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기능적 근적외 분광법(fNIRS)의 신기술

전문가 제언: ○ 근적외분광법(NIRS: Near Infrared Spectroscopy)은 근적외광(파장: 650~1000㎚)을 시료(생체조직)에 조사하여 생체를 투과하거나 생체 내에서 반사한 빛을 검출하여 비침습적으로 뇌, 근육 및 기타 조직 내의 헤모글로빈(hemoglobin)의 농도와 산소결합(oxygenation)을 검출할 수 있는 영상기술이다. 다시 말해서 NIRS는 측정대상에 근적외광을 조사하여 그 흡광도에 의해 혈류량을 산출하는 수법이다.

○ 비침습적인 뇌기능 계측방법으로 최근에 주목을 받고 있는 기능적 근적외 분광법(fNIRS: functional Near-Infrared Spectroscopy)은 근적외광을 이용해서 뇌의 혈류변화를 비침습적으로 계측하는 방법이며, 계측원리는 근적외광을 이용한 뇌혈류의 헤모글로빈 산소화 정도의 측정에 바탕을 두고 있다. fNIRS는 여러 가지 장점을 가지고 있는데 반해 피질영역을 반사한 신호를 계측하기 위해 뇌심부의 계측이 곤란하다는 점과 혈류응답을 계측하는 동종의 MRI나 PET와 비교해서 공간 분해능이 낮다는 등의 단점을 가지고 있다.

○ 생체에 근적외광을 조사하여 조직을 투과한 fNIRS 신호를 검출하여 처리하면 산화 헤모글로빈 농도(Oxy Hb)와 환원 헤모글로빈 농도(Deoxy Hb)를 측정할 수 있다. 뇌의 활성화 영역은 혈액 속의 Oxy Hb에 의해 수송된 산소를 소비하고, Oxy Hb는 Deoxy Hb로 변한다. 이 두 가지 헤모글로빈은 가시광과 근적외광 영역에서 광 특성을 가지며, 기능적 근적외 분광법으로 측정한 이들의 농도는 뇌활동의 척도로서 사용될 수 있다.

○ 우리나라에서는 근적외 분광법(NIRS)을 이용한 뇌의 활성화 연구와 혈액의 헤모글로빈 산소결합 측정연구는 몇몇 대학에서 진행되고 있으며, 국내 관련 특허는 거의 없는 실정이다. 앞으로 기능적 근적외 분광법(fNIRS)을 이용하여 헤모글로빈 농도 변화를 측정하고, 실시간으로 정확하게 모니터링할 수 있는 기술의 개발이 시급하다고 사료된다.

저자: Akihiro Ishikawa
자료유형: 학술정보