포스텍(POSTECH·총장 김무환)은 김철홍 전자전기공학과·IT융합공학과 교수·박사과정 최성욱 씨, 징거양 박사, 이승철 기계공학과 교수·박사과정 이수영 씨 연구팀이 딥러닝 이용해 3차원(3D) 소동물 전신 광음향 컴퓨터 단층촬영 시스템을 대폭 개선했다고 13일 밝혔다.
연구팀은 최근 딥러닝을 이용해 광음향 컴퓨터 단층촬영 동물 영상 결과를 고해상도 및 고속으로 동시 구현할 수 있는 기술을 개발했다. 관련 연구는 최근 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 공개됐다.
세계적으로 딥러닝을 통해 해상도를 높이는 연구는 활발하다. 이번 연구는 최초로 3D 다중 매개변수 광음향 컴퓨터 단층촬영에 딥러닝 기술을 적용했다는 점에서 높이 평가된다. 동물 전신 영상은 물론이고 심장·신장·뇌 등 생체 조직의 움직임을 고해상도 및 고속·실시간 모니터링을 할 수 있다. 특히 혈관에 약물을 주입해 생체에 퍼지는 것을 관찰하는 약물동태학과 각 조직 산소포화도를 측정할 수 있는 기능 영상에도 딥러닝 적용이 가능하다는 것을 보여준 연구다.
동물로 학습된 인공신경망을 인간에게도 적용 가능함을 입증했다. 인공신경망 훈련에 사용되는 광학파장과는 독립적으로 인공신경망이 동작하기 때문에 하드웨어 설비를 단순화하면서 속도와 품질을 모두 잡았다는 데 의미가 있다.
이번 연구결과에서 광음향 컴퓨터 단층촬영 기술이 하드웨어 제원에 영향을 받지않고 고해상도·고속 영상을 구현할 수 있다는 점이 증명됨에 따라 다양한 환경에서 광음향 영상이 쓰일 수 있을 것으로 기대된다.
이번 연구는 한국연구재단의 중견기술·BRIDGE융합연구개발사업·글로벌박사양성사업·글로벌프런티어사업·범부처전주기의료기기연구개발사업·산업혁신인재성장지원(R&D)·BK21 사업 지원으로 수행됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
