Development of optical coherence tomography scanners and colposcope imager

Abstract

조직에 어떤 힘을 가할 때 그에 대응하여 나타나는 기계적 성질에는 인장강도, 탄성도, 피로강도, 내마모성 등이 있다. 그 중 조직 내의 상대적인 탄성도, 즉 강도를 측정하기 위한 동적 광단층 탄성영상법 시스템(Optical coherence elastography, OCE)을 개발하여 생체 조직에 적용하기 전 일반 물질을 샘플로 이용하여 OCE의 활용 가능성을 확인하였다. 또한 기존 시스템의 샘플단을 변형하여 샘플의 자기 간섭을 이용함으로써 시스템 설계 및 변형 속도 계산 상의 이점이 있음을 증명하였다. 한편, 천식은 다요인성 질병이나 그 중 특히 기도의 협착이 하나의 중요한 원인이다. 기도 협착증을 방치할 경우 호흡 곤란으로 이어질 수 있기 때문에 조기 진단 및 치료가 요구된다. 기관지 내시경은 기도의 절개 없이 기도 내부를 관찰할 수 있는 검사 방법이며, 연구 분야에서도 내시경을 활용한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 광 결맞음 단층촬영법(Optical Coherence tomography, OCT)의 강점은 정확한 측정으로, 기도의 협착을 증명할 수 있어 천식뿐만 아니라 기도협착으로 인해 발병되는 질병의 임상적 진단에 활용 할 수 있다. 따라서 내시경과 OCT를 결합한 시스템을 기도의 협착을 증명하기 위한 방법으로서 제안하였다. 또한, 남동부 아프리카에 위치한 에스와티니(구 스와질랜드)는 제3세계 국가 중 자궁경부암 발생률과 사망률이 가장 높고, 이는 5세 미만 영아의 높은 질병률 및 사망률과 연관성이 있다. 자궁경부암은 초기에 치료할 경우 예후가 양호한 것으로 알려져 있지만, 아프리카의 경우 조기진단이 매우 어려울 뿐만 아니라 특히 높은 에이즈 유병률을 나타낸다. 보건의료 서비스의 접근성 측면에서도 에스와티니 인구의 약 85%가 보건의료시설로부터 세계보건기구의 권고사항보다 원거리에 위치한다. 최근 에스와티니에서 자궁경부암 조기 검진에 대한 국가적 노력이 시작되었으나 경제적 낙후, 의료 인적 자원의 부족으로 인해 실효를 거두지 못하는 실정이다. 따라서 스마트폰 기반의 초산 도포에 의한 육안적 자궁경부 관찰법(Smartphone-based Visual Inspection with Acetic acid, SVIA)을 개발하여 초산 도포 전후 영상을 비교함으로써 자궁경부암의 SVIA 진단 소견을 확립하고, 자궁 경부 세포진 검사(Pap smear) 소견을 바탕으로 한 조기 진단 가능성을 확인하였다. 본 임상시험에서 획득한 데이터는 추후 인공지능 개발에의 활용을 위하여 동일한 조건에서 수행되었으며, 데이터를 보다 효율적으로 관리하기 위한 앱 또한 개발하였다.