피부근염 근력, 바늘 대신 붙인다…'유연 전극' 개발 성공

중국 연구진이 피부근염 환자의 근력을 침습적인 바늘 검사 없이 정확하게 측정할 수 있는 고밀착 유연 전극을 개발해 정밀 진단의 새로운 가능성을 열었다.

10일(현지시간) 바이오 전문매체 바이오온(bioon) 등에 따르면, 중국 푸단대학교 왕밍, 양지, 차오제 교수 공동 연구팀은 이 같은 내용의 연구 결과를 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'에 지난 6월 29일 발표했다.

피부근염은 근육과 피부에 염증이 생기는 희귀 자가면역질환으로, 근력 약화가 주요 증상이다. 현재 근력 평가는 바늘을 근육에 찔러 넣는 침습적 근전도(EMG) 검사나 의료진의 주관적 판단에 의존하는 의학연구위원회(MRC) 근력 등급 척도에 의존해왔다.

침습적 검사는 환자에게 고통을 주고 국소 부위 신호만 얻을 수 있다는 한계가 있다. 비침습적인 표면 근전도(sEMG) 기술도 있지만, 피부근염 환자의 특징인 병적인 건성 피부에서는 전극이 안정적으로 부착되지 않아 정확한 신호 수집이 어려웠다.

연구팀은 분자 공학 기술을 이용해 건성 피부에도 잘 붙는 유연한 신경 운동 전극 인터페이스를 개발했다. 이 전극은 이온성 하이드로겔로 만들어져 매우 부드럽고(탄성계수 약 2.13kPa), 피부와의 저항(1kHz에서 약 0.9kΩ)이 낮아 고품질의 신호를 얻을 수 있다.

개발된 전극은 한 번 부착으로 7일 이상 안정적인 전기적 성능을 유지했다. 이를 통해 연구팀은 피부근염 환자에게서 잡음이 거의 없는(RMS < 2µV) 고충실도 표면 근전도 신호를 안정적으로 수집하는 데 성공했다.

연구팀은 피부근염 환자 15명과 건강한 대조군 15명을 대상으로 임상 검증을 진행했다. 그 결과, 새 기술은 운동단위(MU) 수, 운동단위 활동전위(MUAP) 크기, 평균 방전 빈도 등 핵심 신경 운동 바이오마커를 정밀하게 분석해냈다.

이 다중 바이오마커 정량 평가 시스템은 임상 현장의 표준 평가 결과와 높은 일치도를 보였다. 나아가 기존 방식으로는 발견하기 어려웠던 환자 간 미세한 병리적 차이나 초기 운동단위 동원 패턴 같은 특징까지 포착해 개인 맞춤형 정밀 치료의 근거를 마련했다는 평가를 받는다.