[의과학 칼럼] MRI와 뇌질환 진단

박성홍 한국과학기술원 교수 (신진연구)

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  • 입력: 2016-11-22 17:02
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[의과학 칼럼] MRI와 뇌질환 진단
박성홍 한국과학기술원 교수 (신진연구)


의료영상 장비들이 개발되기 전까지 우리 몸의 내부에 문제가 있을 때 확인할 수 있는 유일한 방법은 수술을 통한 절개였다. 병원에서 많이 사용하는 CT, MRI, 초음파 등이 개발되고 상용화되기 시작한 건 불과 반세기 전이므로, 그 전까지는 우리 몸 내부를 보는데 많은 제약이 있었으리라 예상된다.

이러한 의료영상 장비들은 단순히 수술적 절개를 통해 확인할 수 있는 구조(anatomy)적인 정보들을 넘어서, 우리 몸의 생리(physiology)/대사(metabolism)적인 정보와 기능(function)적인 정보까지도 보여주는 장비들로 발전하고 있다. MRI는 이러한 의료영상 장비들 중의 하나로서 상대적으로 높은 해상도를 가지고, 구조/생리/대사/기능적 촬영이 하나의 장비에서 모두 가능하며, 방사능의 영향이 없어서 반복적 촬영이 가능함으로 인해 최근 30년 동안 매우 빠르고 역동적으로 발전해 왔다.

또한, MRI는 촬영 방법을 바꾸면 기존에 볼 수 없었던 우리 몸의 새로운 정보들을 보여줄 가능성이 있고 촬영 시간을 더 단축할 수 있기 때문에 관련해서 많은 연구들이 이루어지고 있다. 특히 뇌는 복잡한 구조/생리/대사/기능적인 특징으로 인해 MRI로 가장 많은 연구를 진행하고 있는 장기이다. 현재 뇌종양 또는 뇌졸중과 같이 기존의 MRI 영상에서도 확인이 되는 질환과 치매와 파킨슨병 같이 기존의 MRI 영상 기법으로 쉽게 확인이 어려운 퇴행성 뇌 질환도 효율적으로 진단하고 정량화하는 MRI 영상 기법들의 개발이 활발히 이뤄지고 있다. 뇌 질환 진단을 위해서는 여러 가지 생리/기능적인 척도들이 필요한데, 그 중에서 뇌에 단위시간당 공급되는 혈액량을 나타내는 관류(perfusion)는 거의 모든 뇌 질환 진단에 중요한 척도이기 때문에 MRI를 포함한 다양한 의료영상 장비에서 영상화 및 정량화되고 있다.

본 연구팀은 MRI를 통한 관류 영상기법의 개발에 관한 연구를 수행하고 있다. 기존에 병원에서는 관류를 측정할 때 조영제를 사용하는 것이 일반적인데, 본 과제에서는 조영제의 사용량을 줄이거나 아예 사용하지 않는 방법들을 개발하고 있다. 특히 조영제를 사용하지 않는 기법으로서, 영상 영역을 자동으로 쫓아가면서 동맥신호를 표지하는 새로운 관류 MRI 영상기법을 개발했다. 이를 통해 관류 MRI 영상기법의 촬영 시간을 줄이고 환자 개인별 차이를 줄일 수 있을 것으로 기대한다.

또한, 기존에 시도된 적이 없는 관류의 방향성을 매핑하는 새로운 관류텐서영상 기법을 개발했다. 악성 뇌종양은 혈관의 모양이 뒤틀린 경우가 많은데, 종양 제거 후에 종양이 다시 재발하는 경우 혈관의 뒤틀림이 먼저 일어나는 경우가 많다. 관류텐서영상 기법이 뇌종양 안팎의 복잡한 혈관의 뒤틀림과 그로 인한 복잡한 혈류의 방향성을 정량화할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

본 과제를 통해서 개발된 관류 MRI 영상기법들은 현재 기술적으로 더욱 더 최적화되고 있고, 임상적인 유용성 평가를 위해 다양한 뇌 질환에 적용되고 있다. 본 과제의 연구결과들을 통해 향후 병원에서 조영제 사용량을 줄여 환자의 안전성과 시간적/경제적 부담을 줄이고, 환자의 질환에 관계없이 촬영 시간을 줄이거나 동일한 촬영 시간에 더 다양한 정보를 획득하며, 기존에 볼 수 없었던 생리 정보들을 영상화해 뇌 질환 진단의 정확성과 실용성을 높이는데 기여할 것으로 기대한다.




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