테라헤르츠 영상을 이용해 악성 뇌종양 중 가장 흔한 뇌교종의 치료 성적을 높일 수 있는 연구결과가 나왔다. 서진석·지영빈·오승재 연세대 의대 영상의학과 교수(의생공연메디컬융합 연구소), 장종희·강석구 신경외과 교수, 주철민 기계공학과 교수팀은 뇌교종수술 시 테라헤르츠 영상으로 뇌교종과 정상 뇌조직의 경계를 찾아내 뇌종양 진단 정확도를 높이는 방법을 개발했다고 14일 밝혔다.

뇌교종은 뇌에 영양을 공급하는 신경교세포에서 발생하는 암으로 뇌 조직이 손상돼 마비, 언어장애, 의식저하, 경련 등 증상이 나타난다. 뇌압이 상승해 두통, 구토, 의식장애가 동반되기도 한다.
악성일 경우 평균 생존기간이 12~15개월로 예후가 좋지 않다. 외과적 수술로 정상 뇌조직의 손상을 최소화하며 암을 완전히 제거하는 게 최선이지만 정상 뇌조직과의 경계가 불분명하고 육안으로 구분이 힘들어 완전히 제거하기가 쉽지 않다.

최근 뇌항법장치시스템과 수술 중 자기공명영상(MRI) 또는 특수조영제 형광영상 촬영 등이 도입돼 뇌교종 수술 성공률이 향상됐다. 하지만 조영제는 호흡곤란, 쇼크, 심혈관 증상 등 부작용을 유발할 수 있고 수술 중 실시간 측정이 어려우며 일부 뇌교종은 진단이 어렵다.

이런 문제로 테라헤르츠파를 이용한 진단이 대안으로 제시되고 있다. 테라헤르츠파는 빛의 직진성과 전자파의 투과성을 동시에 가진 독특한 전자기파로 X-레이보다 에너지 방출량이 낮아 인체에 해가 없다. 또 생체 구성 성분에 민감히 반응해 병리조직 진단, 분자연구, 농작물 재배 등에 적용하기 위한 연구가 진행 중이다. 의학 분야에서는 유방암이나 피부암 진단에 활용하기 위한 연구가 이뤄지고 있다.

연세대 연구팀은 테라헤르츠 의료영상의 뇌교종 검출에 대한 유효성을 증명하기 위해 뇌교종 세포를 주입한 실험쥐 4마리에서 샘플을 체취한 뒤 테라헤르츠 의료영상을 촬영하고, 특수조영제를 이용한 의료영상과 조영제를 사용하지 않은 최신 광학 의료영상을 비교했다. 그 결과 테라헤르츠 의료영상이 뇌교종을 더 민감하게 검출했다. 또 14명의 환자에서 체취한 뇌교종 검체를 테라헤르츠 의료영상으로 구분할 수 있는지 분석한 결과 검출률 100%를 기록했다.

이번 연구로 테라헤르츠 영상이 일반광학영상, 조직염색사진(병리검사사진), 광학단층영상(OTC 의료영상), 특수조영제 형광영상보다 뇌교종을 명확히 확인하는 데 유리한 것으로 나타났다. 서진석 교수는 “테라헤르츠영상은 수술 중 조영제 없이 뇌교정을 실시간으로 모두 확인할 수 있어 정상 뇌신경세포를 최대한 보호하고 뇌교종만 적출하는 데 효과적일 것”이라며 “동물실험, 인체검체실험, 생체내 실험을 모두 거쳐 테라헤르츠 의료영상의 유효성을 검증했다”고 설명했다.

지영빈 박사는 “테라헤르츠 의료영상을 이용한 의료기기 개발 사례가 세계적으로 몇 건에 불과한 만큼 관련 기술을 빠르게 선점해 고부가가치를 창출하고 새로운 시장을 개척할 것”이라고 밝혔다.

연구팀은 이번 연구결과를 ‘다중 광학 융합영상 기반 실시간으로 뇌종양을 진단하는 방법 및 장치(출원번호: 10-2015-0128726)’라는 이름으로 특허 출원했다. 오는 24일엔 한국보건산업진흥원이 주최해 열리는 ‘보건의료 TLO 성과대전’에 초청돼 연구결과를 발표할 예정이다.
이번 연구결과는 세계적 과학저널인 네이처 출판그룹이 발간하는 ‘사이언티픽리포트(Scientific Reports)’ 최신호에 게재됐다.