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포항공과대학교 기계공학과

학과소식

 

포스텍 김철홍 교수팀, 광음향·초음파 합친 족부 영상 기술 개발

작성자 김태영 날짜 2022-03-25 09:39:34 조회수 167

[광음향·초음파 결합한 족부 영상기술 개발]

 

포스텍(총장 김무환)은 IT융합·전자전기·기계공학과 김철홍 교수와 IT융합공학과 최원석 연구조교수 연구팀이 광음향·초음파 영상을 결합한 족부 영상기술을 개발했다고 23일 밝혔다.

  기존에는 말초혈관질환이 있는지 확인하기 위해 손목과 발목, 또는 발가락의 혈압을 재고 비율을 계산하는 발목상완지수(Ankle-brachial Index) 측정 방식이 사용됐다.

영상 검사로는 혈류를 측정하는 도플러 초음파검사(Doppler Ultrasonography)와 CT(컴퓨터 단층촬영), MRI(자기공명영상)를 이용한 혈관 조영술 검사가 쓰였다.

  이런 방식은 큰 동맥의 이상을 확인할 수는 있으나 매우 얇고 그 수가 많은 말초혈관을 선명하게 확인하기 어렵거나, 조영제를 주사해야 해 통증이나 부작용이 따른다는 한계가 있었다.

연구팀은 이번에 광음향 영상과 초음파 영상을 결합함으로써 조영제 없이도 1㎜ 두께보다 얇은 혈관까지 입체적으로 볼 수 있게 했다.

빛이 열로 바뀌는 과정에서 물질이 팽창하며 소리를 내는 현상을 광음향 현상이라고 하는데, 이 현상을 이용하면 조영제 없이도 혈액 자체의 빛 흡수도를 이용해 몸속 혈관을 촬영할 수 있다. 여기에 초음파 영상을 결합해 혈관의 구조 영상을 피부와 뼈 구조 영상과 동시에 보여준다.

  구조 영상뿐만 아니라 파장 변환이 가능한 레이저를 사용해 총 헤모글로빈 농도나 혈중 산소포화도 등 조직으로의 혈액 공급 상태에 대한 기능적 진단 수치도 제공할 수 있어 말초혈관질환의 진단과 치료를 돕는 정보도 제공할 수 있다.
 

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영상 결과의 신뢰성과 재현성을 향상하기 위해 영상 프로브가 족부의 다양한 굴곡을 감지해 그 윤곽을 따라 움직이는 기술도 개발했다. 

연구팀은 진단 기술로서의 가능성을 선보이기 위해 일반인의 족부를 대상으로 실험을 진행했다. 족부 전체의 광음향·초음파 영상을 획득해 족부의 혈관, 피부, 뼈 구조를 동시에 정교히 보여줄 수 있음을 확인했고, 혈압계 커프를 이용해 다리를 일시적으로 압박했을 때 혈류 변화도 영상으로 관찰할 수 있었다.

이 연구 결과를 바탕으로 향후 말초혈관질환을 진단하는 새로운 영상 기술로서의 가능성도 확인했다.

이 연구결과는 국제 학술지 ‘래디올로지(Radiology)’ 최근 호에 발표됐다.      

이 연구성과는 과학기술정보통신부, 교육부와 한국연구재단의 지원을 받아 진행됐다.

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