기도 표면의 섬모세포 운동 상황을 파악하는 기술로 호흡기질환을 신속 진단할 수 있게 됐다.
울산의대 서울아산병원 융합의학과 김준기 교수와 중앙대 최우준 교수 ,서울의대 호흡기내과 공동연구팀은 섬모세포 운동횟수를 자동측정하는 기술을 개발했다고 국제학술지 전기전자기술자협회 트랜잭션 온 메디컬 이미징(IEEE Transactions on Medical Imaging)에 발표했다.
호흡 기도의 표면에는 평균 7마이크로미터(μm) 길이의 섬모가 머리카락처럼 돋아있다. 이들은 주기적으로 나풀거리며 기도 속 병원균이나 바이러스 등을 가래를 통해 체외로 배출시킨다.
외부 유해인자에 장기간 노출되면 섬모세포의 운동기능이 떨어져 호흡기관에 염증이 생기고 폐렴 같은 만성 호흡기질환이 발생할 수 있다. 따라서 섬모운동 상황으로 호흡기질환 진단이 가능하다.
연구팀이 개발한 기술은 고속 카메라로 촬영한 영상에서 섬모운동의 신호를 측정하는 모션 콘트라스트 영상법. 그리고 운동횟수를 측정할 수 있는 이미지 상관법이다.
기존의 스펙트럼에 비해 섬모운동을 매우 정확하게 파악할 수 있다. 줄기세포 유래 3차원 페오가노이드 모델로 정확도를 측정한 결과, 정상 섬모세포들의 운동횟수가 사용자의 수기 결과와 정확히 일치하는 것으로 확인됐다. 초점이 흐린 영상 데이터에서도 섬모 운동횟수를 검출할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
한편 이번 연구는 보건복지부 보건의료기술 연구개발 사업 및 과학기술정보통신부, 산업통상자원부 사업의 지원을 받았다.