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제목 인체 소음 이용해 암 검색률 높여 날짜 2017.06.26
글쓴이 케이셀바이오 조회 584



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인체가 일상적인 기능을 하는 중에 나타나는 소음을 이용해 암 검색률을 높일 수 있는 방법이 소개됐다.

프랑스 리용대 연구진은 최근 미국 보스턴에서 열리고 있는 음향학 국제학술대회에서 기존의 탄성초음파와는 달리 인체의 자연적인 수동 탄성파 영상을 이용한 새로운 검진방법을 개발했다고 밝혔다.

‘인체의 지진학’이라고도 불리는 탄성파 영상은 의료용 초음파 이미지 향상에 사용되는 신기술이다. 인체 조직의 탄력성을 측정해 암이나 간 질환, 갑상선 질환을 초기단계에서 더 정확하게 진단하는데 쓰인다.

기존의 흑백 영상 초음파(왼쪽)에서는 보이지 않는 전립선 암(왼쪽 아래의 진한 빨간색 영역)이 압박 탄성초음파 이미지(가운데)에 나타나 있고, 조직검사(오른쪽)로 확인된다. Credit : Wikimedia Commons / Andreaslorenzcommon
기존의 흑백 영상 초음파(왼쪽)에서는 보이지 않는 전립선 암(왼쪽 아래의 진한 빨간색 영역)이 압박 탄성초음파 이미지(가운데)에 나타나 있고, 조직검사(오른쪽)로 확인된다. Credit : Wikimedia Commons / Andreaslorenzcommon

인체 전단파 이용해 훨씬 덜 비침습적

수동 탄성파 영상(passive elastography)에서는 인체 자체의 전단파(shear waves)가 퍼지는 것을 이용해 조직의 탄성을 측정하므로 기존의 탄성검사보다 훨씬 더 비침습적인 방식으로 인체 내부를 효과적으로 영상화할 수 있다.

스테판 까틀린느(Stefan Catheline) 프랑스 리용대 연구 책임자(INSERM LabTAU Unit 1032)는 “수동 탄성파 영상은 전립선이나 간과 같이 인체 깊숙한 곳에 있는 기관이나, 뇌처럼 잘 보호된 장기 그리고 눈과 같은 연약한 기관의 암을 영상으로 탐지할 수 있는 실용적인 기술”이라고 말했다.

까틀린느 박사는 6월 25일부터 29일까지 미국 보스턴에서 열리는 미국음향학회(ASA)와 유럽 음향학회(EAA) 3차 공동회의인 ‘2017 음향학’(Acoustics ’17 Boston) 학술대회에서 이 기술과 다른 탄성파 기술의 진보 상황에 대해 논의할 예정이다.

손 근육의 수축 과정에서의 초음파 전단 이미징. 새끼손가락 외전근 모습(A)과 손등뼈 사이 근육 (B). Credit : Wikimedia Commons / Killian Bouillard, Nordez A, Hug F (2011)
손 근육의 수축 과정에서의 초음파 전단 이미징. 새끼손가락 외전근 모습(A)과 손등뼈 사이 근육 (B). Credit : Wikimedia Commons / Killian Bouillard, Nordez A, Hug F (2011)

암 종양은 전단파 강도 높아

물체를 관통하는 전단파(剪斷波)는 지진이나 폭발과 같이 물체에 압력이 가해져 변형을 일으킬 때 발생한다. 의학에서는 전단파가 진동장치에 의해 생성돼 조직의 딱딱함 정도를 측정한다.

암 종양이나 문제가 있는 조직은 건강한 조직이나 양성(良性) 종양보다 훨씬 높은 강도를 나타낸다. 이러한 강도 차이는 일반적인 방법이나 다른 영상 촬영을 통해 느끼거나 볼 수가 없다.

의료기술자들은 통상 시험할 부위에 진동장치가 있는 탐색자를 놓고 전단파를 생성하기 위해 아래로 누른다. 그러면 전단파가 발생해 시험 대상 조직과 상호작용하게 된다. 파동은 초고속 영상 속도로 추적되나 전단파는 흉곽 뒤의 신체 깊숙한 곳에 있는 간과 같이 도달하기 힘든 위치에 있는 장기들에서는 생성되기 어려울 수 있다.

연구를 수행한 프랑스 리용대 INSERM LabTAU Unit 1032 스테판 까틀린느 박사. Credit : INSERM LabTAU Unit 1032
연구를 수행한 프랑스 리용대 INSERM LabTAU Unit 1032 스테판 까틀린느 박사. Credit : INSERM LabTAU Unit 1032

기존 탄성파 단점 보완, 자연 전단파 소음 분석

까틀린느 박사팀은 이 문제를 해결하기 위해 새로운 접근방식을 개발했다. 즉 생물학적으로 생성되는 자연 전단파의 소음을 분석한 것. 전단파는 지진에서와 마찬가지로 심장 박동이나 날마다 대사과정을 수행하는 간처럼 매일 인체 시스템이 기능하는 동안 장기나 다른 부드러운 조직을 통해 끊임없이 전달된다.

까틀린느 박사는 “이 아이디어는 지진 탐지에서와 같이 부드러운 조직의 전단파 탄성 지도를 만들기 위해 인체에서 근육 활동에 의해 자연적으로 나타나는 전단파를 이용하는 것”이라며, “이 방법은 전단파 발생장치를 사용하지 않기 때문에 수동적 탄성 영상 방식”이라고 설명했다.

이 수동 탄성영상법은 표준 에코영상과 자기공명영상(MRI) 스캐너, 광 간섭 단층촬영과 함께 활용할 수 있다.

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