[함께하는 인천] 소리로 인체를 관찰하는 기술 ‘초음파’

몸이 불편해 병원에 내원하게 되면 진단을 위해 필수로 의료영상 검사가 먼저 이뤄진다. 이러한 검사 시 환자들은 방사선 피폭에 대해 큰 관심과 걱정을 가지고 있으므로 진단 의료영상 및 건강검진 분야에서 피폭 없이 몸속을 들여다볼 수 있는 방법들이 활발하게 활용되고 있다. 그 중 소리로 인체를 관찰할 수 있는 기술인 초음파는 피폭 없이 환자에게 고통이 거의 없는 방법으로 널리 사용되고 있고, 이용범위는 진단뿐만 아니라 악성종양 치료까지 범주가 확대하고 있다.

초음파란 사람이 들을 수 있는 주파수의 범위 이상을 가진 음파다. 병변 진단에 사용되는 임상 초음파는 약 1~10㎒ 주파수의 음파를 사용해 몸 안에서 반사되어 나오는 정보를 영상으로 획득하는 원리를 사용한다. 이러한 음파를 발생시키는 장치를 프로브라고 하며, 보고자 하는 인체 부위에 따라 적절한 형태를 사용하여 검사한다.

일반적으로 높은 주파수의 음파를 발생시키는 프로브를 사용할 경우 인체를 투과하는 깊이가 줄어들기 때문에 피부에 가까운 부위에 많이 사용되게 되고, 반대로 낮은 주파수의 음파를 발생시키는 프로브는 상대적으로 몸 안쪽의 병변을 관찰하는데 많이 사용한다. 예를 들면, 피부에 가까이 있는 구조물인 갑상샘의 병변을 관찰하기 위해 높은 주파수의 음파를 발생시킬 수 있는 선형 프로브를, 조금 더 안쪽에 있는 구조물인 간 또는 심장을 검사하기 위해서는 낮은 주파수의 음파를 발생시킬 수 있는 볼록형 또는 부채꼴형 프로브를 사용한다.

초음파를 사용한 영상학적 검사와 더불어 다양한 인체 혈관들의 정보를 획득할 수 있는 도플러 검사를 널리 사용하고 있다. 도플러 검사는 일반적으로 심혈관 및 목동맥의 혈류 의 양 및 흐름을 정확하게 진단할 수 있는 큰 장점이 있고, 특히나 상대적으로 쉽게 혈관의 직경, 심장의 두께 및 기능 등도 관찰할 수 있기 때문에 건강검진 시에도 널리 사용되고 있는 추세이다. 또한, 최근에는 프로브로 원하는 부위를 압박해 측정되는 저항 또는 단단한 정도를 기준으로 악성종양과 양성종양을 구분할 수 있는 탄성초음파 (elastography)가 개발되어 사용되고 있다. 탄성초음파의 결과영상은 조직의 단단한 정도에 따라 다른 색깔로 표시할 수 있어 상대적으로 단단한 형태의 악성종양을 피폭없이 진단할 수 있을 것으로 기대된다.

하지만 안전하다고 알려진 의료용 초음파를 사용할 때도 주의를 기울여야 한다. 악성종양을 치료하기 위해서는 강도가 매우 높은 형태의 초음파를 사용하기 때문에 정상조직 손상 또는 다양한 생물학적 효과가 몸 안에 나타날 수 있다. 또 초음파의 조사시간은 몸의 체온상승을 통한 생물학적인 효과가 발생하는 부분에 일부 기여한다고 알려져 있어 최근 이러한 형태들에서 발생할 수 있는 생물학적 위험에 대한 안정성의 기준을 마련하기 위해 다양한 연구가 이뤄지고 있다. 일반인들과 의료 전문가들의 인식이 매우 중요할 것이다.

이영진 가천대 메디컬캠퍼스 방사선학과 교수