미세혈관까지 선명히…국내 연구진, 초해상도 초음파 기술 개발

[경향신문]

일반적인 초음파 영상(왼쪽)이나 기존 연구단에서 개발 중인 초해상도 초음파 영상(가운데)에 비해 대구경북과학기술원(DGIST)과 미국 피츠버그대 연구진이 공동 개발한 영상(오른쪽)의 해상도가 더 높아 미세혈관이 선명히 보인다. DGIST 제공

국내 연구진이 초음파 영상의 해상도를 크게 끌어올릴 수 있는 기술을 개발했다.

대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학 전공 유재석 교수팀은 미국 피츠버그대 의대와 공동연구를 통해 ‘초해상도(Super-resolution) 초음파 영상 기술’을 개발했다고 2일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘키드니 인터내셔널’ 최근호에 발표됐다.

연구팀에 따르면 기존 초음파 영상기기의 해상도는 ‘음향회절한계’를 벗어날 수 없었다. 회절한계란 망원경이나 현미경으로 따지면 확대할 수 있는 배율의 최대치와 유사한 개념이다.

연구진은 이런 음향회절한계를 극복하기 위해 초음파 검사 때 주사하는 조영제가 지닌 개별적인 신호를 분석해 위치를 찾아내는 ‘국지화 기술’을 사용했고, 해상도를 기존보다 5~6배까지 끌어올렸다. 기존 기술로는 150~200㎛ 크기의 미세혈관을 관찰하는 것이 한계였지만, 새 기술로는 32㎛ 미세혈관까지 볼 수 있다고 연구진은 밝혔다.

연구진은 이번 기술이 다른 연구팀에서 구상하고 있는 초해상도 기술보다 환자의 몸 속을 촬영한 데이터를 수집해 처리하는 속도가 훨씬 빠르다고 밝혔다. 기존 연구단의 기술이 수 분 정도 걸리는 데 비해 1초 이내로 당길 수 있다는 것이다. 천문학에서 주로 쓰는 신호처리기법인 ‘디컨볼루션(Deconvolution)’을 사용해 자료 수집 속도가 전보다 150배 빨라졌다. 응급 환자에 더욱 신속히 대응할 수 있을 것으로 연구진은 기대했다. 연구진은 또 급성신장손상이 만성신장질환으로 진행되는 경과도 새 기술로 관찰할 수 있었다고 밝혔다. 기존 초음파 영상 기술로는 불가능한 일이었다.

유재석 교수는 “이번에 개발한 초해상도 영상을 3차원으로 구현할 수 있도록 준비 중”이라며 “실제 임상에서 사용할 수 있도록 노력할 것”이라고 말했다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com

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