연구성과

전자‧IT융합‧기계 김철홍 교수팀, 광음향 영상의 물리적·실용적 한계 극복을 위한 광음향 조영제의 최신 연구 동향

2023-03-13 373

[김철홍 교수팀, 지난 4년간의 혁신적인 광음향 조영제 연구 소개]

전자전기공학과‧IT융합공학과‧기계공학과 김철홍 교수 연구팀이 광음향 영상 조영제에 대한 지난 4년간의 혁신적인 연구를 총정리했다. 이 연구 결과는 권위지 중 하나인 ‘케미컬 리뷰(Chemical Reviews)’에 게재됐다.


수십 년 동안 광음향 영상은 생체 의학 영상 기술로서의 잠재력을 발견하기 위해 연구됐다. 하지만, 발전된 광학 콘트라스트·초음파 시공간 해상도에도 불구하고 광음향 영상은 낮은 신호 대 잡음 비(Signal to Noise Ratio, SNR), 강한 광 감쇠로 인한 이미지 콘트라스트 감소와 조직 내 깊은 곳에서 공간 해상도의 하한선과 같은 물리적 한계로 인해 어려움을 겪고 있다. 또한 조영제를 사용하는 광음향 영상은 조영제의 전달 효율이 낮아 세포 특이적 표적화가 불충분하고 임상적으로 적용할 수 있는 조영제 개발이 어렵다는 등의 현실적 한계에 직면해 있다.

이러한 한계를 식별하는 것은 이 분야의 지속적인 확장에 필수적이며, 고성능 영상 획득 시스템과 더불어 조영제 개발의 상당한 발전은 기존 광음향 영상의 문제를 시너지 있게 해소해갈 수 있다.


이번 리뷰 논문에서는 SNR 대조, 공간 해상도, 표적 전달 및 임상 적용 측면에서 광음향 영상의 물리적·실용적 한계를 극복하는 지난 4년간의 연구를 다뤘다. 각 문제를 처리하기 위한 유망한 전략을 자세히 검토하고 차세대 조영 증강 광음향 영상에 대한 앞으로의 연구 방향에 대해 제시했다.

한편, 이 연구는 개인기초연구사업(중견), 대학중점연구소지원사업, 브릿지, 인공지능대학원, 범부처전주기의료기기연구개발사업, BK21 FOUR 사업의 지원으로 이뤄졌다.