유재석 DGIST 로봇공학전공 교수.[DGIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공 유재석 교수팀이 미국 피츠버그 의과대학과의 공동연구를 통해 초해상도 초음파 영상 기술을 개발했다고 2일 밝혔다. 이 기술은 기존 초음파 영상 기기가 갖던 한계들을 뛰어넘는 기술로 기존 촬영이 불가능했던 병의 진행과정 모니터링이 가능, 향후 다양한 질병 진단에 활용이 기대된다. 의료 분야에 응용해 병을 진단하는데 있어 많은 활용이 기대된다.

기존 초음파 영상 기기의 해상도는 물체를 시각화하는데 필요한 ‘음향회절한계’를 벗어날 수 없었다. 기존 해상도 향상 연구의 대부분 또한 음향회절한계 범위를 벗어나지 않는 수준에서 이뤄져왔다. 또한 데이터 취합에만 몇 분씩 소요돼, 응급상황의 경우에는 사용하는데 어려움이 많았다.

유 교수팀은 음향회절한계를 극복하고자 초음파 조영제의 개별 신호를 구분해 위치를 찾아내는 ‘국지화 기술’을 이용해 기존보다 4~5배 이상 향상된 해상도 구현에 성공했다. 이번 기술을 활용할 경우 최대 32마이크로미터의 미세혈관의 관찰이 가능해, 기존 기술로 탐지가 가능한 미세혈관 크기인 150~200마이크로미터를 5~6배 정도 뛰어넘었다.

여기에 환자를 촬영한 데이터를 수집해 처리하는 속도 또한 수 분에서 1초 이내로 줄였다. 연구팀은 천문학에서 주로 사용되던 신호처리 기법인 디컨볼루션을 적용해 데이터 수집시간을 기존보다 150배 가까이 줄일 수 있었다.

왼쪽 기존 초음파 영상기법. 중간 조영제 투여한 초음파 영상기법. 오른쪽 초해상도 초음파 영상기법.[DGIST 제공]

연구팀은 이 기술을 활용해 기존 초음파 영상으로는 관찰이 불가능했던 급성신장손상이 만성신장질환으로 진행되는 경과를 관찰하는데 성공했다. 이는 기존 해상도의 한계로 진단이 불가능했던 질병들을 진단하고 치료하는데 활용될 수 있는 가능성을 보여줘, 향후 활용 가능성이 기대된다.

유재석 교수는 “이번에 개발한 기술은 기존의 초음파 영상기기로는 진단이 불가능했던 병의 진행을 관찰해 그 실효성이 입증됐다”며 “현재 초해상도 영상을 3차원으로 구현할 수 있는 기술을 연구 중으로, 향후 실제 임상에서 사용가능한 기술로 발전시킬 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 신장학 분야 국제학술지 ‘Kidney International’에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com