ETRI, 암·종양 조기진단 영상기술 개발

[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 암이나 종양을 조기진단할 수 있는 영상기술을 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 세계 최초로 펨토초 레이저를 다이오드 결합 방식으로 제작해‘비선형 라만 분자진동 영상기술’을 개발했다. 외산 기술의 완전 국산화와 동시에 가격을 1/10 수준으로 낮춰 빠른 상용화가 가능할 전망이다.

펨토초 레이저 기반 라만 분자 진동 광학현미경은 1천조 분의 1에 해당하는 펨토초 단위로 분자의 움직임을 관찰하는 장비다. 형광물질을 사용하지 않아 관찰시간의 제한이 없고 형질 변화에 따른 부작용이 없다는 점이 큰 장점이다.

그동안 암을 비롯한 각종 질병 진단을 위해 CT와 MRI가 많이 사용되었다. 그러나 CT와 MRI는 비정상적 병변조직이 발병된 이후에 활용한다. 병리학적 진단을 위해선 추가로 염색이 필수적인 광학적인 세포조직검사도 필요했다.

하지만 연구진이 개발한 카스(CARS) 현미경은 병변 이전의 조기진단에 목적이 있다. 아울러 염색 없이 세포조직 내 암 표지자(CH2)와 같은 더 작은 특정 분자의 상태 영상을 볼 수 있어 발병 전 활용이 가능하다.

ETRI가 개발한 비선형 분자진동 영상기술은 ▲다이오드 기반의 펨토초 레이저 기술 ▲고정밀 광학계 기술 ▲현미경 자동화 기술 등이 적용됐다.

그동안 외산 CARS 현미경은 성능이 뛰어나지만 두 대의 레이저로 구성돼 가격이 10억 원대로 비싸고 책상 두 배 정도로 크다는 단점이 있었다.

연구진은 수백만 원대의 레이저 기술 개발로 상용화 가격을 10% 이내로 현저히 낮추고 레이저도 한 대로 해결해 크기를 기존 절반 이하로 줄였다.

또 레이저 출력도 기존 실험실 수준(200mW)에서 1W로 5배 끌어올려 성능을 세계적 수준으로 유지하는 등 6개월 내 상용화 가능성을 높였다.

이번 영상기술은 1024x1024 픽셀 해상도에서 초당 7.5프레임 스캔 속도를 나타내 외산 기술보다 4배 더 높은 해상도와 최대 4배 가까이 영상해석이 빠르다.

아울러 외산 장비에서 적용한 갈바노-갈바노 스캔 거울보다 더욱 빠른 공진-갈바노 스캔 거울을 사용하여 세계에서 가장 빠른 라만 분자 진동 영상 획득 시간을 구현했다.

ETRI 진단치료기연구실 송동훈 박사는 “저비용의 펨토초 레이저 한 대로 비선형 라만 분자 진동 영상을 구현함으로써 기존 라만 영상 획득시간의 한계를 극복해 실시간 구현 및 제작비용 절감으로 상용화에 근접했다”고 설명했다.

한편 연구원은 기술사업화를 위해 ETRI 연구소기업인 ㈜블루타일랩에 2022년 기술출자를 진행했다. ㈜블루타일랩은 프리유니콘(pre-unicorn)기업으로 지정되어 연구부서 및 중소기업사업화본부의 성장지원을 받아 수년 내 기업공개(IPO)를 목표로 하고 있다.