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MRI 기반 도전율 영상으로 방사선 치료 효과·예후 예측까지
한국원자력의학원 박지애 박사(사진 오른쪽에서 두 번째) 연구팀.

[라포르시안] 한국원자력의학원(원장 직무대행 박인철)은 박지애 박사와 경희대학교 김형중 박사, 조선대학교 김현철 박사 공동연구팀이 자기공명영상(이하 MRI) 기반 기술을 이용해 암의 방사선치료 반응을 실시간으로 모니터링하고 예후를 평가 할 수 있는 가능성을 제시했다고 22일 밝혔다.

암 환자마다 방사선치료에 대한 반응이 달라 방사선치료 반응 평가는 치료계획 수립에 매우 중요하다. 하지만 기존 MRI 기법은 방사선치료 반응 변화 확인에 정확성이 떨어져 이를 극복할 수 있는 새로운 평가방법 개발이 요구돼 왔다.

박지애 박사 연구팀은 MRI 기반 도전율(물질에서 전류가 잘 흐르는 정도를 나타내는 물리량)을 이용해 방사선치료 후 종양의 미세환경 변화를 영상화했다. 도전율 영상은 방사선 조사 후 조직 반응과 이온화 방사선에 대한 직접적인 정보를 제공할 수 있다는 장점을 지녔다. 

연구팀은 방사선 조사 여부에 따른 도전율 변화를 확인하기 위해 뇌 종양 세포를 이식한 실험쥐를 대상으로 코발트60(Co-60) 감마선을 10Gy(그레이) 쪼인 그룹과 쪼이지 않은 그룹 간 도전율 영상을 시간 경과(조사 후 1∼10일)에 따라 관찰했다.

관찰 결과 쥐의 뇌 종양 부위 도전율은 방사선을 쪼인 그룹이 쪼이지 않은 그룹보다 더 크게 증가했다. 방사선 조사 후 3일에 두 그룹간 도전율 신호차이가 제일 크게 나타나 기존 MRI 영상에 비해 MRI 기반 도전율 영상이 높은 민감도를 보이는 것을 확인했다.
   
종양은 정상 조직에 비해 방사선 민감도가 높다. 방사선은 종양조직의 이온화를 유발하므로 방사선을 쪼인 조직은 그렇지 않은 조직에 비해 이온이 많이 생성되고, 이로 인해 도전율이 증가해 MRI에서 높은 민감도를 갖는 대조도 정보를 나타낸다. 

이번 연구를 통해서 MRI 기반 도전율 영상이 방사선 치료 효과를 전주기에서 모니터링하는 영상 바이오마커로 임상적용 가능성을 입증했다.  연구 성과는 종양학 분야 국제 학술지 ‘캔서스(Cancers)’ 2022년 12월20일자 온라인 판에 'Effects of Irradiation on Brain Tumors Using MR-based Electrical Conductivity Imaging '라는 제목으로 실렸다. 

연구팀은 "이번 연구성과를 토대로 MRI 기반 도전율 영상을 이용해 방사선치료 및 예후 평가에 실제 적용할 수 있는 임상분야 개발 연구를 이어갈 계획"이라고 했다. 

김상기 기자  bus19@rapportian.com

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