스토리

[Tech Check] 혈관 탐사대로 심혈관계 질환을 예방하다

 

심혈관계 질환은 우리나라 3대 사망원인 중 하나이다. 이는 대부분 지방 등의 물질이 혈관 내부에 쌓이거나 지속적인 스트레스로 혈관이 비정상적으로 수축, 팽창을 반복하여 혈관이 좁아져서 발생한다. 그 치료를 위해서는 혈관이 좁아진 정도와 기타 이상 여부를 정확하게 판별하는 것이 중요하다. 하지만 기존 진료법인 관상동맥조영술은 투사영상을 이용하기 때문에 엑스레이의 진행 방향으로 혈관이 좁아진 현상이 발생한 경우, 이를 세세하게 구분하기가 불가능하다. 이에 비해 IVUS는 혈관 내부를 정확히 볼 수 있어 혈관 내부의 이상을 판별할 수 있다.

 

* 관상동맥은 심장을 둘러싼 동맥을 의미한다.

* 관상동맥조영술은 풍선이 달린 얇은 관을 심장으로 가는 동맥 혈관에 삽입하고 이를 심장의 관상동맥까지 진입시킨 뒤, 이 관에 조영제(시술 시 특정 조직이 잘 보이도록 투여하는 약물)를 주사하는 수술 방법이다. 이때 X선 촬영을 하면 조영제가 들어가 있는 관상동맥이 보인다.

이를 통해 관상동맥이 좁아진 정도를 파악할 수 있지만 이보다 혈관 내부를 정확하게 보여주는 기술은 IVUS이다.

 
 
 
 
 
IVUS로 촬영한 정상 혈관과 좁아진 혈관
 
 
 
 
 
IVUS가 부위별로 촬영한 혈관 내부 사진 
 
 
 
 

IVUS는 intravascular ultrasound의 약자로, ‘혈관 내 초음파’라는 의미이다. 이는 초음파 송수신기가 달린 작은 관을 이용하여 혈관 내부를 보여주는 기술로 통용된다.

초소형 초음파 변환자를 혈관 내에 삽입하여 그 내부의 초음파 영상을 실시간으로 임상의에게 제공한다. 이는 혈관의 협착 정도와 석회화 진행 여부 등을 파악할 수 있도록 하여 다양한 심혈관 질환을 진단할 수 있도록 해준다.

 
 
 
 

 
혈관 내 초음파 카테터 제어를 위한 풀백 시스템이 적용된 제품
 
 
 
 

서강대학교 전자공학과 장진호 교수 연구팀은 진단을 목적으로 혈관 내에 삽입한 관을 제어하기 위한 시스템을 개발하였다. 이 관은 IVUS에서 혈관 내를 탐사하기 위해 삽입하며, ‘카테터’로 불린다. 카테터는 미세한 크기를 이용하여 주로 인체에 삽입하여 체액을 배출하거나 약물을 주입하는 역할을 한다.

 

㈜바이오넷은 해당 기술을 이전 희망하였으며, 2018년 9월 서강대학교 산학협력단과 혈관 내 초음파 영상을 위한 초음파 송수신 시스템 및 신호처리 알고리즘 구현 노하우(Know-How) 기술 이전 계약을 체결하였다.

 

해당 기술은 초음파 카테터 제어를 위한 풀백 시스템을 개발하는데 이용될 수 있으며, ㈜바이오넷은 이를 통하여 카테터를 사용자가 원하는 거리만큼 이동시키기 위한 제품을 제작하였다. 혈관 내의 초음파 영상시스템은 초음파의 송수신을 통하여 영상을 만들기에 송수신 시스템 본체가 필요하다. 해당 제품은 카테터의 변환자와 연결되어 이를 회전시키고 이동시키기 위한 시스템 본체이다.

 

 
 
 

 
IVUS 시스템의 구성
 
 
 
 

IVUS시스템은 시스템 본체와 풀백시스템, 카테터와 초음파 변환자로 구성된다. 풀백시스템은 특정 부위의 영상을 촬영하기 위해 변환자를 해당 부위로 이동시키고 제어한다. 또한 초음파 변환자는 혈관 내에 삽입된 카테터와 함께하며 송수신 시스템으로부터 신호를 주고받으며 카테터의 제어를 돕는다.

 

해당 시스템의 개발으로 혈관의 좁아진 정도와 이상 여부를 정밀하게 진단하여 적절한 시술을 시행할 수 있을 것이다. 또한 이의 상용화는 대한민국의 3대 사망원인 중 하나인 심혈관계 질환을 근절하는 데 큰 도움이 될 것이다.

 
 
 
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