의학적 목적으로 활용 가능한 초음파 현미경 개발

일본 도요하시 기술과학대학교(Toyohashi Tech) 전기전자정보공학과(Electrical and Electronic Information Engineering) 나오히로 호즈미(Naohiro Hozumi) 교수는, 의학적 목적으로 살아있는 조직과 세포 시편을 모니터링하는 기술을 개발하는 중이다.

수술을 진행할 동안, 의사들은 종종 암과 같은 질병의 남아있는 잔여분 확인을 위해 환자의 인체에서 추출한 조직을 검사하기 위해 종종 수술을 멈춘다. 이를 위해, 병리학자(pathologists)들은 건강한 조직 부위에서 추출된 조직 일부를 검사하기 위해 광학 현미경을 사용한다.

전형적인 조직은 광학적으로 투명하며, 광학 현미경에 의한 검사를 위해서는 반드시 염색(staining, 세포나 조직을 관찰하기 위한 염색)되어야 한다. 병리학자들은 암 부위의 존재 여부를 조직에서 확인하는데 수 시간 또는 수 일이 걸릴 수도 있다.

호즈미(Hozumi) 교수는 "그렇지만, 내가 개발한 초음파 현미경을 사용하게 되면, 조직에 암 증상이 있을 때 조직에서 되돌아오는 스펙트럼이 변하기 때문에 염색은 불필요하다. 즉, 거꾸로 이미지 자체를 변화시키게 된다. 한 시간 이상을 기다리는 대신에, 조직은 거의 즉시 시험이 가능하다. 또한, 반사 음이 암의 형태에 따라 변하기 때문에, 의사는 레퍼런스 물질과 그것을 비교하여 병의 형태를 이미지로 번역해 낼 수 있다"고 말했다.

광학 현미경이 건강한 조직과 병든 조직의 형태 비교에 기반을 둔 상대적인 분석만을 제공하지만, 초음파 기술은 조직의 음향적 특성에 직접 기반을 둔 정량적인 결과를 제공한다.

호즈미(Hozumi) 교수는 "정량적으로 작업을 진행함으로써, 우리는 정보의 데이터베이스 창조가 가능하다. 그다음, 의사는 환자의 조직 시편에 대한 정보와 데이터베이스를 비교하고 그것이 암의 특성이 있는지 없는지를 즉시 알 수 있게 된다"고 말했다.

이러한 종류의 프로세스는 현미경 아래 시험을 위한 플레이트 위에 제거된 조직을 놓을 것을 요구한다. 이제, 호즈미(Hozumi) 교수와 동료는 초음파 프로브 개발을 통해 한 단계 더 전진하고자 한다. 이것은 수술 이후에 추가적인 조직 제거를 통해 검사할 필요가 없이, 즉시 환자의 상태를 직접 조사하여 암세포가 남아있는지를 확인하는데 사용될 것이다.

도요하시 기술과학대학교(Toyohashi Tech) 연구진들은 현재, 이러한 장치 개발을 위해 미세전자기계시스템(MEMS, microelectromechanical system) 및 반도체 엔지니어들과 공동으로 연구 중이다.

출처 : http://www.sciencedaily.com/releases/2013/12/131209160304.htm