고령인구의 증가와 이로 인한 뇌졸중 환자의 급격한 증가가 사회경제적 문제로 대두되고 있는 가운데, 인체에 무해한 자기 신호로 뇌 속에서 전기 자극을 일으켜 뇌졸중을 치료하는 핵심기술이 국내 연구진과 관련 기업의 공동연구를 통해 개발됐다.

한국전기연구원(KERI·원장 김호용) 최영욱 박사팀은 지난 3년간 보건복지부의 미래융합 의료기기 사업에 참여하여 최근 세계 최초로 7테슬라급의 자기장을 발생시키는 의료용 경두개자기자극(TMS: Transcranial Magnetic Stimulation) 전원시스템을 개발했다고 밝혔다.

자기자극은 신체 가까이에 전자기 코일을 놓고 강력한 전류파를 흘려서 생긴 자기장을 신체에 통과시켜 신체 내부의 근육 및 신경세포를 활성화시키도록 하는 새로운 자극법이다. 약물치료에 비해 부작용이 거의 없고 머리에 외과적인 처리없이 강한 자기력을 이용하여 치료효과를 얻을 수 있어 새로운 비침습적 치료법으로 주목을 받고 있다. 1985년 영국의 안토니 베이커가 자기장을 이용해 머리에 전류를 흘릴 수 있는 TMS를 처음 개발한 바 있으며, 현재 국내외에서 뇌졸중, 우울증, 파킨슨병, 간질, 통증 등 다양한 임상적 질환에 적용하기 위한 노력이 시도되고 있다. 관련 기술은 한국전기연구원(KERI)이 지난 4월 발표한 ‘미래 유망 8대 암치료 전기기술’의 핵심 기반기술 중 하나로 선정되기도 했다.

TMS는 현재까지 최고 3테슬라급의 시스템이 개발된 바 있다. 그러나 기존의 3테슬라급의 장비가 일부 환자들에게는 효과적인 신경자극을 유발하지 못하는 경우가 발생하여 보다 강한 자기장의 치료기기 개발이 필요해졌고, 이에 의료기기 제조 전문업체 씨알테크놀러지(www.c-r.co.kr)와 전기전문 정부출연연구기관인 한국전기연구원(www.keri.re.kr)이 주관연구기관으로서 공동연구를 통 해 7테슬라급의 시스템을 세계최초로 개발하는데 성공한 것이다. 7테슬라는 지구 자기장의 약 14만배의 자기장 크기에 해당한다. 해당 기술은 한국의료기기기술원의 성능인증을 받고 현재 전임상시험을 서울대학교 분당병원 재활의학과와 동국대학교 병원 재활의학과에서 진행하고 있다.

이번 개발기술에는 7테슬라의 자기장을 발생시키기 위해 펄스형태의 10kA의 대전류를 100-150㎲(마이크로세컨드) ㎲(마이크로세컨드): 1백만분의 1초 동안 반복적으로 안정하게 흐르게 하는 기술, 그리고 발생전류가 자기장 발생코일에 임피던스 정합이 잘 되도록 코일을 효율적으로 설계하는 기술 등 2가지 핵심기술이 필요하다. 또한 코일에서 회수되는 에너지를 다시 저장하는 회로를 구성하여 전원시스템의 효율을 높이는 기술도 중요하다.

관련 기술은 현재 세계적으로 미국의 뉴로네틱(Neuronetics)사 등 4곳의 기업이 기술선점을 위해 치열하게 경쟁하고 있다. 세계 시장규모는 2006년 704만불 규모에서 연평균 3.5%의 성장을 나타내고 있다.

최영욱 박사는 “이번의 개발은 국내 의료기기업체가 세계시장에서 기술적 우위를 차지한다는데 의미가 있으며, 차후 국내기술의 세계시장 점유율을 높이는 계기가 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.

KERI와 씨알테크놀러지는 2년 가량의 임상실험을 진행한 후 개발된 시스템을 국내·외 의료기기업체에 공급하며 시장을 선점한다는 계획이다.

한편, 질병관리본부가 밝힌 바에 따르면 뇌졸중은 우리나라에서 사망 원인들 중 암에 이어 2번째를 차지하고 있고 단일 질환으로서는 1위를 차지하는 무서운 질병이다. 우리나라의 노인인구는 최근 급격히 증가하고 있는 반면 출산률은 매우 저조하여 이미 고령화 사회로 접어들었고, 세계에서 가장 빠르게 초고령화 사회가 될 것이라는 통계보고도 있다. 따라서 노년인구에서 주로 발생하는 뇌졸중 환자의 수가 계속 늘어날 가능성이 매우 높아 이에 대한 국가사회적 대비가 요구된다는 전문가들의 지적이다.