시사위크=박설민 기자  국내 연구진이 사람의 눈 구조를 그대로 구현한 ‘인공 눈’ 개발에 성공했다. 망막 질환 검사 정확도와 신뢰성을 한층 더 높일 수 있을 것으로 기대된다.

한국표준과학연구원(표준연)은 사람의 망막 구조층과 미세혈관을 정확히 구현한 '망막 모사 안구 팬텀(Phantom)'을 개발했다고 29일 밝혔다.  팬텀은 의료영상기기의 성능을 평가·분석·조정하기 위한 도구다. 인체 대신 장비에 삽입돼 측정의 기준이 된다.

망막은 카메라 필름처럼 빛을 감지해 시각 정보를 뇌로 전달한다. 최근 고령화와 전자기기 사용, 유전적 요인으로 인해 망막 질환이 증가하고 있다. 망막은 한번 손상되면 회복이 어렵다. 때문에 질환의 조기 진단과 모니터링이 무엇보다 중요하다.

현재 안과에서는 다양한 망막 질환을 알맞게 진단하기 위해 광간섭단층촬영(OCT), 형광안저혈관조영술 등 영상진단 장비를 활용한다. 문제는 진단 장비의 측정값이 병원별, 제조사별로 달라도 이를 평가하고 보정할 수 있는 표준화된 기준이 없다. 이로 인해 진단 결과의 일관성과 신뢰성을 높이는 데 한계가 있었다.

이를 해결하기 위해 표준연 나노바이오측정그룹과 의료융합측정그룹은 인체 망막의 구조와 기능을 정교하게 재현한 인공 눈, ‘망막 모사 안구 팬텀’을 개발했다. 연구진이 개발한 팬텀은 눈금이 표시된 자처럼 진단 장비의 성능을 정확히 측정할 수 있도록 제작됐다. 

이번에 개발한 팬텀을  망막 진단 장비에 삽입한 후 측정하면 이미지 해상도, 시야 범위를 포함한 장비의 주요 성능을 객관적으로 검증하고 교정할 수 있다. 기존 망막 팬텀은 망막 층과 혈관 일부만 단순 모사하는 데 그쳤다. 반면 신규 팬텀은 망막의 13개 구조층, 곡률, 미세혈관 네트워크 형태와 혈류, 망막 자가형광까지 정밀하게 재현했다.

실제 망막과 비교해도 거의 구조적 특성이 일치했다. 연구진에 따르면 인간의 망막과 팬텀의 구조는 90% 이상 일치한다고 한다. 이 팬텀은 다기능성으로 제작되어 단층 촬영 장비부터 혈관조영술 장비까지 모든 진단 플랫폼에 적용할 수 있다. 

이상원 표준연 나노바이오측정그룹장은 “최근 망막 질환 진단 수요가 증가하며 AI를 활용한 진단법이 널리 쓰이고 있다”며 “이번 팬텀을 이용해 진단 장비를 교정하면 고품질의 학습 데이터를 확보할 수 있어 AI 기반 진단 장비의 성능 향상에도 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제학술지 ‘커뮤니케이션즈 엔지니어링(Communications Engineering)’에 7월 게재됐다.