최첨단 '융합형 뇌영상장비' 봇물

PET-CTㆍPET-MRI 등 장점 결합 장비 속속 등장고해상도ㆍ고속촬영 기능으로 암 조기진단 등 가능

■ 바이오 & 사이언스

미지의 영역으로 불리는 뇌 분야에 대한 연구가 활발해지고 있는 가운데 뇌의 구조 및 기능을 분석할 수 있는 뇌영상장비들이 갈수록 성능이 향상되면서 첨단 영상장비간 융합화를 통한 최첨단 융합형 뇌영상장비로 속속 등장하고 있다.

뇌영상장비는 지난 1895년 뢴트겐에 의해 발견된 X선 영상을 활용한 촬영장비가 개발된 이후 컴퓨터 기술의 발전에 힘입어 컴퓨터단층촬영(CT), 양전자단층촬영(PET), 단일광자방출단층촬영(SPECT) 등과 같은 첨단영상장비가 연이어 개발돼 왔다. 이어 핵자기공명영상(MRI), 기능성자기공명영상(fMRI) 등 핵자기 공명을 이용한 진단방식의 뇌영상장비가 개발되면서 뇌연구와 더불어 발전해 오고 있다.

특히 최근 들어 뇌영상장비들은 갈수록 성능이 향상되고 첨단 영상장비간 융합화가 이뤄지면서 고품질의 영상정보를 제공하는 등 각 장비의 상호 단점을 보완하는 `융합형 영상장비'가 속속 개발되고 있는 추세다.

가장 대표적인 첨단ㆍ융합 영상 장비로는 PET-CT와 PET-MRI, SPECT-CT, 마이크로-PET & 마이크로-CT 등을 꼽을 수 있다. 우선 PET-CT는 지난 1990년대 초 미국 토엔센드(Toensend)그룹이 CT의 해부학적 면과 PET의 기능적인 면을 통합, 연계해 개발된 영상장비다. 이처럼 PET-CT는 PET의 낮은 해상도를 보완하기 위해 CT영상을 활용했으며 PET의 단점인 촬영소요 기간을 단축할 수 있는 장점을 갖고 있다.

이러한 특성 때문에 주로 암 진단에 활용되고 있으며 PET로 암을 진단한 후 CT를 통해 전이방향을 촬영하게 된다.

또한 PET-MRI는 지난 1990년 해머(Hammer)그룹이 개발한 것으로, 초기에는 자기장에 민감한 특성으로 복잡한 동물용 영상을 획득하는데 사용돼 왔다. 그러나 지속적인 연구개발을 통해 2006년 인체 뇌영상을 획득할 수 있는 PET-MRI가 첫 선을 보였다. 최신 PET-MRI는 0.1mm 단위의 고해상도 인체영상촬영이 가능하며 PET를 통해 인체 내 동적인 변화도 촬영할 수 있다. 6겹으로 이뤄진 뇌의 피질을 층마다 분리해 보다 정밀한 영상을 얻을 수 있는 한편 뇌의 미세혈관도 분자수준으로 관찰이 가능한 특징을 갖고 있다. 국내에서는 지난해 가천의대 뇌과학연구소 조장희 박사가 MRI와 PET의 장점을 결합한 HRRT PET-7.0T MRI를 개발하는데 성공하기도 했다. 이와 함께 SPET-CT는 미국 하세가와 그룹이 개발한 동시방출 및 단층영상이 가능한 검출기로 SPECT의 낮은 해상력 및 산란현상을 보완하고 CT의 고속촬영 기능과 SPECT의 기능적 영상획득 기능을 강화한 융합 영상시스템이다.

아울러 마이크로-PET & 마이크로-CT는 기존 PET와 CT 시스템 방식의 쥐와 같은 소형 동물의 뇌영상 및 전신을 촬영하기 위한 마이크로 시스템으로 생체의 분자 화학적인 변화를 정밀하게 촬영, 가능케 했다.

한편 기초과학지원연구원이 펴낸 `뇌연구와 영상장비' 보고서는 뇌연구가 뇌영상장비의 개발과 함께 발전하는 등 뇌영상장비의 개발이 곧 뇌연구의 진보화라 할 수 있어 뇌영상장비의 구축 및 개발에 꾸준한 투자가 필요하다고 지적했다. 또 기능의 고도화 및 첨단화가 이뤄지고 있는 추세 속에서 차세대 뇌영상장비 분야의 우위를 선점하기 위해선 학제ㆍ분야ㆍ기술간 연구개발을 활성화시키고 기술개발 및 검증을 위한 효율적인 협력체제 구축이 필요하다고 강조하고 있다.

대전=이준기기자 bongchu@< Copyrights ⓒ 디지털타임스 & dt.co.kr, 무단 전재 및 재배포 금지 >