포스텍 김철홍 교수 연구팀

광음향 검출기 예시도. [포스텍 제공]
광음향 검출기 예시도. [포스텍 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 몸이 붓거나 저릴 때 겨드랑이를 치는 행동을 흔히 볼 수 있다. 이는 우리 몸의 이물질을 처리하는 림프절을 자극해 순환을 돕는 행동이다. 유방암이나 흑색종과 같은 암은 이 림프절을 통해 전이되기 때문에 림프절의 상태를 확인하는 것은 암의 진행이나 예후를 아는 데 필요하다. 국내 연구진이 방사선 노출 없이 암의 림프절 전이 진단을 가능케 할 기술을 개발했다.

김철홍 포항공과대 전자전기공학과‧IT융합공학과‧기계공학과 교수 연구팀은 ㈜원텍과 공동 연구를 통해 고체 염료 레이저와 투명 초음파 트랜스듀서가 결합된 비방사성 휴대용 광음향 검출기를 개발했다. 방사성 물질을 사용하는 기존 감마 프로브와 달리, 휴대용 광음향 검출기는 방사성 물질이 필요하지 않아 방사선에 노출될 염려가 없고, 특수 시설이 필요하지 않아 저렴하게 여러 번 이용할 수 있다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘포토어쿠스틱스’에 게재됐다.

일반적으로 유방암이나 흑색종과 같은 암의 전이 여부를 판단하기 위해 암 주변의 감시 림프절(SLN)에 대한 생검이 실시된다. SLN은 종양이 림프절로 이동하는 첫 번째 관문이기 때문이다. 하지만 기존 생검은 방사성 물질을 이용해 SLN을 찾기 때문에 환자와 의사에게 방사선 피폭의 위험이 있고, 방사성 물질 처리를 위한 특수한 시설이 필요해 일반 병원에서 진행하기에는 어려움이 많다.

연구팀은 고체 염료 레이저 핸드피스(흔히 피부과에서 피부치료에 사용하는 의료용 레이저)에 동그란 형태의 초점형 투명 초음파 트랜스듀서(전기적 신호를 초음파로 만들거나 초음파를 받아서 전기 신호로 변환해주는 장치)를 동축으로 결합했다. 광음향 신호는 레이저를 색이 있는 부위에 조사하면 발생되는데 이 신호를 초음파 트랜스듀서로 감지한다. 기존 초음파 트랜스듀서는 불투명해 레이저와 동축 결합이 불가능했다. 연구팀은 보유한 투명 초음파 트랜스듀서 기술을 이용해 작은 핸드피스 하나에 레이저와 초음파 트랜스듀서를 동축 결합해 쉽게 광음향 신호를 검출하도록 했다.

김철홍 포스텍 전자전기공학과·IT융합공학과 교수. [포스텍 제공]
김철홍 포스텍 전자전기공학과·IT융합공학과 교수. [포스텍 제공]

연구팀은 청색 염료를 쥐에 주입한 후 닭가슴살 아래에 있는 쥐의 겨드랑이 SLN을 광음향 검출기를 이용해 성공적으로 찾아냈다. 또한 흑색종(악성 피부암)이 피하 주입된 쥐 위에 닭가슴살을 올려두고 광음향 검출기를 이용해 흑색종을 감지해 색이 있는 악성 종양 검출에도 사용할 수 있음을 확인했다.

김철홍 교수는 “개발한 광음향 검출기는 감시 림프절을 검출하는 최초의 휴대용 광음향 감지도구”라며 “이번 연구 성과를 통해 앞으로 방사성 물질을 사용하지 않고도 감시 림프절이나 흑색종을 검출하는 데에 큰 도움이 될 것으로 기대된다”고 설명했다.


nbgkoo@heraldcorp.com