초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 생체조직의 단층 구조와 광열 현상에 기반한 분자 영상 정보를 고속으로 동시 취득 가능한 신개념 광열 광간섭 단층 영상 기술(Optical Coherence Tomography, OCT)을 개발하고 이의 심혈관 죽상판의 분자영상 적용을 목표로 하였음. 심혈관 내 죽상경화판(Plaque)에 일시적으로 점착되는 인가 약물인 Indocyanine green (ICG)의 근적외선 영역에서의 높은 흡수율에 착안, 단층 구조 영상 촬영과 동시에 근적외선 광열광을 조사하여 발생하는 열적 위상 변화를 측정, 영상화 함.

□ 연구개요
본 연구는 생체조직의 단층 구조와 광열 현상에 기반한 분자 영상 정보를 고속으로 동시 취득 가능한 신개념 광열 광간섭 단층 영상 기술(Optical Coherence Tomography, OCT)을 개발하고 이의 심혈관 죽상판의 분자영상 적용을 목표로 하였음. 심혈관 내 죽상경화판(Plaque)에 일시적으로 점착되는 인가 약물인 Indocyanine green (ICG)의 근적외선 영역에서의 높은 흡수율에 착안, 단층 구조 영상 촬영과 동시에 근적외선 광열광을 조사하여 발생하는 열적 위상 변화를 측정, 영상화 함. 기존 광열 OCT와는 대조적으로 고속 광열 OCT 영상을 실현하고자 고속 광열 조사 시 파장별 위상 변화를 감지하는 신호 처리 기술을 개발하고, 이를 이용하여 실시간 광열기반 죽상경화판 분자영상에 적용함.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구진은 연구 목표인 “표적 물질/조직 감지 단층 영상 기술의 개발 및 이를 위한 영상/신호처리 기술 개발, 이에 대한 동물 생체 조직 대상 감지 실현”을 위한 다종의 영상 기술과 영상/신호처리 기술 개발에 매진, 관련 성과를 달성하였음. 테라헤르츠 영상을 도입, 동물 조직 내 종양 등 표적물질의 분포의 고감도 감지를 실현하였음. 초고분해능 분자영상 광간섭 단층영상 장비인 micro-OCT(Optical coherence tomography) 기술을 개발, 안구 공막 조직 상 미세 관통 경향과 혈관 조직 특유의 다층 근섬유 구조의 영상화에 성공하였음. 또한 OCT 영상 조직 내 병변 판독률 향상을 위해, OCT 영상 분석에 심층 신경망 기술 (Deep neural network)을 적용, 유방조직 내 종양의 위치를 자동으로 판독 가능한 기술을 개발하였음. 이외에도 광열 광산란 기반 표적 물질 농도 측정 기술, LED 기반 저가 정량 위상 현미경 기술 등 다수의 파생 기술을 개발하여, 후속 연구를 통해 OCT 분야 외에도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 예상함.

□ 연구개발결과의 중요성
연구 결과는 생체 조직 내 표적 조직/물질의 분포를 정량적으로 감지 가능한 영상 기술과 관련 영상/신호처리 기술에 관련된 것으로, 광간섭 단층 영상뿐만 아니라 여타 유사한 영상 기술에 폭넓게 활용될 수 있음. 본 연구진은 과제 수행 중 정량 위상 현미경 기술, 스펙클 기반 광열 효과 감지 기술 등 다수의 유망 기술을 발굴, 임상에서의 활용 가능성 및 상업화 가능한 바이오센서로의 발전을 모색중임

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 가. OCT + 반사테라헤르츠파 결합 다중영상 기술을 이용한 뇌교종 고감도 감지 실현 ... 4
• 나. 초고분해능 광간섭 단층 영상 기술(Optical coherence tomography, OCT) 개발 ... 5
• 다. Machine-learning 기반 OCT 구조 영상내 유방암 조직 검출 기술 개발 ... 7
• 라. 광 간섭 단층 영상기술과 심층신경망(Deep Neural Network, DNN)을 결합한 유방 암 수술 중의 조직 내 종양 위치 분석기술 개발 ... 7
• 마. 색 암호화를 이용한 정량 위상 측정 기술 개발 ... 8
• 바. 색 암호화된 LED 광조사법 기반 다중 모드 현미경 기술 개발 ... 8
• 사. 광열 광 산란 신호 기반 혈액내 헤모글로빈 농도 측정 기술 개발 ... 9
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 11
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 36