IBS, 각막 속 꿰뚫어 보는 광학현미경 기술 개발

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기초과학연구원(IBS·원장 김두철)은 최원식 분자 분광학 및 동력학 연구단 부연구단장팀이 단일산란파의 다중산란과 이미지 왜곡 현상을 보정하는 '단일산란파 페루프축적(CLASS) 기술'을 개발했다고 4일 밝혔다.

단일산란파는 조직 내부의 영상정보를 간직한 단일 산란 성분의 빛이다. 진행 각도에 따라 생체 조직 안에서 생기는 '수차(빛의 위상차)'를 제거하는 것이 단일산란파 측정의 주요 요소다.

곰팡이에 감염된 토끼 눈의 각막을 CLASS 현미경으로 촬영한 사진.
<곰팡이에 감염된 토끼 눈의 각막을 CLASS 현미경으로 촬영한 사진.>

연구팀은 다방면의 입사각과 반사각을 측정하고 이들의 차이(운동량 변화값)를 보정해 수차를 제거했다. 실험값으로 만든 수식을 활용해 왜곡이 심한 이미지도 고해상도로 출력할 수 있도록 했다.

김기현 포스텍 교수팀, 김명준 서울아산병원 교수팀과의 공동 연구로 CLASS 기술의 성능도 입증했다. 토끼 각막 속 0.5밀리미터(㎜) 깊이에 존재하는 곰팡이균의 필라멘크 구조를 0.6마이크로미터(㎛) 분해능으로 영상화하는데 성공했다.

연구팀은 CLASS 기술을 별도의 표지 없이 인체에 바로 적용할 수 있다고 설명했다. 그동안 수차 때문에 영상화가 힘들었던 뇌 조직, 안구 등을 관찰할 수 있다. 이 기술은 3차원 미세구조를 관측하는데 쓰이는 '공초점 현미경', 레이저 스캐닝 방식의 3차원 형광현미경인 '이광자 현미경', 내시경에도 접목할 수 있다.

최원식 부연구단장은 “이번 연구로 생체조직에 의한 이미지왜곡 문제를 해결할 수 있게 됐다”면서 “질병조기 진단을 위한 필수 관문을 극복했다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com

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