포스텍, 혈관 등 미세수술에 적용 가능한 영상시스템 기술 개발

포스텍 연구팀이 암이나 혈관 위치 등의 미세한 생체정보를 실시간으로 볼 수 있는 시스템을 개발하는데 성공했다.

창의IT융합공학과 김철홍 교수 연구팀은 광음향과 광간섭 영상기술을 수술용 현미경과 결합하고 증강현실을 적용해 보다 정밀한 수술을 할 수 있게 돕는 영상시스템을 개발하는데 성공했다. 이 내용은 세계적인 과학 주간지 네이처(Nature)의 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Report)를 통해 발표됐다.

▶ 포스텍 김철홍 교수(왼쪽) 연구팀이 광음향, 광간섭 영상기술을 수술용 현미경에 결합하고 증강현실을 적용해 보다 정밀한 수술을 할 수 있게 돕는 영상시스템을 개발했다. 이번에 개발에 성공한 수술용 현미경의 모습(오른쪽).

김 교수 연구팀이 개발에 성공한 기술을 이용하면 수술을 집도하는 의사가 환부의 확대영상 뿐만 아니라, 표현 아래에 있는 암이나 혈관의 위치, 조직 구조와 같은 생체정보까지 실시간으로 확인할 수 있게 된다. 또한, 광음향과 광간섭을 통해 촬영한 영상을 현미경 렌즈에 바로 제공해, 수술 중인 의사가 모니터로 시선을 옮기지 않고도 두 가지 영상을 한꺼번에 볼 수 있어 더욱 정확한 수술이 가능할 것으로 기대된다.

연구팀은 이 시스템을 이용해 살아있는 쥐의 다리에 있는 피부암을 절제하고 암 주위에 바늘을 삽임해 약물을 전달하는 실험을 진행해 향후 실용성을 검증하기도 했다. 연구를 주도한 김철홍 교수는 "이 기술은 실제 수술에 바로 적용할 수 있어 향후 안과, 미세혈관를 다루는 미세수술에 활용할 수 있을 것"이라고 설명했다.

김 교수 연구팀은 이와 함께 범용적으로 널리 쓰이는 갈바노미터(galvanometer)를 비전도성 액체 속에서 작동시키는 간단한 방법으로 기존의 느린 영상 속도를 빠르게 개선한 광음향 현미경도 사이언티픽 리포트(Scientific Report) 지를 통해 함께 발표했다.

갈바노미터는 흔히 쓰이는 일종의 모터인데, 연구팀은 이를 액체 속에서 작동 시키는데 성공하였고 이를 통해 높은 감도를 유지하면서 영상 속도를 향상시켰다. 기존의 광음향 현미경은 느린 영상속도로 인해 널리 상용화되지 못 했는데 이 문제를 해결함으로써 향후 대중화될 수 있을 것이라고 연구팀은 덧붙였다.

이 기술을 이용한 광음향 현미경(OR-PAM; Optical-resolution photoacoustic microscopy)은 초음파영상과 광학영상의 장점을 모두 가진 미세영상 촬영기술로, 생체내부의 미세혈관부터 적혈구까지 넓은 범위에서의 △해부학적 △기능적 △분자 정보를 제공한다.

최혜영 커뮤니케이터