KIST 박기주 박사팀. 압력 변화 집속초음파로 수술 방법 개발
기존 기술보다 한 단계 향상돼 종양 수술에도 활용될 수준

국내 연구진이 칼 대신 초음파로 외과 수술을 할 수 있는 방법을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구센터 연구진은 강도를 조절할 수 있는 집속초음파를 이용해 정밀하고 미세하게 생체 조직을 파쇄할 수 있는 새로운 초음파 수술기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 음향학 분야 국제학술지 ‘초음파 음향화학’에 실렸다.

의료에서 사용되는 초음파는 정밀 검사 뿐만 아니라 외과 수술에도 이용되고 있다. 특히 초음파를 이용한 외과수술은 피부를 절개할 필요가 없기 때문에 환자의 불편함을 덜어줄 수 있다는 장점이 있다. 특히 초음파를 작은 부위에 집중시켜 100분의 1초라는 짧은 시간에 만들어지는 강한 기포로 주변 생체조직을 칼로 자른 듯 물리적으로 파괴할 수 있는 집속초음파 수술법은 치료과정을 관찰하고 치료시간도 짧고 회복도 빠르다. 그렇지만 생체조직을 파쇄하면서 형성되는 충격파 산란효과 때문에 정밀도가 낮아져 주요 장기나 혈관에 붙어 있는 조직이나 종양을 제거하는데는 적용하기 어렵다.

이에 연구팀은 집속초음파가 집중되는 초점에서 압력 세기를 변화시키는 방법으로 충격파 산란효과를 줄여 정밀 수술이 가능하게 했다. 기존 집속초음파 기술은 수~수십㎜ 단위로 제어가 가능하지만 수십~수백㎛(마이크로미터) 단위로 제어가 가능해 생체조직을 정밀하게 파쇄할 수 있다. 연구팀은 음향 시뮬레이션과 초고속 카메라를 이용해 인체조직 모사실험과 동물실험을 통해 이 같은 효과를 관찰하는데 성공했다.

연구를 이끈 박기주 박사는 “이번에 개발한 집속초음파 기술은 초음파 압력을 조절해 파쇄 범위와 강도 조절이 가능하기 때문에 원하는 특정 세포만 선택해 파쇄할 수 있다”라며 “관련 초음파 기술을 국내와 미국에 특허출원한 상태이며 정밀수술과 시술에 사용할 수 있는 핸드헬드 타입 초음파 의료기기 상용화 연구를 진행 중”이라고 밝혔다.