정밀한 자기 로봇이 대장암을 감지합니다.

의학 분야에서 비침습적 모니터링은 가장 유망한 분야이자 동시에 가장 어려운 분야로 여겨집니다. 예를 들어, 애플은 손목에 착용하는 비침습적 혈당 모니터링을 연구하고 있으며, 삼성은 이미 스마트워치를 통한 혈압 모니터링을 구현했습니다.

하지만 대장암과 같은 심각한 건강 문제의 경우, 병원 방문이 필요하게 되며, 고가의 검사와 복잡한 진단 절차가 필요합니다. 예를 들어 대장암 진단을 생각해 보세요. 전암성 종양을 확인하기 위해서는 내시경이나 대장내시경 검사가 선호됩니다. 내시경 검사는 카메라가 장착된 관을 체내에 삽입하여 영상을 촬영하는 검사입니다. 대장암은 조기에 발견하면 치료 및 회복 가능성이 높아지므로 조기 발견이 중요합니다.

암 생검의 미래는?

작은 동전만 한 크기의 비침습적 기구를 사용하여 체내에서 장을 검사할 수 있다면 어떨까요? 전문가들이 바로 그것을 달성했습니다. 리즈 대학 초소형 초음파 센서를 장착한 소형 자기 로봇을 개발함으로써, 언젠가는 물리적 생검의 필요성을 없앨 수 있을 것입니다. 이는 대장암 조기 진단 분야에서 중요한 발전을 의미합니다.

로봇의 체내 움직임은 조이스틱을 통해 외부에서 대형 영구 자석 배열을 통해 제어됩니다. 특히, 회전 및 스캐닝 동작은 독립적으로 제어할 수 있습니다. 테스트 과정에서 로봇은 암 진단에 필요한 고해상도 3D 스캔을 촬영하고 장벽 병변과 같은 이상 징후도 감지했습니다. 이는 의료 진단 분야의 새로운 지평을 열었습니다.

연구팀은 올로이드(oloid)라는 독특한 모양을 만드는 것부터 시작했습니다. 올로이드는 Plus가 더 자유롭게 움직일 수 있도록 하고 장 내강 내에서 쉽게 회전할 수 있도록 합니다. 이 독특한 모양의 껍질에는 고해상도 3D 장 벽 이미지를 포착하는 고주파 센서가 장착되었습니다. 이 기술은 더 안전하고 저렴하며 다양한 분야에 적용 가능하며 정확도도 더 높습니다.

올로이드 자기내시경(OME)은 직경 2cm가 조금 넘으며 3D 프린터를 사용하여 레진으로 제작되었습니다. 인간의 장, 식도, 위를 모사한 표면에서 테스트되었습니다. 연구팀은 인공 장에서의 테스트 후 돼지 장에서의 효과도 확인했는데, 이는 2026년 인체 임상 시험 시작을 앞두고 필수적인 단계입니다.

연구소 로봇 및 자율시스템학과 교수이자 학과장인 피에트로 발데스트리는 OME가 대장암 진단을 가능하게 하고 즉각적인 검진 결과를 제공한다고 말합니다. 후자는 매우 중요합니다. 이러한 빠른 속도는 조기 치료 시작에 기여하여 회복 가능성을 높입니다.

중대한 암 치료 문제 해결

현재 생검 방법은 조직 샘플을 채취하여 실험실로 보내는 과정으로, 결과가 나오기까지 며칠에서 몇 주까지 걸릴 수 있습니다. 연구팀은 이 방법을 통해 진단과 치료 사이의 대기 시간을 사실상 없앴다고 밝혔습니다. 이러한 발전은 조기 암 발견 및 치료 분야의 획기적인 발전을 의미합니다.

OME 엔지니어링 팀은 "위장관이나 장 깊숙한 곳의 탐침에서 고해상도 3D 초음파 영상을 생성하는 것이 이번이 처음입니다."라고 말하며, 이러한 성과는 이전에는 달성된 적이 없다고 덧붙였습니다. 이는 의료 영상 기술의 발전 덕분입니다.

연구팀은 로봇 장치를 개발하기 위해 28MHz 마이크로 초음파 어레이를 사용하여 장 벽의 상세한 3D 스캔을 생성했습니다. 의료 전문가들은 수집된 데이터를 사용하여 현미경으로 조직을 분석하여 기존 내시경 검사와 유사한 단면 영상을 생성할 수 있습니다. 이 기술은 진단 분야의 패러다임 전환을 의미합니다.

고주파 초음파 촬영은 전문가들이 장 벽의 미세한 부분까지 관찰할 수 있도록 해주기 때문에 핵심입니다. OME를 통해 연구진은 인체 소화계 깊숙한 곳까지 스캐닝할 수 있는 새로운 도구를 개발했습니다. 이 기술은 위장 질환의 진단과 치료에 혁명을 일으킬 것으로 기대됩니다.

저널에 게재된 연구의 주저자인 Nikita Greenidge는 다음과 같이 말했습니다. 과학 로봇"이렇게 하면 환자가 시술을 더 편안하게 받을 수 있을 뿐만 아니라 대기 시간도 줄어들고, 중복 시술도 최소화되며, 암 검사 결과를 기다리는 것에 대한 불안감도 해소됩니다."

전문가들은 중이암(OME)이 암 진단 및 후속 치료에 있어 획기적인 진전을 가져올 수 있다고 믿습니다. 이 장치는 환자의 회복 가능성과 삶의 질을 향상시킬 것으로 기대됩니다.