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분광학적 혈액 산소결합 모니터링 방법

전문가 제언: ○ 근적외선 분광학(Near Infrared Spectroscopy, NIRS)은 근적외선(파장: 650～1000㎚)을 시료(생체조직)에 투사하여 생체를 투과하거나 생체 내에서 반사한 광을 검출하여 비침습적으로 뇌, 근육 및 기타 조직 내의 헤모글로빈의 농도와 산소결합(oxygenation)을 검출할 수 있는 영상기술이다.

○ NIRS의 장점은 체내에 헤모글로빈이 있기 때문에 대조도 물질이 필요 없고, NIR 영역에서 물의 간섭이 별로 없이 깊은 조직의 영상을 얻을 수 있으며, 좋은 시간 분해능은 산소결합 상태의 빠른 변화를 영상화할 수 있다. NIRS는 다른 영상기술로는 불가능한 혈류 부피와 조직 속의 헤모글로빈의 양과 포화를 알아낼 수 있고, 가격이 비싸지 않고 이동이 편리하여 침상치료에 적합하다.

○ 이 발명에서는 NIRS를 이용하여 비침습적으로 생체조직에서 혈액의 산소결합을 측정하여 모니터링 하는 향상된 방법과 장치를 개발하였다. 3개의 파장에서 광 감쇠를 측정하여 2개 파장 사이의 광 감쇠 차이를 얻어 이들로부터 옥시-와 디옥시-헤모글로빈의 농도를 계산하여 O2 포화%를 구할 수 있다.

○ 이 때 NIRS 센서를 피검자의 신체적 특성을 고려하여 교정하고 대뇌조직의 혈액 산소포화, 즉 산소결합수준을 계산할 때 신체적 특성(연령, 체중, 뇌 발달, 머리 크기 등)을 알고리즘에 넣어 혈액 산소포화의 정확도를 높인 것은 진일보한 것으로 평가되며 앞으로 소아과 피검자를 대상으로 많이 응용될 것으로 기대된다.

○ 국내에는 NIRS를 이용한 뇌 활성화 연구와 혈액의 헤모글로빈의 산소결합수준 측정연구는 몇 개 대학에서 시작하고 있으며 국내 관련 특허는 거의 없는 실정이므로 앞으로 혈액의 산소결합을 정확히 측정하여 모니터링 할 수 있도록 새로운 측정방법과 데이터처리 알고리즘을 개발해 나가도록 해야 할 것이다. NIRS를 이용하여 fMRI와 함께 고해상도의 뇌기능을 영상화하는 연구를 추진할 것을 권고한다.

저자: CAS Medical Systems, Inc.
자료유형: 특허정보