GIST, 뇌혈류 변화·속도 정량적 측정 광영상 기술 개발
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GIST, 뇌혈류 변화·속도 정량적 측정 광영상 기술 개발
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  • 승인 2021.08.24 08:00
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광혈전증 마우스 모델에서 개발한 방법으로 정량적인 속도 지도로 광혈전증 전후 및 진행도중의 대뇌 피질의 혈류 지도를 보여주는 그림.
광혈전증 마우스 모델에서 개발한 방법으로 정량적인 속도 지도로 광혈전증 전후 및 진행도중의 대뇌 피질의 혈류 지도를 보여주는 그림.

광주과학기술원(GIST)은 정의헌 의생명공학과 교수팀이 뇌혈류 변화와 속도를 정량적으로 측정할 수 있는 광영상 기술을 개발, 뇌졸중 등 혈관질환에 대한 새 치료법을 제시했다고 24일 밝혔다.

인간 뇌는 체질량의 2%에 불과하지만 신체 산소와 영양소 20%를 소비한다. 뇌 신경이 활성화되는 곳에는 혈류를 증가해 산소와 포도당을 원활히 공급한다. 따라서 뇌 혈류의 변화와 속도를 측정하는 것은 대뇌 대사 및 뇌혈관 병리를 이해하는데 매우 중요하다. 하지만 기존에는 혈류가 이동한 전·후 변화를 살펴볼 수는 있어도 혈류 속도를 측정하는 데 한계가 있었다.

정 교수팀은 레이저 광선을 뇌에 조사해 생기는 간섭무늬인 스페클을 분석해 대뇌표면에 뇌경색이 발생했을 때 뇌혈류의 변화와 속도를 정량적으로 측정할 수 있는 시스템을 개발했다. 수학적 모델링이나 보정없이 스페클 분석만으로 실시간으로 변화하는 혈류의 속도를 정량적으로 측정할 수 있다.

연구팀은 전임상 허혈성 뇌졸중 모델에서 실시간으로 혈류 변화를 정량적인 속도지도로 보여줌으로써 혈관질환에 대한 새로운 치료법 효능을 객관적으로 비교할 수 있도록 했다.

특히 광학음향변조기를 이용해 살아있는 생체조직에서 혈관 속 혈구세포의 실시간 움직임을 분석해 동물 질환모델에 응용할 수 있는 방법을 제시했다.

정의헌 교수는 “기존 레이저 스페클 영상의 한계를 극복해 생체혈류 속도를 정량적으로 분석할 수 있는 새로운 기법을 제시했다는 데 의미가 있다”며 “향후 동물모델에 기반한 뇌졸중 치료법 개발 및 혈관질환 임상연구에 응용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 정 교수(교신저자)가 주도하고 의생명공학과 모신 쿠레쉬(제1저자) 박사과정 학생이 수행했다. 한국연구재단 중견연구자지원사업과 GIST 연구원(GRI) 등의 지원을 받아 이뤄졌다. 연구 논문은 광학분야 저명 학술지인 ‘옵티카(Optica)’ 최신호에 온라인으로 게재됐다.

정의헌 GIST 교수.
정의헌 GIST 교수.

 


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