움직이고 있는 생물체의 뼈대를 3차원으로 살려낸 새로운 의료영상시스템
최근 미국 브라운대학에서는 컴퓨터 단층촬영(CT) 스캐너, 엑스레이 비디오, 컴퓨터 소프트웨어 등을 결합해 의사와 과학자들에게 실제로 움직이고 있는 생물체의 뼈대를 3D 영상으로 보여주는 영상시스템을 개발해냈다.
물론 이전에도 살아 움직이는 생물을 관찰할 수 있는 의료영상기술이 여럿 존재했지만 이들은 각각 속도, 해상도, 깊이 등에서 단점을 지니고 있다.
예를 들어 CT 스캐너는 비교적 자세한 3D 뷰를 제공하지만 스캔 속도가 느리고 대상이 완벽하게 고정돼 있어야 한다.
그리고 형광투시법은 빠른 속도로 다수의 엑스레이를 연속 촬영해 동영상을 만들 수 있지만 2D에 한정돼 있으며 CT보다 해상도가 매우 낮다.
하지만 CTX 영상이라는 이 새로운 프로세스는 이들 기술을 모두 결합해 걷고 뛰고 점프하는 생물의 뼈 모양을 3D 애니메이션으로 만들어낼 수 있다.
아직은 시제품에 불과하고 방 하나를 다 차지할 정도로 부피가 크지만 이미 새의 비행이 어떻게 진화돼 왔는가와 같은 까다로운 생체 역학적 문제의 해답을 찾는데 일조하고 있다.
그리고 나아가서는 뼈대, 인대, 관절 부상과 관련해 더욱 좋은 치료법을 개발하고 있는 의사들에게도 큰 도움이 될 수 있을 것이다.
현재 브라운대학에서 CTX 프로그램을 이끌고 있는 엘리자베스 브레이드너 생체역학과 교수는 CTX 영상기의 크기를 빠른 시간 내에 안경 사이즈로 축소할 수는 없겠지만 최소 2010년에는 실시간 비디오를 만드는 상용화 버전을 만날 수 있을 것이라고 말한다.
HOW IT WORKS
CTX 영상은 CT스캔너와 엑스레이 비디오를 결합해 3D 애니메이션을 만들어 낸다. 우선 악어와 같은 대상을 CT 스캔해 뼈대의 3D 모델을 만들고, 고속 형광투시법을 이용해 서로 다른 두 각도에서 움직이는 악어를 기록한다.
그리고 연구원들이 이들 두 데이터 세트를 영상처리 소프트웨어에 넣으면 어떤 각도에서도 움직임이 살아 있는 뼈대의 애니메이션을 만들어 낸다. 3D 뷰의 해상도는 10분의 1mm며, 촬영 속도는 초당 1,000 프레임이다.
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