[사이언스리뷰] 화상진단의학의 끝없는 진화
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작성자 : NMSNUH 작성일2007-04-20 조회9,863회관련링크
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| [사이언스리뷰]화상진단의학의 끝없는 진화 | ||
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엑스선의 발명과 거의 같은 시기에 시작된 의물리학의 다른 한 분야는 마담 퀴리가 발견한 자연방사선을 이용한 핵의학이다. 핵의학은 엑스선 사진으로는 판독이 불가능한 장기에 방사성동위원소를 약물로 주입해 환부를 촬영하거나 강력한 방사선을 이용하여 암을 치료하는 방사선 치료 분야로 발전했다. 1930년대 미국 버클리국립연구소의 어네스트 로런스가 발명한 입자가속기는 핵물리학 분야에 지대한 공헌을 했는데 그 당시 로런스의 혜안은 그의 동생 존 로런스로 하여금 입자가속기를 이용해 생산되는 인공 방사성동위원소의 의료 분야 이용을 새로이 개척하도록 하여 진단과 치료 분야에 수많은 새로운 기법을 개발했으며 현대적 핵의학의 창시자로까지 불리고 있다.
수학적 원리로부터 창안된 단층촬영기법은 실용적 전자계산기의 개발과 함께 1972년에 엑스선을 이용한 컴퓨터단층촬영(CT) 장치가 개발돼 다양한 단면의 2차원 평면 투과영상이 얻어지게 됐고(1979년 노벨의학상 수상) 화상처리 소프트웨어의 개발로 3차원 영상까지 재구성되는 획기적 진단기법으로 발전됐다. 이 기술로 혈관만 보는 3차원 영상, 뼈의 구조만 재구성한 3차원 영상 등 다양한 진단 영상이 가능하게 됐다.
임상의학의 발달로 다양한 종류의 질병이 확인되고 그에 따라 새로운 진단기법의 필요성도 대두됐다. 1945년 발견된 핵자기공명(NMR) 현상을 이용하면 수소원자의 분포를 알 수가 있는데 이 원리를 1970년대 후반에 단층촬영기법과 결합해 개발된 것이 자기공명영상법(MRI)이다. 환자들의 공포심 유발을 피하기 위해 ‘핵’자를 빼고 작명을 한 것이다. 사실 MRI는 엑스선이나 방사성 물질을 전혀 사용하지 않고 수소원자핵이 자기장의 세기에 따라 특정 주파수에서 공명한다는 원리를 이용한 것이다. 자기장이 강할수록 사진의 해상도가 우수하여 대부분의 MRI 장치가 극저온헬륨을 이용한 초전도전자석으로 매우 강력한 자장을 만들도록 돼 있다. 수술이 곤란한 암 부위를 방사선으로 치료할 경우 MRI단층촬영(2003년 노벨의학상 수상)을 통한 환부의 정확한 3차원 영상은 주위 조직의 손상을 최소화할 수 있는 치료 계획에 절대적인 정보가 된다.
그 밖에도 몸속 혈액 흐름의 상태를 살펴봄으로써 질병의 예방 혹은 진단이 가능한데 이것은 CT나 MRI 촬영으로는 판독이 불가능하다. 소형가속기를 이용해 생산된 짧은 반감기를 가진 인공 양전자방출 동위원소 시약을 혈액 속에 주입한 후 양전자붕괴와 동시에 방출되는 신호를 단층촬영기법으로 영상화하는 양전자방사단층촬영(PET) 장치가 1978년 버클리연구소에서 개발됐고 그 탁월한 성능이 입증되면서 우리나라도 대형 종합병원이 보유하는 화상진단장비의 하나가 되고 있다.
지난 30여년 동안 이루어진 화상진단의학의 발전을 되돌아보면 CT, MRI, 그리고 PET 장치의 기능을 동시에 수행하는 첨단 진단장치의 등장도 시간문제일 것 같다는 생각이 든다.