한번의 초음파검사로 몸속 질환 다양하게 들여다볼 수 있는 기술, 세계최초로 개발

포스텍·경북대 공동연구팀, 4중 융합영상시스템 구현

포스텍 김철홍 교수

포스텍 박별리 박사

포스텍 박정우씨

단 한번의 초음파검사로 안질환과 종양은 물론이고 몸 속 질환을 다양하게 들여다볼 수 있는 기술이 세계최초로 개발됐다.

포스텍(포항공대·총장 김무환) 전기전자공학과‧IT융합공학과‧기계공학과 김철홍 교수·박별리 박사·시스템생명공학부 통합과정 박정우씨 연구팀과 IT융합공학과 김형함 교수, 신소재공학과 정운룡 교수는 경북대 의과대학 김홍균 교수와 공동연구를 통해 초음파 영상과 광음향, 광간섭, 형광 영상 시스템이 결합된 4중 융합 영상 시스템을 구현했다. 연구결과는 세계적 권위지 '미국립과학원회보(PNAS)' 8일 자에 게재됐다.

연구팀은 초음파 영상 기기와 레이저를 사용하는 광학 영상 기기를 결합해 다양한 영상과 정보를 얻는 '멀티모달 영상 기기'에 주목했다. 특히 이미지를 얻는 장치인 초음파 트랜스듀서로 검사 할 때 이 장치가 레이저를 통과시킬 수 없어 광학 영상 기기와 결합이 어려웠다.

이에 연구팀은 레이저가 통과할 수 있는 투명한 초음파 트랜스듀서를 개발했다. 이 트랜스듀서는 하나의 영상 시스템에서 초음파, 광음향, 광간섭, 형광의 4중 융합 영상을 얻을 수 있다.

실제로 투명 초음파 트랜스듀서가 결합된 4중 융합 영상 시스템을 안과용 영상 진단기기에 접목해 생쥐를 관찰한 결과 쥐 눈의 생체 내 화학적 화상 및 봉합사로 인한 각막 신생 혈관, 구조적 변화, 백내장, 염증 등 여러 가지 역학적 변화를 확인할 수 있었다.

또 종양 영상진단기기로 흑색종에 걸린 쥐를 촬영했을때는 조영제 없이 흑생종을 확인 가능했고 주변 혈관의 산소포화도나 조직 등도 찾아낼 수 있었다.

연구팀은 "해당 시스템은 안과 질환이나 종양 영상 진단, 헬스케어, 모바일, 자동차, 로봇, 비파괴검사 등 초음파와 광학 센서가 쓰이는 다양한 산업 분야에서 광범위하게 적용될 기술로 기대된다"고 밝혔다.

〈용어설명〉

초음파 트랜스듀서=전기적 신호를 초음파 신호로 변환하거나, 반대로 초음파 신호를 전기적 신호로 변환할 수 있는 장치.