윤정원(左), Tuan-Anh Le

인체를 대상으로 고해상도 생체영상을 획득할 수 있는 휴먼스케일 자기입자영상(MPI) 장치가 국내 산학 공동연구를 통해 세계 최초로 개발됐다.

이번 연구는 나노입자를 이용한 환자 맞춤형 난치성 뇌 질환 등 치료 등에 활용될 것으로 기대된다.

17일 광주과학기술원(GIST)에 따르면 윤정원 융합기술학제학부 교수 연구팀이 기존 전자기 코일 대신 초전도체 코일을 활용해 실시간 나노입자 분포도를 촬영할 수 있는 휴먼스케일 3차원 MPI 장치를 개발하는 데 성공했다.

MPI 기술은 미국·독일·일본 등 의료영상 선진국 일부 기업에 의해서만 개발돼 소동물에서의 고해상도 의료영상 촬영에만 활용됐다.

현재 사용되고 있는 휴먼스케일 MPI 장치는 영상복원 기법 및 자성 나노입자의 한계로 인간에게 적용하려면 넓은 시야각을 확보, 2T/m 이상의 경사자기장이 필요하다.

연구팀은 200㎜의 보어 크기에서 초전도체 코일을 이용해 5배 증대시킨 최대 2.5T/m의 높은 경사자기장으로 고해상도를 유지하면서 인체에 사용 가능한 MPI 시스템을 개발했다.

연구팀이 개발한 MPI 방식은 영상 스캐닝에 필요한 코일과 나노입자에서 신호를 생성하는 여기코일(Excitation coil)을 구분해 MPI의 크기·무게 및 전력 요구사항을 최소화하고 높은 경사자기장을 제공하면서도 말초신경자극(PNS) 발생의 위험을 낮출 수 있다.

윤정원 교수는 “전자기 코일의 한계로 인해 휴먼스케일로 확장이 어려운 MPI 기술을 초전도체 기술과 융합해 사람에게 사용할 수 있도록 했다”며 “향후 난치성 뇌 질환에 대한 환자 맞춤형 치료법 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 윤정원 교수와 Tuan-Anh Le 박사후과정 연구원이 서울대 연구팀과 공동연구를 통해 진행했다. 또한, 한미테크윈㈜이 공동 연구기관으로 참여한 산업통상자원부 로봇산업핵심기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.

/김다이 기자

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