김철홍 포스텍 정보통신(IT)융합기계공학과 교수. 포스텍 제공

조영제 없이 인체 내부를 2분 30초 만에 촬영할 수 있는 기술이 개발됐다. 혈관의 실시간 움직임을 볼 수 있어 약물의 순간적 반응이나 신경 활동 관찰 관련 연구에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

포스텍은 김철홍 정보통신(IT)융합기계공학과 교수와 왕리홍 미국 캘리포니아공대 교수 연구팀이 인공지능(AI)을 접목한 ‘국지화영상기법’을 개발했다고 16일 밝혔다.

번개가 치면 잠시 후 천둥소리가 들린다. 번개가 지나간 주변 물질이 빛을 흡수하고, 빛이 열로 변하는 과정에서 물질이 팽창해 소리를 낸다. 이런 현상을 광음향 현상이라 한다. 광음향 현상을 이용해 인체 내부를 촬영하는 방법이 시도되고 있다. 컴퓨터 단층촬영(CT)이나 자기공명영상(MRI)과 달리 조영제가 필요없기 때문이다.

다만 촬영 대상의 깊이가 깊어질수록 해상도가 떨어지는 단점이 존재한다. 이 단점을 보완하기 위해 같은 영역을 여러 번 촬영하는 ‘국지화영상기법’이 활용되고 있는데 해상도가 높은 반면 여러 번 촬영해야 해 결과물 도출에 시간이 소요된다. 

연구팀은 국지화영상기법에 AI를 접목했다. AI에 국지화영상기법 결과물들을 학습시켰다. 그 결과 국지화영상기법에 필요한 영상 숫자를 기존의 10분의 1로 줄였다. 결과물 도출 시간은 약 12배 빨라졌다. 국지화 광음향 현미경은 결과물 도출에 기존 30초에서 2.5초, 단층촬영은 기존 30분에서 2분 30초로 줄였다.

개발한 기술은 혈관 움직임을 관찰하는 데 쓸 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 “약물의 순간적 반응, 혈관 구조 정보가 필요한 혈관성 질환, 신경 활동 관찰 관련 연구에 활용할 수 있다”고 말했다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘빛 과학과 응용’에 12일 온라인으로 공개됐다.