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신개념의 디지털 엑스선 소스와 이를 활용한 차세대 무압박, 무고통 유방 CT 기술 개발 (최종)
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Participants
송윤호, 연지환, 김재우, 박소라, 이명래, 강준태, 이정웅, 안유정, 고은솔, 윤기남, 정진우
Published
202009
Type
Final Report
Keyword
유방암 검사, 의료 영상 시스템, 전계 방출
Funding Org.
과학기술정보통신부
Research Org.
한국전자통신연구원
Project Code
20JB1500, Development of New Concept-Digital X-ray Sources and Their Application to Next Generation-Dedicated (No Compression, No Pain) Breast CT Technology , Yoon-Ho Song
Abstract
□ 연구의 목적 및 내용
○ 연구목적
- 나노 물질에 전기장을 인가하여 방출된 고밀도 전자빔을 이용하여 디지털(digital) 엑스선 튜브를 개발하고, 이를 차세대 유방암 진단기기로 부상하고 있는 Cone-Beam Breast CT(BCT) 시스템에 적용하여 무압박, 무고통으로 유방암을 정밀하게 진단하는 기술을 개발하고자 함
○ 연구목표 및 내용
- 최종목표: 신개념의 고속, 고선량 디지털 엑스선 튜브와 GPU 기반 유방 전용 재구성 알고리즘을 활용한 차세대 무압박, 무고통 유방 CT 기술 개발
- 1단계 내용(2015~2018, 31개월): 신개념의 고속/고선량 디지털 엑스선 튜브와 초고속/저선량 영상 재구성 원천기술 확보 및 차세대 BCT 핵심 모듈, 시작품 제작
· 신개념의 고속, 고선량 디지털 회전형 엑스선 튜브 원천기술 개발
· 차세대 BCT 핵심 모듈 제작, 확보
· 초고속, 저선량 영상 재구성 기술 플랫폼 개발
· 차세대 BCT 시작품 제작 및 평가
- 2단계 내용(2018~2020, 26개월): 디지털 엑스선 튜브, 초고속/저선량 영상 재구성, 차세대 BCT 시제품 최적화와 안정성, 신뢰성 확보
· 고속, 고선량 디지털 엑스선 튜브의 최적화
· 초고속, 저선량 영상 재구성 기술 최적화와 안정성, 신뢰성 확보
· 차세대 BCT 시제품 제작 및 시연
· 시제품 양산기술 및 GMP 확보
· 의료기기 인허가 및 시장 마케팅 전략 수립

□ 연구개발성과
○ 세계 최초, 최고 수준의 엑스선 선량을 갖는 회전형 아노드의 디지털 엑스선 튜브 개발 및 공인시험성적서 확보
○ 고속, 고선량 디지털 엑스선 튜브 기반 세계 최초 BCT 시제품 제작 및 GMP 확보
○ 짧은 엑스선 펄스에 의한 영상의 motion blur 억제 효과 확인등 BCT관련 기반 기술 확보
○ GPU를 사용하여 Compressed sensing 방법의 BCT 영상 재구성 알고리즘 개발
○ 고밀도 나노 전자 에미터, 고속/고선량 디지털 엑스선 튜브, BCT 갠트리, CT 영상 재구성 알고리즘 등 확보된 핵심기술에 대하여 국제 SCI 학술지 논문게재 13편, 특허출원 국외 4건 및 국내 12건, 특허등록 국외 3건 및 국내 3건, 기술이전 1건 (기술이전명: 디지털 엑스선 튜브 기반 콘빔 유방 CT 기술, 착수금: 1.1억원, 매출정률: 1.25%) 실적을 달성

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
○ 본 과제에서 세계 최초로 구현된 고속, 고선량 디지털 엑스선 튜브와 Compressed sensing에 의한 영상 재구성 알고리즘, 또한 이를 활용한 BCT 시스템은 차세대 유방암 진단의 핵심 영상 의료기기로서 유방암 검사에 대한 편의성 및 정확도를 혁신적으로 높여 진단검사(diagnosis)에 크게 기여할 뿐만 아니라 선별검사(screening test)까지 확대 가능
○ 유방암 엑스선 영상기기 시장뿐만 아니라 CT, Fluoroscopy, C-arm, Angiography, 일반 진단용 DR 등 여러 의료 영상시스템에 기반기술 제공

(출처 : 요약문 4p)