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[임한웅의 의공학 이야기] 눈 CT와 스타워스

[임한웅의 의공학 이야기] 눈 CT와 스타워스

입력 2017-02-06 21:12
업데이트 2017-02-06 22:04
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임한웅 한양대병원 안과 교수
임한웅 한양대병원 안과 교수
현대 의학의 수많은 검사법 가운데 컴퓨터단층촬영(CT)이나 자기공명영상촬영(MRI)에 대해 한번쯤 들어봤을 것이다. 이 가운데 CT검사는 엑스선을 이용해 인체를 단층 촬영해 이를 컴퓨터로 처리하는 의학 화상처리 기술을 의미한다. CT는 뇌, 흉부, 복부, 팔다리와 같은 광범위한 분야의 영상처리가 가능할 뿐만 아니라 비행기 엔진, 전략용 미사일, 금속 도관 같은 물체의 내부를 정밀하게 검사할 때도 널리 이용하고 있다.

눈도 여러 인체 장기와 마찬가지로 단층 이미지 검사가 필요할 때가 많다. 하지만 안과에서는 일반 CT보다 훨씬 더 자주 활용하는 ‘빛간섭단층촬영’(OCT)이라는 검사가 있다. 보통 환자들에게 생소한 용어이기 때문에 ‘눈CT 검사’라고 설명하면 쉽게 이해한다.

OCT는 시력과 가장 관련성이 높은 망막 질환이나 시신경 질환의 진단과 경과 관찰에 필수적이다. 매우 획기적인 검사법의 하나로 이전까지의 진단과 치료 기준이 바뀌게 된 안과학 발전의 전환점이라고 할 수 있다.

OCT는 눈 조직을 절개하지 않고도 단면을 관찰할 수 있다. 기능은 레이저를 만들어 내는 광원에서 레이저를 둘로 분리하는 것에서 시작된다. 하나는 조직으로 보내고 다른 하나는 기준 거울로 보낸다. 조직과 거울로부터 반사돼 돌아오는 두 레이저의 빛간섭 현상을 분석해 조직의 단층 영상을 얻는 것이다.

OCT가 의외로 ‘스타워스’와 밀접한 관련이 있다는 사실은 아는 이가 드물 것이다. 이는 OCT 초기 개발과정과 관련이 있다. OCT는 1991년 매사추세츠공대(MIT) 전기공학자들이 개발했다. 연구 결과가 과학저널인 ‘사이언스’에 실리며 세상에 처음 알려졌다. 초기 OCT의 레이저 기술은 광섬유 네트워크와 위성 간 통신을 이용한 ‘광학 통신기술’에 기반한 것이었다. 이 기술을 개발하기 위해 연구팀은 로널드 레이건 전 대통령이 주도한 미사일 방어 프로그램, 일명 스타워스 개발 정책의 지원을 받았다.

당시 미 공군은 스타워스에 활용할 광학·광자 기술에 매우 관심이 많았다고 한다. 의료기술과 전혀 관련이 없는 미 공군으로부터 지원을 받은 OCT가 미래에 안과에서 이토록 많은 역할을 수행하리라고는 그 누구도 예상하기 어려웠을 것이다.

초기 OCT를 개발한 지 26년이 지난 현재 OCT는 해상도와 임상적용 측면에서 비약적 발전을 거듭해 안과 외의 분야에서도 다양하게 활용되고 있다. 심장내과 분야에서는 ‘OCT 내시경’을 이용해 혈관을 촬영하고 그 이미지를 진단에 활용하고 있다. 예를 들어 막힌 심장혈관을 뚫는 ‘심혈관 중재술’을 할 때 스텐트 삽입 뒤 혈관벽과의 밀착 여부를 평가하기 위해 OCT를 중요한 진단도구로 활용하고 있다.

피부과 전문의들은 희귀병인 ‘손바닥 과각화증’ 진단에 OCT 이미지를 활용한다. 손바닥 피부의 상세한 구조를 파악하기 위한 목적이다. 이비인후과에서도 고막 뒷부분이나 기도 윗부분을 OCT로 생생하게 시각화해 여러 질환을 진단하고 있다.

OCT처럼 인류가 개발한 과학기술이 원래 의도하지 않았던 분야에서 활용되는 예는 의료 외의 분야에서도 많이 찾아볼 수 있을 것이다. 첨단기술을 향한 과학자들의 ‘짝사랑’의 결과가 OCT처럼 우리에게 이익이 되는 방향으로 신통하게 활용되는 것은 정말 다행스러운 일이다. 기술과 과학의 발전은 거스를 수 없는 하나의 흐름이다. 모든 측면을 예상할 수는 없지만 우리에게서 비롯된 기술이 우리에게 도움이 되도록 유도하는 것이 의공학자의 역할이 아닐까 생각해 본다.
2017-02-07 29면

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