두 파장 동시 조사로 산소포화도 오차 줄였다

부산대학교와 미국 캘리포니아공대 공동 연구진이 혈액의 산소포화도를 정밀하게 측정하는 주파수 영역 광음향 현미경 기술을 개발했다. 부산대 첨단융합학부와 컬러변조 초감각 인지기술 선도연구센터 엄태중 교수 연구팀은 캘리포니아공대 리홍 V. 왕 교수와 협력해 서로 다른 파장의 빛을 동시에 활용하는 측정 방식을 구현했다.

연구진이 구축한 ‘FD-PAM 시스템’은 488nm와 515nm 파장의 빛을 한꺼번에 조사한 뒤, 각 파장에서 발생한 신호를 서로 다른 주파수로 구분한다. 산소화 혈액과 혼합 혈액, 탈산소화 혈액을 대상으로 검증한 결과 산소포화도 측정 정확도는 오차 ±1.7% 이내로 확인됐다. 순차 조사 과정에서 생길 수 있는 시간차를 없애 측정 신뢰도를 높인 것이 기술의 핵심이다.

산소포화도는 인체 조직에 산소가 어느 정도 공급되는지 나타내는 주요 생체지표다. 혈관 기능과 대사 변화, 질병의 진행 상태를 반영해 질병 진단뿐 아니라 약물 투여 뒤 나타나는 반응과 치료 효과를 평가하는 정보로 활용될 수 있다. 기존 광음향 현미경은 여러 파장의 빛을 차례로 비추는 경우가 많아 측정 시점의 차이가 정확도와 신뢰도를 떨어뜨릴 가능성이 있었다.

이번 연구에는 부산대 컬러변조 초감각 인지기술 선도연구센터 이용재 연구교수가 제1저자로 참여했고, 엄태중 교수가 교신저자를 맡았다. 캘리포니아공대 리홍 V. 왕 교수는 공동저자로 이름을 올렸다. 두 파장을 동시 조사해 기존 방식의 시간차 문제를 보완한 연구 성과는 국제 학술지 ‘포토어쿠스틱스(Photoacoustics)’ 6월호에 게재됐다.