나눠 촬영 붙여봤던 신체 부위, 한번에 찍어 본다

[포항=뉴시스]송종욱 기자 = 포스텍은 전자전기공학과·IT융합학과·기계공학과·융합대학원 김철홍 교수·글로벌 헬스케어 의공학 연구소 박신영 박사·기계공학과 통합과정 성민식씨·IT융합공학과 박사과정 김현희씨 연구팀이 지멘스 헬시니어스 초음파 프로브 연구팀과 손·발처럼 넓은 부위를 한 번에 찍는 3차원 광음향·초음파 통합 영상 시스템을 개발했다고 20일 밝혔다.

'광음향·초음파' 융합 영상은 몸속 구조와 혈관 상태를 동시에 볼 수 있는 진단 기술로, 혈관에서 나오는 미세한 소리를 잡는 '광음향' 기술과 소리로 신호로 몸속 구조를 그려내는 '초음파' 기술을 합한 것.

문제는 촬영 부위가 넓어지고 장비는 기하급수적으로 비싸지고 복잡하다. 여러 번 나눠 찍은 다음 이어 붙여야 하고 영상 왜곡이 많았다.

연구팀은 마치 콘서트장에 관객이 구역별 순서대로 파도타기를 하듯 소자를 일부 구간씩 순서대로 빠르게 켰다가 끄는 '디지털 멀티플렉싱' 기술을 개발했다.

768개나 되는 소자가 달린 센서를 쓰면서도 파도타기 순서와 타이밍을 정밀하게 제어하는 반도체 칩 'FPGA'으로 영상 선명·해상도를 유지하며 한 번에 못 찍던 부위를, 이어 붙이지 않고 한 번의 스캔으로 찍을 수 있게 된 것.

이 기술로 연구팀은 손바닥·손등·팔뚝·발 등을 단 한 번의 스캔으로 촬영했고, 미세한 혈관들이 3차원 입체 지도처럼 선명하게 드러났다. 특히 혈액 순환 상태를 세밀하게 살펴야 하는 당뇨 환자나, 화상이나 상처 부위 혈류 회복 상태를 추적해야 하는 환자에게 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

김 교수는 “대면적 광음향·초음파 융합 영상 대중화를 가로막았던 하드웨어 확장성과 복잡한 장벽을 디지털 제어 기술로 넘어섰다"고 밝혔다.

이번 연구 결과는 광학 분야 국제 학술지 '레이저 앤 포토닉스 리뷰'에 최근 실렸으며, 한국연구재단·교육부 대학중점연구소·과학기술정보통신부 중견 연구·딥사이언스 창업 활성화·바이오 의료 기술 개발·국가연구소·보건복지부 보건 의료 기술 연구 개발·4단계 두뇌 한국 21 지원 사업으로 이뤄졌다.


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