여러 간 질환으로의 확장 적용도 기대
별다른 증상 없이 소리 없이 진행되는 지방간을 더 일찍, 더 정확하게 알아보는 길이 열렸다.
포스텍 연구진이 초음파로 간 내부 '핏줄 지도'를 그리는 데 성공했다.
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| ▲ 포스텍 전자전기공학과·IT융합공학과·기계공학과·융합대학원 김철홍 교수(왼쪽 사진), 포스텍 IT융합공학과·융합대학원 안용주 교수. [포스텍 제공] |
포스텍은 전자전기공학과·IT융합공학과·기계공학과·융합대학원 김철홍 교수, IT융합공학과·융합대학원 안용주 교수 연구팀이 초음파를 이용해 간 속 혈관을 3차원으로 시각화하여 내부 혈관이 막히거나 꼬이는 변화까지 실시간으로 확인할 수 있는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다.
연구 성과는 국제학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다.
지방간은 전 세계에서 가장 흔한 만성 간 질환이다. 단순 지방 축적에서 출발해 염증과 간경화, 나아가 간암으로까지 이어질 수 있어 조기 발견과 지속적인 관찰이 매우 중요하다.
현재 임상 현장에서 널리 쓰이는 초음파 검사는 간 조직에 쌓인 지방 정도를 비교적 간편하게 평가할 수 있다는 장점이 있지만 검사자에 따라 결과 편차가 발생하고 자기공명영상(MRI)에 비해 정확도에도 한계가 있다.
연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 지방간 진행 과정에서 나타나는 미세한 혈관 변화에 주목했다. 연구팀은 초음파를 이용해 마치 위성으로 도심의 교통흐름을 살펴보듯 내부 혈관을 실시간으로 확인할 수 있는 기술을 개발했다.
핵심은 초고속 도플러 영상(UFD) 기술이다. 이 기술은 초당 수천 장 이상의 초음파 영상으로 머리카락보다 가느다란 혈관 속 혈류까지 정밀하게 포착한다.
여기에 간 조직 지방 축적과 구조 변화를 측정하는 기존 초음파 기법을 더했다. '감쇠 영상(ATI)'과 '음향 구조 정량(ASQ)' 기법을 더해 혈관·조직 정보를 함께 분석하는 3차원 다중 지표 초음파 영상 시스템을 완성했다.
연구팀은 이 시스템을 활용해 8주 동안 지방간이 진행되는 과정을 추적했다. 그 결과, 간 조직과 미세혈관이 어떻게 변화하는지를 3차원 영상으로 정밀하게 관찰하는 데 성공했다.
특히 지방간이 회복되는 과정에서 혈관과 조직 지표가 정상으로 돌아가는 양상까지 확인해 치료 반응 평가와 예후 판단에 활용할 수 있음을 증명했다.
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| ▲ 지방증 등급에 따른 초고속 초음파 미세혈류 영상. [포스텍 제공] |
분석 결과, 혈관 지표는 간 지방증의 정도와 높은 상관관계를 보였다. 연구팀은 여러 초음파 지표를 머신러닝 기법으로 통합해 종합 초음파 점수를 산출했고 이를 통해 지방간 등급을 평균 92%의 정확도로 구분했다.
김철홍 교수는 "초고속 초음파 혈류 영상은 기존의 조직 중심 진단을 넘어 미세혈관 변화를 진단에 직접 반영할 수 있다는 점에서 임상적 가치가 크다"라고 밝혔다.
안용주 교수는 "미세혈관 수준에서 발생하는 변화를 조기에 감지하고 활용함으로써 정밀 의료의 새로운 가능성을 열었으며 여러 간 질환으로의 확장 적용도 기대된다"고 말했다.
KPI뉴스 / 장영태 기자 3678jyt@kpinews.kr
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