뇌척수액 실시간 감시…치명적 뇌감염 막는 '뉴로센스'

캐나다 워털루대학교 연구팀이 뇌척수액을 실시간으로 분석해 뇌 손상 환자의 치명적인 감염을 조기에 막을 수 있는 새로운 모니터링 시스템을 개발했다.

2일(현지시간) 생명과학 전문매체 아조라이프사이언스에 따르면 워털루대 연구팀은 이 같은 내용의 '뉴로센스(NeuroSense)' 시스템 개발 결과를 국제 학술지 '사이언스 중개의학(Science Translational Medicine)'에 발표했다.

미국에서만 매년 약 2만5000명의 외상성 뇌 손상, 수두증, 뇌출혈 환자들이 과도한 뇌척수액을 제거하기 위해 배액관을 삽입한다. 이들 중 최대 20%가 감염을 겪으며, 이는 입원 기간을 두 배 이상 늘리고 뇌수막염, 신경 손상, 사망 등 심각한 합병증으로 이어진다.

현재는 뇌척수액 샘플을 채취해 실험실로 보내 분석하는데, 이는 하루나 이틀에 한 번만 가능해 감염을 조기에 발견하기 어려웠다.

연구팀이 개발한 뉴로센스는 뇌척수액 배액관에 직접 연결돼 감염의 바이오마커인 포도당, 젖산, pH 변화와 유속을 지속적으로 감지한다. 스마트폰 크기의 3D 프린팅 장치로, 4개의 센서와 전기화학 분석기, 디스플레이가 포함돼 의료진이 환자 침대 옆에서 실시간으로 수치를 확인할 수 있다.

마라 푸디네 워털루대 전기컴퓨터공학과 교수는 "이 플랫폼은 합병증이 더 심각해지기 전에 거의 즉각적으로 추세를 파악하고 문제를 식별하도록 설계됐다"고 밝혔다. 감염이나 배액관 기능 이상에 대한 조기 경보를 제공해 더 빠르고 나은 치료 결정을 내릴 수 있다는 설명이다.

뉴로센스는 실험실 테스트와 소수 환자를 대상으로 한 병원 중환자실 적용에서 표준 검사와 비교해 우수한 성능을 보였다. 연구팀은 향후 자동 경보 기능 추가, 대규모 임상 연구, 상용화를 위한 부품 개선 등을 계획하고 있다.

이번 연구에는 워털루대 외에도 독일 로스토크 의과대학, 미국 매사추세츠공과대학(MIT), 하버드 의과대학 연구진이 참여했다.