한국원자력의학원은 박지애 박사와 조선대학교병원 김진웅 교수, 경희대학교 김형중 박사 공동연구팀이 자기공명영상(MRI) 기반의 도전율을 이용해 방사선 치료 후 조직 변화를 영상화하여 조기에 모니터링하고 정량화 할 수 있는 가능성을 제시했다고 밝혔다.

방사선 치료는 암세포에는 방사선량을 최대화하면서 주변 정상 조직의 손상은 최소화하는 것이 매우 중요하지만, 기존의 방사선 치료 반응을 평가하는 자기공명영상(MRI) 기법은 민감도가 낮아 방사선 조사에 의한 조직 변화 측정의 정확성이 떨어지는 한계가 있어왔다.

이에, 방사선 치료 효과를 조기에 정확하게 평가할 수 있는 영상 바이오마커 개발의 필요성이 제기됨에 따라, 2년 전 연구팀은 자기공명영상(MRI) 기반의 도전율 영상을 이용한 방사선 조사 영향 평가 결과를 발표한 바 있으며, 이번 연구는 지속적인 공동 연구성과를 바탕으로 다양한 방사선 조사 조건을 추가해 도전율의 방사선 치료 효과 평가 도구로서의 가능성을 입증한 연구이다.

연구팀은 쥐를 이용한 동물실험에서 다양한 조사선량(1Gy, 5Gy, 10Gy) 및 시간 경과(조사 후 1일, 2일, 3일, 10일)에 따른 도전율 변화를 도전율 영상으로 관찰하고 측정했다.

쥐의 뇌 조직에 방사선을 쪼인 결과, 방사선 조사선량이 커짐에 따라 도전율이 증가했고, 시간 경과에 따른 도전율은 조사선량 별 평균 1, 2일째에는 증가했고, 10일째에는 감소하는 변화를 확인했다.

방사선 치료는 조직성분의 이온화를 유발하므로 방사선을 쪼인 조직은 그렇지 않은 조직에 비해 이온이 많이 생성되고 이로 인해 도전율이 현저하게 증가하여 자기공명영상(MRI)에서 높은 민감도를 갖는 대조도 정보를 나타낸다.

이번 연구는 지속적인 공동 연구성과를 바탕으로 다양한 조사선량 및 방사선 조사 이후 시간 경과에 따른 조직상태의 변화 정도를 도전율 영상을 통해 정량화하여 도전율 영상이 방사선 치료 효과를 전주기에서 모니터링하는 영상 바이오마커로 응용 가능함을 제시했다.

박지애 박사 연구팀의 이번 연구 성과는 종양학 분야 국제 학술지‘캔서스(Cancers)’ 2021년 10월31일자 온라인 판에 게재됐다.