의사, 기초의학, 물리학, 공학자 '다학제 연구 성과'
서진석 교수팀 "동물, 인체 검체, 생체 내 실험 거쳐 안-유 입증"
[보건타임즈] 테라헤르츠 영상을 활용해 악성 뇌종양 중 가장 흔한 암 뇌교종의 치료 성적을 높일 수 있는 연구결과(논문)가 나왔다.(사진 테라헤르츠 영상으로 일반광학영상이나 조직염색사진(병리검사사진), 광학단층영상(OTC 의료영상), 특수조영제 형광영상보다 뇌교종을 명확하게 확인/논문 발췌)
이 결과는 임상의사와 기초의학자, 물리학자, 공학자가 참여한 다학제 연구를 통해 이뤄낸 성과여서 눈길을 끈다.
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서진석 교수
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지영빈 교수
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연세대의대 서진석‧지영빈‧오승재 교수(영상의학과, 연의-생공연메디컬융합 연구소), 장종희‧강석구 교수(신경외과)와 연세대 기계공학과 주철민 교수 연구팀은 뇌교종 수술에서 테라헤르츠 영상으로 뇌교종과 정상 뇌조직의 경계를 찾아내 뇌종양 진단의 정확도를 높이는 방법을 개발했다고 최근 밝혔다.
이 결과는 임상의사와 기초의학자, 물리학자, 공학자가 참여한 다학제 연구를 통해 검증돼 눈길을 끈다.
이 연구논문은 세계적 과학저널 네이처 출판그룹에서 발간하는 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 최신호에 게재됐다.
뇌교종은 뇌에 영양을 공급하는 신경교세포에서 발생하는 암이다.
이 질환은 뇌 조직이 손상돼 마비, 언어장애, 의식저하, 경련 등의 증상을 유발하며 뇌압이 상승해 두통이나 구토, 의식장애가 올 수 있다.
악성 뇌교종의 경우 평균 생존기간이 12~15개월로 보고될 만큼 예후가 좋지 않다.
외과적 수술을 통해 정상 뇌조직의 손상을 최소화하며 암만 적출하는 것이 최선이지만 정상 뇌조직과 경계가 불분명한데다 육안으로 식별이 힘들어 완전 제거가 쉽지 않다는 게 연구팀의 설명이다.
최근 뇌교종 치료에서 뇌항법장치 시스템과 수술중 MRI, 특수조영제 형광영상 등을 이용해 수술 성공률을 높이고 있다.
하지만 조영제 사용에 따른 호흡곤란이나 쇼크, 심혈관 증상 등의 부작용과 함께 수술 중 실시간 측정이 어렵거나 일부 뇌교종은 진단조차 힘들다.
이런 문제로 테라헤르츠파를 이용한 진단이 대안으로 제시되고 있다.
테라헤르츠파는 빛의 직진성과 전자파의 투과성을 동시에 가진 독특한 전자기파다.
X-ray에 비해 에너지가 낮아 인체에 무해하며 생체 구성성분에 민감하게 반응, 병리조직진단이나 분자연구, 농작물 재배 등에 적용하기 위한 연구가 진행 중이다.
의학 분야에선 유방암이나 피부암 진단에 활용하기 위한 연구가 한창이다.
연구팀은 테라헤르츠 의료영상의 뇌교종 검출에 대한 유효성을 증명하기 위해 뇌교종 세포를 주입한 실험쥐 4마리에서 샘플을 체취한 뒤 테라헤르츠 의료영상을 촬영, 특수조영제를 이용한 의료영상과 조영제를 사용하지 않은 최신 광학 의료영상을 비교했다.
이 결과 테라헤르츠 의료영상이 뇌교종을 더 민감하게 검출했다.
또, 환자 14명에게서 체취한 뇌교종 검체를 테라헤르츠 의료영상으로 구분할 수 있는지를 확인한 실험에서 100% 뇌교종 검출에 성공했다.
연구팀은 실제 수술환경에서 테라헤르츠 의료영상의 사용가능성을 확인하기 위해 뇌교종 세포를 주입한 살아있는 실험쥐를 대상으로 같은 실험을 한 결과 확실하게 진단해냈다.
서진석 교수는 "수술 중 조영제 없이 실시간으로 뇌교종을 모두 확인할 수 있게 돼 정상 뇌신경세포를 최대한 보호하는 동시에 뇌교종만 적출 할 수 있는 새로운 방법을 제시하게 됐다"며 "동물실험과 인체 검체 실험, 생체 내 실험을 모두 거쳐 테라헤르츠 의료영상의 유효성을 검증했다"고 말했다.
지영빈 박사는 "테라헤르츠 의료영상을 활용한 의료기기 개발 사례가 세계적으로 몇 건에 불과한 만큼 빠른 기술 선점으로 고부가가치를 창출할 수 있을 뿐더러 테라헤르츠 의료기기라는 새 시장을 개척할 수 있는 발판을 마련했다"고 덧붙였다.
연구팀은 이 결과를 '다중 광학 융합영상 기반 실시간으로 뇌종양을 진단하는 방법과 장치(출원번호 10-2015-0128726)'이란 특허로 출원했다.
이밖에 기술의 우수성을 인정받아 오는 24일 한국보건산업진흥원 주최 '보건의료 TLO 성과대전'에 초청받아 연구결과를 대표기술로 발표할 예정이다.
기사최종편집일: 2024-04-23 18:10:13
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