국내 연구진이 인체통신기술을 활용, 사람의 소화기 질환 중 약 54%를 차지하는 식도와 위를 효과적으로 진단할 수 있는 캡슐내시경을 국내 업체와 함께 개발하는데 성공했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 인바디 인체통신기술을 활용, 국내 업체가 보유하고 있던 기존 영상전송속도 대비 4배가 빠른 초당 24장의 고속 전송이 가능케 되었다고 밝혔다. ETRI는 사람의 몸을 매질(媒質)로 데이터를 전송하는 인바디 인체통신기술로 고속 데이터 통신이 가능해져 식도처럼 캡슐이 빠르게 지나가는 구간에서도 자세한 관찰이 가능하게 되었다고 설명했다. 캡슐이 빠르게 내려가다 보면 많은 부분을 한 번에 촬영해야 하는데 이를 해결한 셈이다.

연구진은 고속 촬영으로 용량이 큰 영상 데이터를 전송하는데 필요한 속도를 높이기 위해 신호변조방식 기술, 아날로그 회로의 수신기 구조 변경기술 등을 활용했다고 설명했다.

한편, 내시경에 쓰이는 캡슐의 크기는 1cm x 3.1cm다. 캡슐은 송신기 역할을 하며 내부에는 LED 램프, 두 개의 전·후방카메라, 코인형 배터리, 자석 등으로 구성되어 있다.

캡슐이 촬영한 영상은 몸에 붙이는 전극 또는 벨트타입의 수신부를 통해 체외에 있는 핸드폰 크기의 수신기로 전송되고 저장된다. 해상도는 320 x 320 dpi수준이며 배터리는 2시간 지속이 가능하다.

또한, 의사는 수신기를 보면서 자석이 내장되어 있는 캡슐을 몸 밖에서 마그네틱 컨트롤러를 이용하여 제어할 수 있다. 자유롭게 캡슐의 자세를 바꾸거나 위벽에 캡슐을 머무르게 만들어 좀 더 자세한 관찰이 가능하다.

연구진은 상부위장관용 캡슐내시경, 병증판독용 이미지 분석 시스템, 상부위장관용 단말 수신기 등으로 시스템이 구성된다고 설명했다. 기존 상부위장관 검사를 위한 유선 내시경의 경우, 재사용에 의한 교차감염과 이물감이나 공기주입으로 인한 복부 불편감, 수검자의 구역질이나 트림이 검진을 어렵게 하는 요소였는데 캡슐내시경은 이러한 단점의 보완이 가능하다.

특히 캡슐내시경은 향후 유선내시경을 대신할 수 있는 수단으로서 의사의 진단을 돕는 역할로도 유망할 것으로 전망된다.

캡슐내시경 시장은 현재 북미, 유럽 등 선진국에서 약 64%를 점유한 가운데 최근 중국에서 수요가 급격히 늘고 있다. 시장 규모는 2018년 기준 7,424억 원에서 2022년까지 1조 595억 원 규모로 연 평균 9.3%의 안정적 성장세가 예상된다.

연구진은 협력 기업과 함께 상부위장관용 캡슐내시경을 위장질환의 발병률이 가장 높은 중국과 식도 질환 발병률이 높은 영국과 유럽 등에 우선 진출한다는 계획을 갖고 있다. 향후에는 본 기술을 더욱 고도화시켜 식도, 위, 십이지장, 소장, 대장 등 전체 소화기관을 검진할 수 있는 기술과 제품 개발에 주력할 계획이다.

현재 검사에 소요되는 시간은 대략 8~10시간 내외다. 인바디 인체통신은 최대 12시간까지 동작이 가능해 충분히 검사 시간을 확보할 수 있다.

또한 주로 단방향 통신을 사용하는 캡슐내시경을 양방향 통신이 가능케 만들어 촬영 및 동작속도 또한 조절이 가능하도록 개발할 계획이다. 아울러 인바디 인체통신기술은 최대 10Mbps의 데이터 전송 속도를 낼 수 있다.

이를 통해 향후 초당 최대 50장까지 촬영이 가능하도록 속도를 높이는 동시에 촬영 사진의 해상도까지 높일 것이라고 밝혔다.

본 연구는 2015년부터 과학기술정보통신부『기가코리아 사업』의 일환으로 이뤄졌으며‘인바디 인체통신 기술’관련 SCI급 논문 5편, 국내·외 특허 17건을 출원했다. 연구진은 ㈜인트로메딕과 공동연구를 통해 인체통신 기반의 소장용 고해상도 캡슐내시경 시제품을 개발에 성공했다. ETRI는 인바디 인체통신 원천기술을 지난해 7월, ㈜인트로메딕에 기술 이전했다. ETRI는 기가코리아 2단계 사업화과제를 통해 ㈜인트로메딕과 위치와 자세 제어가 가능하고 전송속도 및 동작시간 측면에서 세계 최고 수준의 인바디 인체통신 캡슐내시경 시스템 상용화 기술을 개발했다.

ETRI의 SoC설계연구그룹 박형일 과제책임자는“식도와 위장 부분에 대한 검사를 보다 정확하고 편안하게 받을 수 있는 길이 열렸다. 세계적인 상용제품 대비, 본 기술이 위치 제어, 데이터 전송 등에서 큰 경쟁력이 있다”고 말했다.

㈜인트로메딕 이병석 연구소장은 “본 기술은 내년경 시스템의 검증과 품목 허가용 인증시험을 완료한 후 사업화에 본격 나설 계획이다”고 밝혔다.

한편, 본 기술은 MWC 2019 전시에도 참가해 글로벌 기업의 큰 호응과 관심을 받았다.