부산대, 고신뢰도 산소포화도 광음향 영상기술 개발

[파이낸셜뉴스] 부산대학교는 첨단융합학부 및 컬러변조 초감각 인지기술 선도연구센터 엄태중 교수 연구팀이 미국 캘리포니아공대(Caltech)와 국제 공동연구를 통해 혈액 내 산소포화도(sO₂)를 안정적으로 정량화하는 광음향 영상 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

연구팀은 광음향 영상 분야의 세계적 석학인 Caltech 리홍 V. 왕(Lihong V. Wang) 교수와 공동으로 주파수 영역 광음향 현미경 기술을 개발했다. 이에 따라 혈관 기능 분석과 약물 반응, 치료 효과 평가 등에 활용 가능한 기능성 생체영상 기술의 기반을 마련했다.

산소포화도는 조직에 산소가 얼마나 공급되고 있는지를 보여주는 핵심 생체지표다. 혈관 기능, 대사 변화, 질병 진행 상태 등을 반영한다. 질병 진단은 물론 약물 투여 후 반응이나 치료 효과를 평가하는 데 중요한 정보로 활용된다.

그러나 기존 광음향 현미경 기술은 여러 파장의 빛을 순차적으로 조사하는 방식이 많았다. 이 경우 살아 있는 생체 조직처럼 미세하게 움직이는 대상에서는 파장별 영상 사이에 시간적 불일치가 발생할 수 있다. 이는 산소포화도 정량화의 정확도와 신뢰도를 떨어뜨리는 요인이다.

연구팀은 한계를 해결하기 위해 두 개의 파장인 488nm와 515nm의 빛을 동시에 조사하면서도, 각 파장을 서로 다른 주파수 신호로 구분할 수 있는 FD-PAM 시스템을 구현했다. 특히 두 개의 음향광학변조기(AOM)를 활용한 간섭 변조 방식을 적용, 두 파장에서 발생하는 광음향 신호를 공진 초음파 변환기의 좁은 검출 대역 안에서도 안정적으로 분리할 수 있도록 했다.

이를 통해 시간차 없이 다중 파장 정보를 획득하면서도 각각의 신호를 구별할 수 있는 고신뢰도 산소포화도 영상 기술을 구현했다. 검증 실험에서도 기술의 안정성이 확인됐다.

[email protected] 백창훈 기자