연세암병원 김희만 진료교수가 포스텍 연구팀과 공동연구를 통해 투명 초음파 트랜스듀서(변환기)를 기반으로 한 고성능 광음향 내시경을 세계 최초로 개발했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스 (Science Advances, IF11.18)’에 게재됐다.

내시경 초음파는 소화기내과에서 암 진단에 널리 활용된다. 하지만 연조직의 대조도가 낮고 조직의 구조적 정보만 제공해 민감도가 떨어진다는 단점이 있다. 광음향 기술을 내시경 초음파에 결합하는 방식으로 조직 혈관 정보를 추가로 제공해 조기 진단율을 높이는 연구가 진행되고 있지만, 초소형 프로브 내에서 고품질의 광음향과 초음파 영상을 동시에 확보하기 어려웠다.

연구팀은 고해상도의 초음파와 광음향 영상을 동시에 구현할 수 있는 초소형 투명 초음파 트랜스듀서를 개발했다. 인듐 주석 산화물 전극, 우레탄 흡음층과 같은 투명한 재료로 만들어져 빛의 경로를 확보하면서 트랜스듀서 형태를 유지할 수 있어 고해상도의 초음파, 광음향 영상을 제공할 수 있다.

연구진은 이 기술을 평가하기 위해 상용 내시경 채널에 삽입하고, 돼지의 식도를 촬영했다. 그 결과, 식도 점막부터 근육층까지 모든 층을 선명하게 시각화하는 데 성공했고, 초음파 성능은 상용화된 내시경과 비슷할 정도로 성능이 뛰어났다. 또 긴 거리에서도 고해상도 광음향 이미지를 얻을 수 있어 광음향-초음파 내시경의 높은 임상 적용 가능성을 입증했다.

김희만 교수는 “투명 초음파 트랜스듀서 기반의 광음향-초음파 내시경 기술과 성공적인 실험 결과는 혁신적인 진단 의료기기 개발과 국산화의 중요한 첫걸음이 될 것”이라고 말했다.