이동규 한국기계연구원 박사가 약물 투약 감지센서 기술이 적용된 약물주입펌프에 대해 설명하고 있다.[한국기계연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 수술 후 진통제 과다 투약으로 빈번하게 발생하는 의료사고를 방지할 수 있는 약물주입펌프가 국내에서 세계 최초로 개발됐다.

과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원 의료기계연구실 이동규 빅시 연구팀은 약물주입펌프의 초저속 유량과 튜브 내 발생하는 공기방울 유무를 측정할 수 있는 맞춤형 센서 모듈기술을 개발했다.

이 기술은 다수의 특허 확보와 기술이전 등의 연구성과를 인정받아 국가과학기술연구회가 주관하는 ‘2023년 출연연 우수 연구성과’에 선정됐으며, 국내 약물 주입기 제조 회사인 ㈜유니메딕스에서 대량생산을 준비 중이다. 해당 센서 기기는 실제 의료 현장에는 내년 하반기부터 선보일 계획이다.

일반적으로 의료시설에서는 수술을 마친 환자에게 통증을 줄이기 위한 마약성 진통제를 시간당 1~2ml로 천천히 주입한다. 기존 약물주입펌프는 미리 설정된 주입 속도만 표시하고 실시간으로 약물 주입 속도는 제공하지 않았다. 이에 따라 펌프의 오작동으로 인한 약물 과다 투약으로 환자의 쇼크사 등 의료사고가 빈번했다.

연구팀은 약물의 초저속 유량을 정밀하게 측정하기 위해 마이크로히터와 다수의 온도 센서를 이용한 열유량 센서를 개발했다. 이 기술은 약물이 튜브를 통해 흐를 때 열원의 온도가 하강하고 동시에 열원으로 인해 약물 온도가 상승하는 원리를 조합해 온도 변화의 폭을 넓혀 초저속 유량을 정밀하게 측정할 수 있다.

또한 최근 미국식품의약국(FDA)에서 환자의 안전을 고려해 약물주입펌프 안에 공기 방울을 인식하는 센서가 포함되도록 의료기기 규정을 변경했다. 이에 연구진은 공기 방울의 유무도 동시에 측정할 수 있도록 개발했으며, 약물 주입 튜브를 센서에 부착하면 약물과 비접촉식으로 약물의 속도와 공기 방울을 측정할 수 있다.

기존 수액이 떨어지는 방울 수를 측정하는 기술은 정확도가 10% 전후로 매우 낮아 저속에서 사용이 어려운 단점이 있으며, 기존 정밀유량 센서는 주로 고가의 반도체 공정으로 제작돼 센서 일체를 일회용으로 사용하기 때문에 경제적 부담이 크다.

약물주입 유량 및 버블 센서가 적용된 진통약물주입펌프 시스템.[한국기계연구원 제공]

이번에 개발한 센서는 재활용이 가능하며, 또한 일회용 센서에 비해 75% 가격을 절감할 수 있어 경제적이면서 친환경적이다. 또한 의료진에게 실시간으로 약물 투약 속도, 투약량 등의 정보를 전송할 수 있어 의료진의 업무 효율성을 크게 개선시킬 것으로 기대된다.

이동규 박사는 “이 기술은 친환경적이고 경제적인 측면을 모두 만족시키고 초저속 유량과 공기 방울을 동시에 측정할 수 있는 등 약물 주입에 특화된 맞춤형 기술”이라며 “약물 과다 투여로 환자가 사망하는 의료사고를 방지할 수 있도록 국민의 안전을 지키기 위한 연구개발에 힘쓰겠다”고 말했다.