유재석 교수팀, 조영제 입자 개별 분석해 32μm 물체 간격 구분 성공

기존 초음파로 신장을 관찰한 영상(왼쪽)과 해상도를 6배 높인 ‘초해상도 초음파 영상’(오른쪽)./DGIST 제공

국내 연구진이 초음파 영상의 해상도를 기존 대비 6배 높이는 기술을 개발했다. 미세한 혈관을 관찰해야만 가능했던 질병 진단이 가능해질 것으로 기대된다.

유재석 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공 교수 연구팀은 미국 피츠버그대 의과대학과 함께 ‘초해상도 초음파 영상 기술’을 개발했다고 2일 밝혔다.

초음파로 물체를 관찰하기 위해서는 물체가 초음파의 파장보다 2배 이상 커야 한다. 이 크기를 ‘음향 회절 한계’라고 한다. 이제껏 초음파의 해상도를 높이는 연구는 이 한계를 넘어서지 못했다.

연구팀은 이 한계를 넘기 위해 초음파 조영제에 주목했다. 초음파로 인체 내부를 보려면 혈관에 조영제를 투여해야 한다. 조영제 물질을 이루는 입자는 크기가 3마이크로미터(μm·100만분의 1미터) 정도지만 초음파를 쏘면 200μm 크기로 번져보인다. 때문에 현재 초음파로 구분할 수 있는 물체 최소 간격(해상도)도 200μm 수준이다.

연구팀은 조영제 입자들이 초음파를 받아 반사하는 신호를 하나하나 구분하는 ‘국지화 기술’을 구현, 기존보다 해상도를 6배 높여 32μm 간격을 구분해내는 데 성공했다.

이로써 기존에 초음파 관찰이 불가능했던 미세한 혈관 속 혈류 변화도 관찰할 수 있게 됐다. 연구팀은 "실제로 신장의 미세한 혈관을 관찰해야만 진단할 수 있던 ‘급성신장손상’의 진행 경과를 성공적으로 관찰했다"고 설명했다. 급성신장손상 등 다양한 질병을 조기에 진단하고 치료하는 데 활용될 것으로 기대된다.

유 교수는 "기존 초음파로는 진단이 불가능했던 병의 진행을 관찰해 실효성을 입증했다"며 "2차원 단면을 넘어 3차원 영상을 구현할 수 있는 기술을 추가로 연구하고 있다"고 말했다.

김윤수 기자(kysme@chosunbiz.com)

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