포스텍 연구팀, 고통없이 몸속 들여다 보는 영상법 개발

기사내용 요약
김철홍 교수팀, 광음향 영상법 개발

사진은 포스텍 창의IT융합공학과 김철홍 교수

[포항=뉴시스] 강진구 기자 = 포스텍(총장 김무환)은 IT융합공학과·전자전기공학과·기계공학과 김철홍 교수·박별리 박사 연구팀이 중국 톈진대학교 유미아오 장(Yumiao Zhang) 교수·박사과정 위안멍 딩(Yuanmeng Ding) 씨 연구팀과의 공동 연구를 통해 생체의 심부 조직을 고통없이 들여다 볼 수 있는 광음향 영상법을 개발했다고 8일 밝혔다.

이 연구성과는 계면활성제를 제거한 반도체 고분자 미셀(micelle) 입자 기반의 조영제와 1064나노미터(㎚) 레이저를 이용해 쥐의 생체 내 최대 5.8㎝ 깊이에서 위장과 방광을 성공적으로 관찰한 결과다.

이는 전세계 광음향 전임상 연구 중에서 가장 깊은 영상 침투 깊이라는 점에서 의의가 있다.

광음향 영상은 빛을 흡수한 조직이 순간적으로 열팽창하면서 발생하는 음파(광음향) 신호를 초음파 센서로 감지해 영상화하는 원리를 이용한다.

광학을 이용하는 영상 기술로는 1㎜ 미만의 얕은 깊이만을 볼 수 있지만 광음향 영상으로는 인체 조직 내 수㎝까지 볼 수 있다.

심부 조직에 위치한 장기를 더 자세히 볼 수 있게 하는 광음향 조영제에 대한 연구도 활발히 진행되고 있지만, 현재까지 활용된 650~900㎚의 단파장 빛은 생체 깊은 곳까지 전달하기 어렵다는 한계가 있어 왔다.

김철홍 교수 연구팀은 1064㎚의 장파장 빛을 강하게 흡수하는 반도체 고분자 미셀 입자에서 계면활성제를 제거한 후 광음향 조영제로 사용했다.

반도체 고분자가 생체적으로 안전함을 검증했으며 쥐의 위장관, 방광에 조영제를 주입해 최대 5.8㎝ 깊이에서 광음향 영상을 확인했다.

[포항=뉴시스] 강진구 기자 = 포스텍(총장 김무환)은 IT융합공학과·전자전기공학과·기계공학과 김철홍 교수·박별리 박사 연구팀이 중국 톈진대학교 유미아오 장(Yumiao Zhang) 교수·박사과정 위안멍 딩(Yuanmeng Ding) 씨 연구팀과의 공동 연구를 통해 생체의 심부 조직을 고통없이 볼 수 있는 광음향 영상법을 개발했다고 8일 밝혔다.사진은 연구 관련 그림.(사진=포스텍 제공) 2021.12.08.photo@newsis.com *재판매 및 DB 금지

김철홍 교수팀의 광음향 영상법은 방사선을 이용하는 컴퓨터단층촬영(CT) 등과 다르게 피폭 위험 없이 심부 조직에서 생긴 질병의 진단을 도울 수 있다.

더욱이 1064㎚ 파장의 레이저는 비교적 가격이 저렴하고 일반 상용 초음파 장비와 함께 사용할 수 있는 장점이 있다.

이 연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘스몰(Small)’ 최근 호에 게재됐다.

이 연구는 한국연구재단의 대학중점연구소지원사업, 중견연구자지원사업, BK21 FOUR 지원사업의 지원을 받아 진행됐다.

포스텍 김철홍 교수는 “이번 연구는 최대 5.8㎝ 가장 깊은 깊이의 생체 내 광음향 영상을 확인하는 데 성공했다는 점에서 기술적 가치가 크다”며 “이 같은 전임상 연구는 사람을 대상으로 하는 임상 연구를 위한 필수 관문으로 향후 광음향 영상의 임상 적용을 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

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