초음파 영상 진단은 초음파를 통해서 체내의 상태를 실시간으로 확인할 수 있는 방법입니다.
병원에 설치된 기기를 사용하여 체내의 종양이나 태아의 모습을 관찰할 수 있는 것입니다.
그리고 최근 미국 매사추세츠공대(MIT) 기계공학과 소속 정왕 씨의 연구팀은 초음파 영상 진단에 필요한 기기 일부를 우표 크기의 스티커로 대체할 수 있었습니다.
미래에는 반창고를 붙이는 형태로 간편하게 체내의 모습을 볼 수 있을지도 모릅니다.
본 연구에 대한 자세한 내용은 2022년 7월 28일 자 과학지 'Science'에 게재됐습니다.
요약
- '초음파 영상진단'에는 병원에 있는 전문기기가 필요
- '초음파 스티커'라면 활동 중인 내부 초음파 이미지를 확인할 수 있다
'초음파 영상진단'에는
병원에 있는 전문기기가 필요
초음파는 체내의 장기에 닿게 되면 어느 정도 변화하여 되돌아오게 됩니다.
초음파 영상 진단에서는 이 '특출한 신호'를 이미지로 변환함으로써 실시간으로 체내의 모습을 볼 수 있는 것입니다.
장기의 움직임, 혈류 등도 자세히 관찰할 수 있어서 악성 종양이나 동맥 경화 등 폭넓은 질병을 발견하는데 도움이 됩니다.
방사선을 사용하지 않기 때문에 피폭의 염려가 없고 통증도 없습니다.
초음파 영상진단은 그 안전성이 높기 때문에 태아의 모습을 관찰하는 데도 이용되어 왔습니다.
그런데 초음파 영상 진단을 위해서는 병원이나 진료소에 설치될 수 있는 전용 기기가 필요합니다.
진단에는 전문가가 환자의 피부에 초음파를 전달하기 위한 젤을 바른 후 '초음파 프로브'라고 불리는 초음파 송수신 기기를 젤이 발린 곳에 갖다 대야 합니다.
검사 시간은 10~20분 정도면 가능할 수도 있지만 좀 더 장시간 검사가 필요할 수도 있습니다.
검사가 길어지면 길어질수록 움직이지 못하는 환자도 지쳐 버리고 젤이 건조해지거나 흘러내리면서 검사는 중단되는 경우도 있는 것 같습니다.
이에 연구팀은 최대한 환자의 부담을 줄일 수 있는 새로운 초음파 진단기기를 개발하기로 했습니다.
'초음파 스티커'라면 체내 활동 중인
내부 초음파 이미지를 확인할 수 있다
새롭게 개발된 제품은 스티커 타입의 초음파 진단 소재입니다.
이 '초음파 스티커'의 크기는 2㎠이고 두께 3mm로 우표만 한 크기밖에 되지 않습니다.
딱딱한 부분의 트랜스듀서(초음파의 송수신이나 초음파와 전기 신호의 변환을 담당한다)와 유연성이 있는 점착층으로 조합되어 있습니다.
점착층에는 기존과 다른 탄력성과 신축성을 갖춘 '초음파를 전달하는 젤 성분'이 포함돼 있어 추가로 피부에 젤을 바를 필요가 없습니다.
젤을 바르고 나서 초음파 프로브를 계속 붙여서 미는 작업이 사라지고 심플하게 초음파 스티커만 붙이는 형태가 된 겁니다.
실험에서는 스티커가 피험자의 목과 가슴, 배, 팔 등에 부착돼 최장 48시간 동안 선명한 이미지를 계속 비추는 데 성공했습니다.
게다가 검사하는 동안 피험자는 앉거나 서 있을 뿐만 아니라 조깅이나 사이클링, 웨이트 리프팅 등도 할 수 있었습니다.
이런 초음파 스티커를 사용하면 운동하면서도 체내 모습을 안전하게 실시간으로 관찰할 수 있습니다.
실제로 심장과 혈관이 운동에 의해 변화하는 모습이나 주스를 마시고 위가 부풀어 오르는 모습, 무거운 물체를 들어 올렸을 때 근육이 약간 손상되는 모습 등을 확인할 수 있었습니다.
연구팀은 이 스티커를 이용해 "운동으로 인해 근육이 혹사되기 전의 상태를 이미지로 포착해 근육통이 생기기 전에 운동을 멈추게 할 수도 있다"라고 말했습니다.
그런데 현 단계에서는 화상을 관찰하기 위해서는 스티커를 '화상으로 변환하는 기기나 모니터'에 접속해야 합니다.
'장시간 검사의 부담 경감'이나 '운동 중의 체내 관찰'은 가능해졌지만 결국은 전용 시설이 있는 병원을 찾아야 합니다.
하지만 연구팀은 현재 초음파 스티커의 무선화와 영상 처리가 가능한 AI 알고리즘을 개발하고 있습니다.
미래에는 약국에서 반창고를 사는 것처럼 초음파 스티커를 사서 스마트폰과 통신하며 체내 이미지를 확인하는 것도 가능할지도 모르겠습니다.
https://youtu.be/Kn2J8W4csNc
관련원문은 아래링크를 참고하세요.
Bioadhesive ultrasound for long-term continuous imaging of diverse organs
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