알약처럼 삼키는 체온계가 등장했어. 몸 깊은 곳의 체온을 0.01℃ 단위로 정밀하게 잴 수 있는 센서지. 이 센서가 어떻게 체온을 재는 건지 알아보자.
Q.자기소개를 해 줘.
안녕. 나는 삼키면 몸속 내부 장기의 온도를 잴 수 있는 센서야. 장기의 온도를 알면 위장 질환, 염증 등 환자의 질병을 진단하고 관리할 수 있지. 나처럼 삼키는 체온계는 모두 지름이 9mm보다 커 삼키기 불편했고, 전력이 많이 소모됐어. 6월 15일, 미국 매사추세츠 공과대학교 기계공학과 연구팀은 지름이 6mm로 작고 전기도 많이 쓰지 않는 나를 개발해 국제 학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’에 발표했어.
Q.너는 어떻게 만들어졌어?
내 몸속에는 가로 1mm, 세로 1mm 크기의 반도체 칩과, 동전 모양의 배터리가 들어 있어. 반도체 칩 속 온도를 측정하는 회로는 초당 10nW(나노와트)● 정도의 전력만 사용해. 스마트폰보다 약 수억 배 적은 전력이지. 덕분에 지름이 4.8mm인 작은 배터리 하나만으로도 작동할 수 있어. 반도체 칩과 배터리 아래에는 5mm 크기의 무선 통신용 안테나가 붙어 있어. 이렇게 조립된 나는 몸에 안전한 의료용 고분자 물질로 코팅된 블루베리 모양 캡슐에 담겨 입안으로 들어가.
Q.장기의 온도는 어떻게 측정해?
장기의 온도가 높아지거나 낮아지면 회로가 만들어 내는 전기 신호가 변해. 그러면 안테나가 외부 수신기로 보내는 주파수도 달라지지. 연구팀은 34℃부터 40℃까지 0.5℃ 간격으로 주파수가 어떻게 달라지는지 미리 측정한 기준표를 만들었어. 내가 몸속에서 보낸 신호의 주파수를 기준표와 비교하면 장기의 온도를 알 수 있어. 연구팀은 요크셔돼지의 몸속에 나를 넣고 위, 소장, 식도의 온도를 쟀어. 그 결과 세 부위 모두에서 기존의 온도계로 잴 때와 온도가 거의 비슷했어.
Q.앞으로 너는 어디에 쓰일 수 있어?
나는 돼지의 몸속에서 소장으로 가는 혈액이 줄어들어 온도가 약 0.3℃ 떨어진 상황도 감지했어. 이렇게 몸 깊은 곳의 체온을 재면 환자의 상태를 빠르게 파악하고 대응할 수 있지. 앞으로 나는 수술 중 환자의 체온을 관리하는 데 쓰일 수 있어. 또 연구팀은 내가 “재난 현장, 우주처럼 의료 장비를 사용하기 어려운 환경에서 환자의 건강 상태를 확인하는 데 쓰일 수도 있다”고 기대했어.
