포스텍 연구팀이 광음향·초음파 영상시스템 개발, 고강도 집속초음파(이하 HIFU) 치료 중 실시간으로 종양이나 병변 부위 온도가 상승하는 것을 확인했다.

이는 종양 등 병변의 위치와 상태를 알 수 있어 더욱 정교한 HIFU 치료가 기대된다. 

포스텍 창의IT융합공학과 김철홍 교수, 김지수 박사, 통합과정 최원석씨 연구팀에 따르면 이 시스템은 체외에서 병변 부위까지 높은 강도의 초음파를 전달하는 과정 중에도 초음파 이미징, 광음향 이미징, 광음향 온도 측정이 가능하다.

이 연구성과는 미국전기전자학회(IEEE) '트랜잭션즈 온 바이오메디컬 엔지니어링(Transactions on Biomedical Engineering)'에 게재됐다.

HIFU 치료는 고강도의 초음파 에너지를 한 곳에 모을 때 초점에서 발생하는 65~100℃의 고열을 이용해 병든 조직을 태워 없애는 방법이다.

이 때문에 칼이나 바늘을 사용하지 않고 전신 마취가 필요 없이 몸 속에 있는 병변을 치료할 수 있다.

특히 주변 정상 조직을 훼손하지 않는다는 장점이 있다.

HIFU는 전달되는 부위에 따라 다른 온도값을 갖는다.

정상 부위와 병변의 온도를 측정하는 것은 병변 위치와 상태를 정확하게 파악할 수 있어 시술 안전성을 높이고 적절하게 치료를 계획하는 데 필수적이다.

이를 위해 MRI나 초음파 등의 의료영상 기술이 뒷받침 돼야 했다.

과거에도 HIFU 치료과정을 관찰하기 위한 광음향 온도 측정 연구가 있었다.

하지만 HIFU가 켜져 있는 동안 임상에서 사용할 수 없는 등 많은 한계가 있었다.

연구팀이 종양이 있는 실험용 쥐를 이용해 광음향 신호 세기와 온도를 측정한 결과 HIFU로 인한 치료 부위의 온도가 증가하는 것을 실시간 광음향 영상으로 확인했다.

또 광음향 영상을 통해 기존 초음파에서 구별하기 어려웠던 병변 부위를 광흡수 정도에 따라 구별할 수 있었다.

김철홍 교수는 "이번 광음향·초음파 영상시스템 개발로 HIFU 치료의 효과적인 계획을 세울 수 있게 됐다"며 "기존 초음파 영상 기반 HIFU 치료 시스템에 레이저를 결합해 빠르게 임상에 적용할 수 있다"고 밝혔다.

한편 이 연구는 ICT명품인재양성사업, 한국연구재단 파이오니어사업, 보건복지부 보건의료기술연구개발사업 지원으로 수행됐다.

포항=성민규 기자 smg511@hanmail.net