지난주에는 고주파리프팅에 대해 자세히 알아봤다면 오늘 칼럼에서는 울쎄라, 슈링크, 더블로, 리프테라, 인디고 등으로 흔하게 알려진 초음파리프팅에 대해 소개하고자 한다.
초음파 하면 심초음파, 태아초음파 등 초음파검사가 단연 먼저 떠오를 것이다. 진단초음파는 초음파를 우리 몸 내부로 조사해서 조직에서 반사되는 것을 감지해 영상을 만든다.
초음파가 깊이 들어갈 수 있다는 것만으로 치료에서 초음파를 사용할 수 있는 것은 아니다. 상식적으로 피부를 통해서 강한 에너지를 주면 표면에서 문제가 생기지 안쪽 깊이까지 도달하지 못할 것이다.
그럼 어떻게 하면 원하는 깊이까지 강한 에너지를 도달시킬 수 있을까? 이를 알기 위해서는 먼저 초음파에 대해 이해할 필요가 있다.
모든 에너지는 인체에 영향을 끼치기까지 ▲기계에서 에너지가 만들어지는 단계 ▲피부와 에너지가 만나서 상호작용을 하는 단계 ▲그로 인한 생물학적인 변화 등 세 단계를 거치게 된다.
초음파는 전기에너지가 압전현상(Piezoelectric effect)으로 도자를 진동시켜서 만들어내는데 이때 초음파의 주파수와 세기가 결정된다.
다음 단계로 초음파 조직의 상호작용으로 초음파가 우리 조직에 닿으면 일부는 흡수돼 열이 발생한다. 초음파의 주파수와 세기가 증가하면 더 많이 흡수돼 더 많은 열을 낸다. 반면 주파수가 증가하면 침투깊이는 감소한다. 기계들을 자세히 보면 얕은 층을 치료하는 초음파는 높은 주파수를, 깊은 층을 치료하는 낮은 주파수를 사용하고 있음을 알 수 있다.
연부조직에서 뼈로 매질이 바뀌면 경계면에서 초음파는 반사된다. 뼈보다는 공기로 바뀔 때 2배 이상 반사된다. 따라서 진단초음파에서도 공기로 차 있는 장기를 관찰하기 어렵다. 피부와 접촉이 잘 안 된 상태에서 고강도집속초음파(고밀도집적초음파, HIFU, high intensity focused ultrasound)를 조사하면 기계(트랜스듀서) 표면에서 열이 발생해 화상을 입는 것도 같은 원리다. 따라서 초음파리프팅 기계는 일정횟수 이상 사용하지 못하게 팁에 제한을 둔 경우가 많은데 이는 지속되는 초음파 조사에 의해 기계 표면에 손상이 생기면 화상을 입을 가능성이 높아지기 때문이다.
초음파의 흡수에 의한 발열현상 외에 조직의 수축과 팽창과정에서 구멍(공동)을 형성하는 초음파 조직의 상호작용도 있다. 공동형성은 초음파를 이용해 물질을 침투시키는 데에서는 의미가 밝혀져 있지만 HIFU 등 치료영역에서 어떤 의미를 가지는지는 아직 논란이 있다.
하지만 초음파 세기와 무관하게 조직에 기포성 공동형성(bubble cavitation)을 할 수 있고 여기서 초음파 흡수에 의한 발열보다 더 높은 온도가 올라갈 수 있다. 이렇게 상처가 낫는 과정에서 피부 타이트닝효과가 있기 때문에 리프팅 측면에서는 의미가 있다. 초음파 리프팅 기계 중 어떤 기계가 더 높은 에너지를 내는지와 상관없이 리프팅효과가 비슷해보이는 것도 낮은 에너지에서도 공동형성이 될 수 있다는 점과 연관이 있다.
또 초음파 조사시간이 증가하면 초음파가 흡수되는 정도도 증가한다. 주파수의 세기와 달리 초음파가 조사되는 시간은 열에 노출되는 시간과도 관련이 있다. 즉 초음파 조직 상호작용으로 발생한 열에 의해 조직에서 벌어지는 현상은 레이저나 고주파와 마찬가지로 특정시간 동안 특정 온도 이상에 노출되면 조직이 변성된다.
이 상처들이 낫는 과정에서 피부가 당겨지고 달라붙으면서 리프팅효과가 나타난다. 낮은 에너지에서 짧게 조사되는 진단초음파에서는 온도가 거의 올라가지 않는 것도, 40도씨 이상의 약간 뜨거운 온도에서 오랜 시간 노출되면 저온화상이 가능한 것도 같은 이치다.
고강도집속초음파 혹은 고밀도집적초음파라고 불리는 HIFU의 원리는 바로 이런 초음파를 처음부터 강한 에너지로 조사하지 않고 하나의 초점으로 모아서 (focused ultrasonoud) 초음파가 이동한 경로는 안전하고 한 초점에서만 영향을 내는 기술이다.
HIFU에서 암치료를 위한 고에너지 외에 피부과 영역의 낮은 에너지 치료를 따로 MFU(micro focused ultrasound, 최소 집적, 미세 집속 초음파)라고 부르기도 한다. 흔히 볼록렌즈로 빛을 모으는 것과 비교를 한다. 하지만 그 빛이 밖에서 오는 게 아니라 렌즈에서 만들어지는 즉, 압전효과로 도자에서 초음파가 만들어져서 모인다는 점이 다르다.
그렇다고 해서 우리가 원하는 근막 또는 지방 등에 점으로 모일까? 당연히 아니다. 가장 이상적인 것은 작은 구형태로 우리가 원하는 조직에 열이 모이는 것이다. 하지만 이 또한 밖에서 안으로 조사되는 초음파 파장들을 모아서 만드는 형태라 원기둥의 형태로 모이게 된다. 더 자세히 들여다보면 모래시계 형태의 X자 형태를 뛴다.
이것이 중요한 이유는 근막을 치료하고자 조사한 초음파는 그 아래 근육과 그 위의 피하지방이나 진피까지 올라오게 되는 것이다. 더 효과적으로 강하게 치료하려고 할수록 아래위로 더 길게 열응고대가 생길 수밖에 없고 밖으로 팁자국이 생길 가능성이 높아진다.
깊은 조직까지 도달할 수 있는 초음파리프팅은 늘어진 근막이나 지방을 타깃팅해 단일 기계로 가장 가성비 좋은 리프팅효과를 낼 수 있다는 것은 맞는 얘기다. 하지만 한계가 없는 것은 결코 아니다. 다음 편에서는 각 리프팅들의 한계와 이를 극복하는 방법, 더 나아가 나에게 맞는 리프팅을 디자인하는 방법까지 알아보자.
