머지않아 전자코로 암을 식별할 수 있다
예민한 후각으로 암을 발견하는 능력이 있는 개가 있다는 사실이 뉴스를 통해 이미 알려졌고 또 그런 뛰어난 후각을 가진 개를 복제하는 연구까지 진행 중이다. 개장사가 이런 개 한 마리만 가지고 있으면 그걸 새끼를 치면 떼돈을 벌 수도 있을 것이다. 그런데 이제는 전자코까지 개발이 되고 있어서 머지않아 병원의 풍경도 달라질 것으로 추정된다. 전자코는 미국 항공우주국(NAS)이 우주왕복선에 암모니아가 조금이라도 유출되는지를 탐지해내려고 개발한 장치로 조만간에 암환자들을 수술할 때 이용될 전망이다.

전자코는 폴리머(중합체) 필름을 이용해서 개발했는데 여러 가지 성분에 노출되면 전도도가 변하는 것으로 알려져 있다. 이 장치를 개발한 사람들은 이제는 암세포가 발생하는 물질의 특징도 예민하게 탐지해낼 수 있을 것으로 생각하고 있다. 만약 암세포가 발생하는 물질을 식별해낼 수가 있다면 그런 장치는 수술부위의 종양조직이 애매모호할 때 수술의에게 유용한 도구가 될 수가 있다.

지금은 수술의들이 스캔을 참고해서 암조직을 눈으로 보고 찾아내어 식별한다. 그러나 뇌조직 같은 경우에는 암조직을 식별해내기가 매우 어렵다. 두개골을 절개하면 모양도 변하고 스캔을 한 것도 수술의가 눈으로 보는 것과 다를 수가 있기 때문이다. 어쨌든 수술의가 눈으로 확인만 하고 수술을 하는 경우 건강한 세포에 손상을 입히지 않으면서 모든 암세포 조직을 제거하는 것은 매우 어려운 일이다.

로스앤젤레스에 있는 호프의료센터의 카텝에 의하면 전자코로 폐암과 당뇨병을 정확하게 진단했다고 한다. 카텝과 그의 동료들은 전자코가 뇌촬영 영상장치와 연결되면 실시간으로 정확하게 문제 부위를 찾아낼 수 있게 될 것으로 생각하고 있다.

또 다른 보도자료에 의하면 전자코가 감염증을 탐지해서 병원이 항생제에 내성이 강한 슈퍼박테리아인 MRSA를 조기 발견하는 데 도움이 될 수가 있다고 한다. MRSA를 찾아내려고 조직배양검사를 수시로 시행하는데 이 경우 검사결과가 나오는데 2~3일이 걸린다. 이렇게 시간이 걸리기 때문에 병균에 감염된 환자들이 제때 치료를 받지 못해서 다른 환자들까지 감염시킬 수가 있다.

DNA검사를 해서 2시간 만에 검사결과를 얻을 수 있는 방법이 시도되고 있지만, 영국의 과학자들이 전자코를 이용해서 15분 만에 검사결과를 얻는 방법을 찾아냈다고 한다. 즉 영국의 워릭대학의 기술자들과 하트 오브 잉글랜드병원의 의사들은 전자코로 MRSA 균의 분비물을 식별해낼 수 있다고 한다.

여러 개의 전극 위로 가스(냄새)를 통과시켜 가스 샘플을 분석하게 되는데 전극 하나하나가 특정한 물질에 반응해서 전기저항이 독특하게 변하고 이런 변화들을 모두 수집해서 그 화학물질의 “지문”을 파악하면 전자코에 내장된 신경망 소프트웨어가 이를 학습해서 인식할 수 있게 된다고 한다.

전자코는 그 크기가 컴퓨터 한 쌍에 해당할 정도로 큰데 가격은 약 6만 파운드(약 1억1천만 원)로 현재 식품업체에서 유사한 장치를 사용해서 썩은 원료를 찾아내고 있다.

하트 오브 잉글랜드병원의 수술의인 모건은 어느 날 수술실에서 슈퍼박테리아를 냄새로 찾아내는 아이디어를 생각해내었다. 그는 환자 2명의 목의 종기를 수술하고 있었는데 농양의 냄새가 약간 다른 것을 감지하고는 냄새를 이용해서 박테리아로 생긴 염증을 식별해낼 수 있는 기계를 생각하게 되었다.

그는 워릭대학의 엔지니어인 두타를 찾아가서 아이디어를 제공하고 전자코를 개발하게 되었다. 그들이 개발한 장치는 현재 황색포도상구균을 96% 정확하게 탐지해낸다고 한다. 그들은 현재 전자코가 MRSA를 식별해낼 수 있도록 훈련 중이지만 아직은 MRSA와 MSSA를 구별하지 못한다고 한다.

따라서 지금 현재로는 전자코로 검사한 후 검사결과가 애매한 경우 DNA검사로 2시간 만에 결과를 얻을 수 있는 방법을 이용해야 한다고 한다. 모건은 응급실에 입원한 환자들의 폐렴을 조기에 발견하는데도 전자코를 이용하고 있다.

출처:
1. NASA's 'electronic nose' could sniff out cancer, New Scientist, issue 2671, 29 August 2008, page 21
2. E-nose to sniff out hospital superbugs, New Scientist, issue 2518, page 30 22 September 2005

전자 코 (Electronic nose, e-nose)
냄새를 구분하고 화학적 성분을 분석해 내는 전자 장치. 전자 센서와 같은 화학 검출기와 신경 회로망과 같은 패턴 인식 기능을 가진 장치로, 사람의 코가 냄새를 맡고 뇌에 전달하듯이 전자 센서로 감지해서 프로그램으로 처리한다. 초창기에는 음식, 음료 분야에서 품질 관리 응용에 사용되었으나 의료 검진용, 오염 물질 및 가스 누출 검색용으로도 활용된다. 보통 전자 코는 전류가 흐르는 센서에 공기 중에 떠다니는 냄새 분자가 닿을 때 전기저항이 변화하는 성질을 이용한다. 또 냄새 분자와 결합하면 색이 변하는 물질을 센서로 이용하기도 한다. 해외에서는 이런 방식으로 환자의 날숨을 분석해 폐암을 진단하는 전자 코가 개발되기도 했다.