DGIST, 공기방울 활용 의료 광학현미경 최초 개발

장진호·황재윤 교수팀
생체조직 6배 이상 깊이 관찰

황재윤(오른쪽부터), 장진호, 김혜민 전기전자컴퓨터공학과 교수. DGIST 제공

장진호·황재윤 DGIST 전기전자컴퓨터공학과 교수 공동연구팀은 초음파에 의한 공기 방울을 활용해 생체 조직을 더 깊게 관찰할 수 있는 광학 현미경 기술을 세계 최초로 개발했다고 19일 발표했다.

광 영상 및 치료 기술은 생명과학 연구와 임상에서 널리 쓰이고 있다. 하지만 생체 조직 내에서 발생하는 광 산란 때문에 내리쬔 광이 투과할 수 있는 깊이가 낮아 조직 깊은 곳의 영상을 확보하거나 치료하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 초음파를 이용해 생체 조직 내부에 밀도 90% 이상의 공기 방울 층을 원하는 영역에 생성하고 유지해 영상을 획득하는 기술을 개발했다. 또 이 기술을 공초점 형광 현미경에 적용해 기존보다 6배 이상의 영상 깊이를 확보할 수 있는 초음파 조직 투명화 기술을 적용한 현미경(US-OCM)을 세계 최초로 개발했다.

초음파 조직 투명화 현미경은 초음파 조사를 멈추면 생성됐던 공기 방울들이 사라져 생체 조직에 손상이 없어 생체에 무해하다는 게 연구팀의 설명이다.

장 교수는 2017년 초음파에 의해 일시적으로 생성되는 공기 방울이 빛의 진행 방향으로 광 산란을 일으키는 현상을 이용해 빛의 투과 깊이를 늘릴 수 있는 기술을 개발하기도 했다. 장 교수는 “초음파와 광 영상 전문가의 협업을 통해 기존 광 영상 및 치료 기술의 태생적 한계를 극복할 수 있었다”고 말했다.

대구=오경묵 기자 okmook@hankyung.com