPD) 환자에게 마스크를 착용하게 하는 것에 대해 의문을 제기했습니다.

"일반인, 특히 팬데믹 이후의 세상에서 이런 마스크를 착용한다는 생각은 역효과를 낳습니다."

수석 연구원인 가오는 이러한 의견 중 일부에 답변했습니다.

"일상적인 혈액 검사는 실제로 신뢰할 수 있지만 일반적으로 주기적이며 임상적 환경이 필요하기 때문에 역동적이고 일상적인 생리적 변화를 포착하는 능력이 제한됩니다."라고 그는 Fox News Digital에 말했습니다.

"EBCare 마스크의 진정한 혁신은 실시간으로 건강을 지속적으로 모니터링하여 간헐적인 테스트로는 감지할 수 없는 통찰력을 제공하는 능력에 있습니다."

연구진에 따르면 천식, COPD 또는 대사 장애와 같은 만성 질환을 관리하는 개인의 경우 특정 바이오마커의 변동이 조기 경고 신호를 제공할 수 있습니다. (아이스톡)

연구자에 따르면, 천식, 만성폐쇄성폐질환(COPD) 또는 대사 장애와 같은 만성 질환을 관리하는 개인의 경우, 특정 바이오마커의 변동은 증상이 악화되기 전에 조기 경고 신호를 제공하여 시기적절한 개입이 가능해질 수 있습니다. 

그러나 가오는 EB케어 장치에 몇 가지 한계가 있다는 사실을 인정했습니다.

"한 가지 제한점은 일부 임상 시험의 표본 크기가 비교적 작다는 것이었습니다. 특히 만성폐쇄성폐질환(COPD)과 천식과 같은 질환의 경우 더욱 그렇습니다."라고 그는 Fox News Digital에 말했습니다. 

"더 크고 다양한 인구를 대상으로 한 향후 연구는 더 광범위한 조건과 환경에서 장치의 성능을 더욱 검증하는 데 도움이 될 것입니다."

출처: https://www.foxnews.com/health/smart-mask-could-detect-asthma-copd-medical-conditions-researchers-say