(Zhang, Anthony et al. Light Sci Appl 8, 119 (2019))
MIT의 과학자들이 신체 접촉 없이 초음파 이미지를 구할 수 있는 기술을 개발했습니다. 초음파는 방사선 노출 없이 쉽게 신체 내부를 들여다볼 수 있어 의료 현장에서 널리 쓰이고 있지만, 몇 가지 제한점이 있습니다. 초음파를 신체에 발사하고 반사되는 초음파를 감지하는 프로브 (probe)는 반드시 신체 표면에 접촉해야 하며 때때로 선명한 이미지를 얻기 위해 강하게 눌러야 합니다.
대부분의 경우 이것이 큰 문제가 되지는 않지만, 화상이나 다른 피부 병변이 있는 환자에서는 제약이 있을 수 있습니다. 아기처럼 협조가 안되고 강하게 누르기 힘든 경우도 존재합니다. MIT의 브라이언 W 앤소니 교수(Brian W. Anthony, a principal research scientist in MIT's Department of Mechanical Engineering and Institute for Medical Engineering and Science (IMES))가 이끄는 연구팀은 광음향 (photoacustics) 방법을 이용해 접촉 없이 내부를 들여다보는 초음파 레이저 기술을 개발했습니다.
광음향은 일정 파장의 레이저를 조직에 조사해 그 에너지로 초음파를 만들게 하는 기술입니다. 특히 혈관에서 초음파가 형성되기 때문에 혈관 및 연관 구조를 보는데 유리합니다. 하지만 이렇게 생성된 초음파를 감지하기 위해서는 별도의 프로브를 피부에 접촉시켜야 했습니다. 연구팀은 1550nm 파장 레이저로 광음향 효과를 만든 후 별도의 레이저를 다시 피부에 쏴서 미세한 진동을 감지하는 기술을 개발했습니다. 덕분에 상처 등 민감한 부위를 건드리지 않고 내부의 이미지를 얻을 수 있습니다.
다만 아직 한계도 존재합니다. 일단 투과성이 직접 피부에 접촉하는 것보다 낮아 표면에 있는 조직과 장기만 파악할 수 있습니다. 더 큰 문제는 해상도가 현재 사용하는 초음파 보다 낮아 아직 의료 현장에서 사용하기 부적합하다는 것입니다. (사진 참조, US가 기존 초음파, LUS가 레이저 초음파) 연구팀은 이미지의 품질을 올리는 데 주력하고 있습니다.
당장에는 어렵지만, 언젠가 이 기술이 충분히 발전하면 SF 영화에서처럼 단지 레이저를 쏘는 것만으로도 방사선 노출 없이 사람의 체내를 스캔하는 날이 올지도 모릅니다.
참고
Xiang Zhang et al. Full noncontact laser ultrasound: first human data, Light: Science & Applications (2019). DOI: 10.1038/s41377-019-0229-8
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