중적외선 분광법으로 3회 혈액 측정만으로 10일간 혈당을 추적할 수 있을까?

기본 정보

제목: Clinical Validation of Noninvasive Blood Glucose Measurements by Midinfrared Spectroscopy
저자: Kaluza, F. 외 다수 (DiaMonTech)
저널: Communications Medicine (Nature)
출판연도: 2024
DOI: 10.1038/s43856-025-01241-7
근거 수준: 전향적 코호트 연구 (단일 기관, 36명)

DiaMonTech는 중적외선(Mid-IR) 분광법 기반 비침습 혈당 측정 기술을 개발하여, 초기 3회의 침습적 기준 측정만으로 캘리브레이션한 후 최대 10일간 혈당을 추적할 수 있음을 검증했다. MARD 약 20%로 FDA 인증 초기 CGM과 유사한 정확도를 달성했다.

1. 이 연구는 왜 필요했을까

비침습 혈당 모니터링 기술 중 중적외선 분광법은 포도당의 고유한 적외선 흡수 특성을 이용하여 높은 특이성을 가진다는 장점이 있다. 다른 분광법 기반 접근과 달리, 중적외선 영역(8~12 마이크로미터)에서 포도당은 매우 뚜렷한 흡수 패턴을 보여 다른 분자와의 구별이 용이하다.

DiaMonTech의 기술은 양자 캐스케이드 레이저(QCL)를 사용하여 피부 내 포도당 분자를 선택적으로 여기시키고, 이로 인한 미세한 열 변화를 광열(photothermal) 감지 기술로 측정한다.

그러나 이 기술의 임상적 유효성을 검증하고, 특히 소량의 캘리브레이션 데이터만으로 얼마나 오래 정확도를 유지할 수 있는지를 확인하는 것이 핵심 과제였다. DiaMonTech는 Samsung Ventures의 투자를 받아 스마트워치 통합을 목표로 하고 있어, 캘리브레이션 효율성은 상업적으로도 중요한 요소였다.

2. 어떻게 연구했을까

연구진은 36명의 참여자를 대상으로 단일 기관 전향적 연구를 수행했다. 참여자당 2회 세션을 진행하여 서로 다른 양의 캘리브레이션 데이터에 따른 정확도를 평가했다. 기기는 손가락을 센서에 올려놓으면 약 10~15초 만에 혈당값을 표시하는 방식으로 작동한다.

4가지 서로 다른 알고리즘을 테스트하여 최적의 데이터 분석 방법을 탐색했다. 정확도 평가에는 MARD와 합의 오차 격자를 사용했으며, 침습적 기준 측정과 비침습 측정을 동시에 수행하여 비교했다.

3. 무엇을 발견했을까

최적 알고리즘 기준으로 두 세션의 MARD는 각각 20.7%와 19.6%였다. 합의 오차 격자에서 99.1%의 비침습 데이터가 A+B 영역에 위치했으며, C 영역은 0.9%에 불과하고 D와 E 영역에는 데이터가 없었다.

이 정확도는 FDA가 당뇨 환자용으로 승인한 초기 CGM 시스템의 성능과 동등하며, 중적외선 분광법으로 혈당을 비침습적으로 신뢰할 수 있게 측정할 수 있음을 입증했다.

특히 3회의 침습적 기준 측정만으로 개인 캘리브레이션 모델을 생성한 점이 주목할 만하다. 이는 사용자가 최소한의 불편으로 캘리브레이션을 완료하고, 이후에는 완전히 비침습적으로 혈당을 모니터링할 수 있는 "소량 캘리브레이션" 접근의 실현 가능성을 보여준다.

4. 우리 서비스에 어떻게 쓸까

제품 기능

소량 캘리브레이션 모델은 온보딩 과정에서 활용할 수 있다. 사용자가 서비스 초기 1~3일 동안 몇 차례 기준 측정을 수행하면, 이후 10일간은 비침습 센서만으로 혈당 트렌드를 추적하는 구조를 설계할 수 있다. 이 기술이 스마트워치 크기로 소형화되면, 웨어러블 기반 대사 건강 모니터링의 핵심 하드웨어가 될 수 있다.

콘텐츠 활용

"혈액 3방울로 10일간 혈당 추적: 중적외선 기술의 가능성"
"Samsung이 투자한 비침습 혈당 기술, DiaMonTech의 도전"

적용 시 주의사항

MARD 약 20%는 웰니스 수준의 트렌드 모니터링에는 사용 가능하나, 인슐린 투약 결정에는 부적합하다. 앱에서는 "초기 연구 결과 비침습 센서로 혈당 변화 패턴을 파악할 수 있는 가능성이 보고되었습니다" 수준의 표현이 적절하다.

5. 한계점

36명이라는 소규모 연구로, 대규모 다기관 검증이 필요하다. 현재 탁상형 기기에서의 결과이며, 스마트워치 크기로 소형화했을 때 동일한 정확도를 달성할 수 있을지는 추가 검증이 필요하다. 캘리브레이션 유지 기간 10일도 실용적 서비스를 위해서는 더 연장되어야 한다.

또한 연구가 단일 기관에서 수행되어 다양한 피부 톤, 체지방률, 환경 조건에서의 성능은 확인되지 않았다. 스마트워치 통합 시 손목 부위의 광학적 특성이 손가락과 다를 수 있어 추가 최적화가 필요할 것이다.

마무리

DiaMonTech의 중적외선 분광법은 3회 혈액 측정이라는 최소한의 캘리브레이션으로 10일간 비침습 혈당 추적이 가능함을 보여주었다. Samsung과의 스마트워치 통합 개발이 진행 중이며, 소형화가 실현되면 "소량 캘리브레이션, 장기 비침습 추적" 패러다임의 핵심 기술이 될 수 있다.