변기 센서로 심장질환 징후 모니터링한다?

의료 발달과 출산율 감소로 고령화 사회가 가속화되고 있다. 그래서인지 심장에 지병을 안고 사는 사람도 늘어간다. 심장 관련 지병이 있는 사람에게 중요한 심장 모니터링으로 변기에 센서를 설치하는 방법이 주목받고 있다.

앞으로 40년간 65세 이상 인구가 2배가 될 것으로 예측되는 미국에선 고령자 중 80% 가까이가 심장질환에 걸려 있는 것으로 알려져 있다. 심근 쇠약과 충분한 혈액을 보내는 게 어려워지는 울혈성 심부전을 안고 사는 사람이 많아지고 있는 것.

미국에선 650만 명이 울혈성 심부전 치료를 받고 있으며 연간 350억 달러가 치료비에 쓰인다. 울혈성 심부전 환자는 치료비 중 80% 가량이 입원으로 인한 것이지만 울혈성 심부전으로 진단되어 입원한 환자 가운데 퇴원 후 90일 이내에 재입원하는 비율은 50% 가깝다고 한다.

울혈성 심부전 환자의 재입원율이 높은 이유는 퇴원 후 의료기관에서 진료가 간헐적으로 이뤄진 결과 울혈성 심부전이 악화될 조짐을 놓칠 수 있기 때문. 또 환자가 처방약을 제대로 복용하지 않거나 자신의 혈압 등 상태를 감시하는 걸 게을리 하면 심장마비 재발을 일으킨다. 의사는 환자에게 혈압 등 정기적인 모니터링을 권장하고 있지만 실제로 울혈성 심부전 환자에게 정기 모니터링을 실시하는 건 전체 중 10% 미만에 불과하다.

울혈성 심부전 위험을 모니터링하기 위해 의사와 환자는 혈압과 체중계, 휴대용 심전도 모니터를 이용하고 있으며 퇴원 후 환자가 자신의 건강 상태를 모니터링해야 한다. 하지만 환자 대부분은 퇴원 후 일련의 장치를 계속해서 사용하고 있지 않는다는 연구 결과가 보고되고 있으며 결과적으로 많은 환자가 재입원하는 결과가 되어 버린다는 것.

더 쉽게 울혈성 심부전 환자 상태를 모니터링하는 새로운 기술로는 유일하게 미국 식품의약국 FDA 승인을 받고 있는 게 폐동맥에 임플란트를 삽입해 혈압을 측정하는 카디오멤스(CardioMEMS)다. 임상시험에선 카디오멤스가 울혈성 심부전으로 입원하는 환자 수를 37% 절감하는 효과가 인정되는 임플란트를 삽입한 뒤 1년이 드는 의료비를 평균 1만 3,190달러 감소됐다는 연구 결과도 있다.

카디오멤스를 비롯한 모니터링 장치에 큰 기대가 모아지고 있다. 반면 임플란트 등이 심장병 환자에게 주는 부담에 대한 우려도 있다. 또 장착 가능한 웨어러블 디바이스를 착용해도 착용자가 적극적으로 자신의 상황을 모니터링할 의사가 없더라도 도중에 모니터링을 중단할 가능성이 있다.

로체스터공과대학 연구팀은 더 간단한 모니터링 방법으로 변기에 센서를 설치해 심장질환 위험을 모니터링하는 방법을 고안했다. 비록 적극적인 모니터링을 귀찮게 생각하는 환자에게도 변기에 앉지 않고 사는 게 어렵기 때문에 화장실 변기에 센서를 설치하면 일상생활 속에서 모니터링이 가능해진다는 것.

화장실 변기에서 울혈성 심부전에 대한 모니터링을 실시하는 경우 병원과 환자의 가정에서 사용되는 기존 모니터링 장치와 달리 손가락이 아니라 허벅지 뒤쪽 동맥에서 혈액 산소량을 측정해야 이 같은 표준에서 벗어난 측정 방법이 필요하다. 2014년 아이디어를 고안해 4년간 연구팀은 새로운 센서 개발이나 노이즈가 있는 측정 데이터를 보정하는 사용자 정의 회로와 알고리즘 개발을 실시했다.

변기에 앉아 있는 동안 환자는 뭔가를 특별히 할 필요는 없고 용번을 위해 그냥 앉아 있으면 모니터링이 끝난다. 변기를 이용한 모니터링 기술은 이미 300개 이상 임상시험이 진행되고 있으며 2021년 FDA 허가를 받을 예정이라고 한다. 연구팀은 허가가 나오는 대로 화장실 변기에 설치하는 모니터링 센서를 실용화할 기대를 하고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.