한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)이 사람의 망막 구조와 미세혈관을 정교하게 재현한 ‘망막 모사 안구 팬텀(Phantom)’을 개발했다. 이번 성과는 안과 영상진단 장비의 성능을 객관적으로 평가하고 교정할 수 있는 기준을 마련해 망막 질환 검사 정확도와 신뢰성을 크게 높일 것으로 기대된다.
망막은 카메라 필름과 같이 빛을 감지해 시각 정보를 뇌로 전달하는 역할을 한다. 그러나 고령화와 전자기기 사용 증가, 유전적 요인 등으로 망막 질환 환자가 늘고 있으며, 손상된 망막은 회복이 어려워 조기 진단과 모니터링이 매우 중요하다. 현재 광간섭단층촬영(OCT), 형광안저혈관조영술 등 다양한 영상진단 장비가 활용되고 있으나 병원과 제조사에 따라 장비의 측정값이 다르다는 문제가 지속적으로 지적돼 왔다. 이를 평가하고 보정할 표준화된 기준이 없어 진단 결과의 일관성과 신뢰성 확보에 한계가 있었다.
KRISS 나노바이오측정그룹과 의료융합측정그룹은 이러한 문제를 해결하기 위해 인체 망막의 구조와 기능을 그대로 구현한 인공 눈, 망막 모사 안구 팬텀을 개발했다. 연구진이 만든 팬텀은 눈금이 있는 자처럼 진단 장비 성능 측정을 가능하게 해 이미지 해상도, 시야 범위 등 장비의 주요 성능을 객관적으로 검증하고 교정할 수 있다. 기존 팬텀이 망막 층과 혈관 일부만 단순히 모사한 수준에 머물렀던 것과 달리, 이번 팬텀은 망막의 13개 구조층, 곡률, 미세혈관 네트워크와 혈류, 망막 자가형광까지 정밀하게 재현해 실제 망막과 90% 이상 일치한다. 또한 단층촬영부터 혈관조영술까지 다양한 진단 장비에 적용 가능한 다기능성을 갖췄다.
이번 개발로 의료기관은 진단 장비의 성능을 명확히 평가하고 교정할 수 있는 기준을 확보하게 됐으며, 환자들은 병원에 관계없이 일관되고 믿을 수 있는 검사 결과를 받을 수 있게 됐다. 이로써 망막 질환 진단과 치료 모니터링의 정확도가 한층 강화될 전망이다.
산업 현장에서도 활용도가 높을 것으로 보인다. 망막 진단 장비 제조사들은 팬텀을 이용해 시제품 단계에서 성능을 점검하고 개선할 수 있으며, 생산 공정 전반의 품질 관리에도 적용할 수 있다. 또 실제 망막과 유사한 팬텀을 활용한 교육 과정은 의료진의 진단 역량과 장비 활용 능력을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.
KRISS 이상원 나노바이오측정그룹장은 “최근 망막 질환 진단 수요가 증가하며 AI 기반 진단법이 널리 도입되고 있다”며 “이번 팬텀으로 장비를 교정하면 고품질 학습 데이터를 확보할 수 있어 AI 기반 진단 장비의 성능 향상에도 도움이 될 것”이라고 밝혔다.
이번 연구성과는 과학기술정보통신부 글로벌TOP전략연구단 사업과 범부처전주기의료기기연구개발사업단의 지원을 받았으며, 지난 7월 국제 학술지 ‘커뮤니케이션즈 엔지니어링(Communications Engineering)’에 게재됐다.
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