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KAIST, 조영제 사용 없이 '3차원 혈구 고속촬영'

heojohn 2023. 11. 5. 00:44

 

  • 기자명 장세민 기자 
  •  입력 2023.11.01 17:15
KAIST가 개발한 '혈관 속 적혈구 이미징' 기술 예시 이미지 (사진=KAIST)
 
한국과학기술원(KAIST, 총장 이광형)은 오왕열 기계공학과/KI헬스사이언스연구소 교수 연구팀이 혈관구조 내부에 흐르는 혈구를 조영제 사용 없이 고속으로 이미징하는 기술을 세계 최초로 개발했다고 1일 밝혔다.

이번 기술은 형광 조영제 등 외부 물질을 전혀 사용하지 않는다. 넓은 3차원 영역에 복잡하게 분포한 혈관 내부 혈구들을 고속으로 이미징해 초당 1450장의 이미지를 획득한다. 

현미경으로 생체를 이미징하면 혈구뿐만 아니라 조직으로부터 반사 및 산란된 빛까지 함께 나오는 경우가 대다수다. 이 때문에 혈구를 선택적으로 이미징하기는 어렵다.

연구팀은 흐르는 혈구의 특성을 이용, 영상처리 방법을 개발해 현미경 이미지 속 혈구만 선택적으로 영상화하는 데 성공했다. 또 공간적으로 상관성이 없는 조명을 사용해 스페클 노이즈(반점 잡음)의 방해를 막아냈다.

각 픽셀을 한번에 획득할 수 있을 만큼 광량이 큰 카메라를 사용하는 게 핵심이다. 고속으로 생체 내 깊은 곳에 있는 흐르는 혈구까지 이미징할 수 있다. 

오왕열 교수는 “다양한 혈관 안의 혈류속도, 단위 시간당 흐르는 혈구 개수 등은 생체를 이용한 바이오메디컬 연구에서 매우 중요한 정보이기 때문에 오랫동안 많은 연구가 있었다"라며 "현장에서의 사용이 편리할 뿐만 아니라 정확한 혈류역학 정보를 바로 얻어낼 수 있어, 연구 현장에서 유용할 것”이라고 말했다. 

한편 김경환 KAIST 학생과 박현상 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 융합연구분야 선도 저널인 '스몰(Small)' 10월호에 게재됐다. 한국연구재단 중견연구자지원사업의 지원을 받아 연구를 수행했다. 

장세민 기자 semim99@aitimes.com