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