국내 연구진이 초음파에 의한 공기방울을 활용해 생체조직을 더 깊고 세밀하게 관찰할 수 있는 광학 현미경 기술을 세계 첫 개발했다.
대구경북과학기술원(DGIST)는 장진호·황재윤 전기전자컴퓨터공학과 교수 공동연구팀이 이같은 기술을 개발하고 연구결과를 국제학술지 ‘네이처 포토닉스’ 9월 5일자에 발표했다고 19일 밝혔다. 이번 연구는 삼성미래기술육성사업 지원을 통해 진행됐다.
장진호 교수 연구팀은 앞서 2017년 초음파를 찍었을 때 생체 조직에 만들어지는 마이크로미터(100만분의 1미터) 크기의 작은 공기방울을 활용했다. 초음파를 통해 일시적으로 생성되는 공기방울들이 빛의 진행방향으로 광 산란을 일으키는 현상을 이용해 빛의 투과 깊이를 늘리는 기술이다.
장진호·황재윤 교수 공동연구팀은 이번 연구를 통해 공기방울을 이용한 광 영상 기술의 적용 범위를 넓히는 데 집중했다. 암세포와 같은 미세조직 구조정보를 고해상도 영상으로 제공해주는 공초점 형광 현미경이 생체 내부에서 광 산란에 의해 100마이크로미터를 넘는 깊이세어 광 초점이 흐려지는 한계를 극복하고자 했다.
연구팀은 초음파를 이용해 생체조직 내부에 공기방울들이 촘촘히 채워져 있는 공기방울층을 원하는 영역에 생성할 수 있는 기술과 공기방울들을 유지할 수 있는 기술을 개발했다. 이를 공초점 형광 현미경에 적용해 기존 대비 6배 이상 깊이에서 영상을 확보하는 초음파 조직 투명화 기술을 적용한 현미경을 개발했다.
장진호 교수는 “초음파와 광영상 전문가의 긴밀한 협업을 통해 기존 광 영상 및 치료 기술의 태생적 한계를 극복할 수 있었다”고 말했다.