의학의 역사 _엑스레이, 초음파, 내시경

참고 : 역사가 기억하는 세계 100대 의학 _왕문샤 편저

 

◎빛이 몸속을 비추다 엑스레이

- 발명시기 : 1895년

- 발명자 : 빌헬름 뢴트겐(독일), 고드프리 하운스필드(영국)

 

엑스레이는 X선을 인체에 투과하여 인체 내부를 볼 수 있는 기법으로, 대표적으로 가슴 사진, 뼈 사진 등을 엑스레이로 촬영한다. 1895년 빌헬름 뢴트겐은 처음으로 사람을 대상으로 엑스레이를 사용했다. 아내의 손을 대상으로 한 실험을 통해 엑스레이가 사람의 몸 안을 들여다볼 때 사용된다는 것을 발견한 것이다. 엑스레이는 곧바로 의료용으로 활용되었고, 이후 내과 영역은 빠르게 발전하기 시작했다.

 

엑스레이는 특히 폐질환 진단에서는 매우 높은 정확도를 보였으나 종양을 진단하기에는 역부족이었다. 20세기 중반, 사람들은 모든 질환을 더 자세히 관찰하기 위한 기계를 만들기 위해 노력했다. 그러던 중 1972년 영국의 전기공학자 고드프리 하운스필드가 CT 또는 CAT 스캐너라고 불리는 장비를 발견하면서 엑스레이 분야에 혁명적인 변화를 가져왔다. CT는 기존의 엑스레이로 촬영할 때보다 100배 이상 선명한 영상을 제공하며, 밀리미터 단위의 미세한 종양까지도 관찰할 수 있다. 공식적으로는 1971년 9월 런던의 한 병원에서 CT기를 사용하기 시작했으며, 이 기술은 곧 세계 각국의 인정을 받으며 신경내과와 신경외과에 크게 기여했다. 일부 사람들은 CT 기술이 없었다면 신경내과와 신경외과가 어떤 것도 이루지 못했을 것이라고 말하기도 한다. 하운스필드는 이러한 공을 인정받아 1979년 노벨 생리학생과 의학상을 받았다.

 

◎ 소리로 인체를 보다 초음파

- 발명시기 : 1957

- 발명자 : 라차로 스팔란차니(이탈리아)

 

초음파 검사는 사람이 들을 수 있는 소리보다 주파수가 큰 음파를 인체에 전파하고, 체내에서 반사된 음파로 얻어진 영상을 이용해 인체 내부를 검사하는 방법이다. 음파를 통해서 인체 내부를 보려는 생각을 어떻게 했을까? 이탈리아의 미생물학자 라차로 스팔란차니는 어느 날 암실에서도 자유롭게 날아다니는 박쥐를 발견했다. 놀랍게도 박쥐의 귀를 가리자 술에 취한 것처럼 비틀거리며 날았고, 그는 박쥐가 청각으로 방향을 잡는다는 것을 밝혀냈다. 이후 과학자들은 박쥐가 초고주파를 쏘고 물체에 부딪힌 초고주파가 반사되어 돌아오는 원리로 위치를 파악한다는 사실을 밝혀냈다. 이러한 박쥐의 비밀이 밝혀지고 난 후 사람들은 초음파에 대한 본격적인 연구를 시작했다.

 

초음파가 처음으로 의학에 응용된 것은 1942년 오스트리아의 두셰크 의사가 초음파를 이용하여 뇌 검사를 한 사건이다. 이후 1957년 영국 과학자 아이언 도널드가 초음파로 위종양을 검사하면서 본격적으로 의학에 초음파를 활용하기 시작했다. 오늘날 초음파 검사는 주로 태아의 발육상태를 관찰하는 데 사용하고 있으며, 태아의 성별은 물론 미세한 이상 여부까지도 초음파 검사로 발견할 수 있다. 또한, 입체 초음파와 초음파 내시경 등 새로운 관련 기술이 등장하며 초음파는 환자의 상태를 더욱 정확하게 진단하는 데 도움을 주고 있다.

 

◎몸속을 들여다보는 카메라 내시경

- 발명시기 : 1957년

- 발명자 : 바질 허쇼위츠(영국)

 

내시경은 광섬유 발광체와 카메라가 내장된 유연하고 긴 관으로, 작은 절개 부분 혹은 원래 열려있는 부위로 삽입하여 환자의 몸속을 확인한다. 지금의 내시경이 있기까지 어떤 과정이 있었을까? 내시경이 없었던 시절, 사람들은 환자의 몸 내부를 관찰하기 위해 현미경과 망원경을 사용하고자 했다. 하지만 체내를 관찰하기에 기계는 딱딱하고 컸으며, 조명이 없는 망원경과 현미경은 인체 내부에 들어가도 체내를 관찰하기 어려웠다. 1953년 조명기가 달린 관찰기계가 발명됐지만 크고 무거워 실제 사용하기에 적합하지 않았다.

 

1954년 미시간 대학병원의 교수 겸 연구원으로 있었던 허쇼위츠는 신체 내부를 볼 수 없어 명확한 진단을 내리지 못한다는 사실에 괴로웠다. 그러던 중 그는 유리섬유 다발의 광신호 발산에 관한 실험을 보고 영감을 떠올렸다. 허쇼위츠는 광신호가 부드러운 유리섬유에서 전도되는 원리를 적용해 관찰기계를 만들었고, 그 이후 여러 차례의 보충연구를 거쳐 1957년 2월 내시경으로 최초의 임상시험에 성공했다. 전자학의 발전덕분에 현재의 내시경은 뛰어난 화질과 강한 빛으로 체내의 미세한 부분까지 관찰 할 수 있게 되었다. 이는 질병 조기 발견율을 크게 높였고, 특히 암 조기 발견이 가능해져 사망률을 낮추었다. 이외에도 내시경은 위, 십이지장 등 소화기질환을 진단하는 데 큰 역할을 하고 있다.