포스텍 창의IT융합공학과 김철홍 교수. 사진=포스텍 제공
[포항=일요신문] 임병섭 기자 = 녹내장이나 백내장과 같은 안과수술, 미세혈관수술, 신경수술과 같은 미세수술에 활용되는 수술용현미경은 이비인후과 수술에 사용된 이래 많은 수술에 활용돼 왔다.
하지만 이 현미경은 환부의 표면을 확대한 영상만 볼 수 있다는 한계가 있었다.
포스텍(POSTECH·포항공과대학교)은 창의IT융합공학과 김철홍 교수 연구팀이 이런 영상을 확대영상뿐만 아니라 암이나 혈관의 위치 같은 생체정보를 실시간으로 볼 수 있는 새로운 시스템을 개발했다고 17일 밝혔다.
연구팀은 광음향1과 광간섭 영상기술을 수술용 현미경과 결합하고 증강현실을 적용해 더 정밀한 수술을 할 수 있게 돕는 수술용 광음향·광간섭 영상시스템을 개발, 네이처(Nature)의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Report)’를 통해 발표했다.
이 기술을 이용하면 수술을 하는 의사에게 환부의 확대영상을 보여 줄 수 있을 뿐 아니라 표면 아래에 있는 암이나 혈관의 위치, 조직 구조 같은 생체정보를 실시간으로 제공할 수 있다.
또 광음향과 광간섭을 통해 촬영한 영상을 현미경 렌즈에 바로 제공해 의사가 굳이 모니터로 시선을 옮기지 않고도 두 가지 영상을 한꺼번에 볼 수 있어 더욱 정확한 수술이 가능하다.
연구팀은 이 시스템을 이용해 살아있는 쥐의 다리에 있는 피부암 절제술과 암 주위에 바늘을 삽입, 약물을 전달하는 실험을 진행해 향후 실용성을 검증했다.
연구를 주도한 김철홍 교수는 “이번 기술은 실제 수술에서 바로 적용할 수 있어 앞으로 안과수술이나 미세혈관 수술과 같은 미세수술에 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다.
이와 함께 범용적으로 널리 쓰이는 갈바노미터(galvanometer)를 비전도성 액체 속에서 작동시키는 간단한 방법으로 기존의 느린 영상 속도를 빠르게 개선한 광음향 현미경도 사이언티픽 리포트를 통해 발표했다.
연구팀은 흔히 쓰이는 일종의 모터인 갈바노미터를 액체 속에서 작동시키는데 성공, 이를 통해 높은 감도를 유지하면서 영상 속도를 향상시켰다.
기존의 광음향 현미경이 널리 상용화 되지 못한 이유 중 하나가 느린 영상 속도였는데 이 문제를 해결함으로서 향후 보급에 유리해졌다는 것이 연구팀의 설명이다.
포스텍 관계자는 “이 기술을 이용한 광음향 현미경(OOR-PAM)은 초음파영상과 광학영상의 장점을 모두 가지는 미세영상 촬영 기술로 생체내부의 미세혈관에서부터 적혈구까지 넓은 범위에서의 해부학적, 기능적, 분자정보를 제공해준다”고 말했다.
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