'MRI 대신 초음파로'…부산대, AI 기반 저비용 고정밀 3D 영상 구현

(부산=뉴스1) 윤일지 기자 = 부산대학교 연구진이 광음향(레이저)과 초음파 영상 데이터를 AI(인공지능)를 활용해 자기공명영상(MRI)처럼 정밀한 3D 영상으로 바꾸는 기술을 개발했다.

부산대는 의생명융합공학부 김민우 교수 연구팀이 광음향 및 초음파(PAUS) 영상 기술을 결합해 AI를 기반으로 3D 해부학적 구조를 정밀하게 재구성하는 새로운 방법을 제시했다고 24일 밝혔다.

보통 병원에서 사용하는 초음파 영상은 2D(평면) 이미지로 제공되며, 의료진이 손으로 초음파 기기를 직접 움직이며 원하는 부위를 스캔한다. 그러나 인체는 복잡한 3차원 구조이기 때문에 2차원 영상만으로는 실제 몸속의 상태를 정확히 파악하기에 한계가 있다.

부산대 연구팀은 인공지능 기반 모델을 통해 복잡한 조직 구조를 가진 인체 내부를 자동으로 고품질 3차원으로 재구성할 수 있는 기술을 선보였다.

이 기술은 AI가 초음파 영상 간의 미세한 움직임을 정밀하게 분석해 탐촉자의 경로를 스스로 계산하고 이를 기반으로 해부학적 구조를 입체적으로 구현한다. 별도의 외부 위치 센서 없이도 영상 간 움직임을 정밀하게 분석한 자율 스캔 방식으로 레이저와 초음파를 활용해 고해상도 3D 영상을 생성한 것이다.

연구팀은 이 기술을 활용해 초음파와 레이저를 함께 사용하는 '광음향 영상'으로 아주 작은 혈관까지 3D로 보여주는 예시도 구현함으로써 실제 임상 현장에서도 이 기술이 유용하게 쓰일 수 있음을 보여줬다.

김민우 부산대 교수는 "초음파 영상은 그동안 사용자의 스캔 실력과 경험에 많이 의존해 왔다. 이번에 개발한 기술이 상용화된다면 스캔 된 모든 영역으로부터 정형화된 3D 구조를 제공할 수 있어 사용자의 숙련도에 덜 민감해지는 장점이 있다"며 "프리핸드 방식으로 광음향 3D 영상을 확장한 첫 시도로, 이를 통해 프리핸드 광음향 기술의 임상 활용을 가속화할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 부산대 의생명융합공학부 김민우 교수가 교신저자, 정보융합공학과 AI전공 이시열 박사과정생이 제1 저자로 수행해 국제 학술지 'IEEE Transactions on Medical Imaging' 6월 13일 자에 게재됐다.

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