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디지털 엑스선 튜브 기반 콘빔 유방 CT 기술

전수책임자
정진우
참여자
강준태, 김재우, 박소라, 송윤호, 정진우
기술이전수
1
이전연도
2018
협약과제
14ZE1100, ETRI 창의연구실 사업, 손승원
15ME5900, 신개념의 디지털 엑스선 소스와 이를 활용한 차세대 무압박, 무고통 유방 CT 기술 개발, 송윤호
15ZE1100, ETRI 창의연구실 사업, 정성영
16JB1300, 신개념의 디지털 엑스선 소스와 이를 활용한 차세대 무압박, 무고통 유방 CT 기술 개발, 송윤호
17JB1500, 신개념의 디지털 엑스선 소스와 이를 활용한 차세대 무압박, 무고통 유방 CT 기술 개발, 송윤호
- 나노 전계 에미터 제작, 평가 기술
- 진공 밀봉된 디지털 엑스선 튜브 설계, 제작, 평가 기술
- 콘빔 유방 CT 시스템 설계, 구축 및 운용 기술
- 유방암은 특히 전 세계적으로 그 발생률이 빠르게 증가하는 질환인데, 2014년 국제암보고서에 따르면 유방암은 2008년에 비해 2012년에는 그 발생률이 20% 증가하였으며, 고소득 국가일수록 암 발생률이 높은 것으로 나타났으며 사망률도 지속적으로 증가하고 있음(2012년에 522,000명이 유방암으로 사망했음)
- 우리나라의 2011년 유방암환자 발생 수는 16,967명으로 지난 15년 전에 비해 무려 4배 증가하였으며, 발생인구 수만 놓고 보면 유방암 발병률이 높은 미국과 유럽 등 구미 지역의 3분의 1 정도지만, 이들 국가의 유방암 발생률은 감소 추세인 반면 한국의 유방암 발생률은 가파른 상승곡선을 띔. 또한, 한국은 고소득 국가(미국, 서유럽, 일본, 호주, 뉴질랜드)에 포함되어 암 발생률이 가장 높은 국가들 중 하나로 분류되며, 특히 유방암은 10만 명당 52.1명이 발생하여, 다른 아시아 국가인 일본(51.5명/10만 명)에 비해서도 높은 발생률을 보임
- 유방암 검사(screening) 및 진단(diagnosis)의 차세대 검진 시스템으로 부상하고 있는 무압박, 무고통 유방 전산화 단층(dedicated Breast CT: BCT) 시스템은 현재의 2차원 디지털 유방 엑스선 검사(Full Field Digital Mammography: FFDM), 유방 단층합성 영상(Digital Breast Tomosynthesis: DBT)과 달리 유방을 강한 압박이 없는 자유로운 상태에서 검사하기 때문에 환자에게 통증이나 거부감을 주지 않을 뿐만 아니라 완벽한 3차원 이미지를 제공하여 유방암 검사의 민감도(sensitivity)와 특이도(specificity)를 크게 높일 수 있는 가능성을 가지고 있으나, 기존 열전자 기반의 아날로그 엑스선 소스 사용과 CT 갠트리의 움직임 등으로 인해 아직까지 FFDM만큼 공간(spatial) 해상도를 얻지 못하고 있음
- 디지털 엑스선 튜브 기반 콘빔 유방 CT 기술은 기존 열전자 기반의 아날로그 엑스선 소스 사용과 CT 갠트리의 움직임 등으로 인해 발생되는 공간 해상도 저하 단점을 극복할 뿐 아니라 현재 유사 기술을 이용한 제품이 시장에 출시되지 않아 기술 및 시장 선점이 가능하고, 또한 다양한 엑스선 검사 분야에 응용할 수 있기에 상기 기술의 이전이 시급하다고 판단됨
- 탄소나노튜브(CNT)와 같은 나노 물질에 전기장을 인가하여 양자역학적 터널링 (quantum mechanical tunneling)으로 전자빔을 방출시키는 전계방출(field emission) 소자를 엑스선 소스의 전자빔으로 활용하면 엑스선 선량을 디지털적으로 제어할 수 있음
- 고속, 고선량의 전계방출 디지털 엑스선 튜브를 콘빔 유방 CT(BCT)의 엑스선 소스로 활용하여 짧은 펄스 노광(short pulse exposure) 기술을 구현하여 현재 BCT의 문제점인 공간 및 대조(contrast) 해상도를 개선할 수 있음
- 나노 전계 에미터 제작, 평가 기술
- 진공 밀봉된 디지털 엑스선 튜브 설계, 제작, 평가 기술
- 콘빔 유방 CT 시스템 설계, 구축 및 운용 기술
- 나노 전계 에미터 제작, 평가 기술
· 탄소나노튜브 페이스트 배합, 제조 기술
· 탄소나노튜브 전계 에미터 제작 공정 및 평가
- 진공 밀봉된 디지털 엑스선 튜브 설계, 제작, 평가 기술
· 진공 밀봉된 디지털 엑스선 튜브 설계 및 제작
· 진공 밀봉된 디지털 엑스선 튜브 에이징 및 평가
- 콘빔 유방 CT 시스템 설계, 구축 및 운용 기술
· 콘빔 유방 CT 시스템 설계, 구축
· 디지털 엑스선 튜브 구동 및 제어
· 갠트리 제어, 엑스선 튜브 구동 및 투사영상 획득
- 나노 전계 에미터 기반 디지털 엑스선 튜브는 엑스선 의료 진단기기의 핵심 부품으로 사용될 수 있으며, 기존 아날로그 엑스선 소스 대비 저선량으로 고품질의 영상을 기대할 수 있음
- 디지털 엑스선 튜브 기반 콘빔 CT 기술은 차세대 유방암 진단에 사용되며, 기존 BCT의 문제점인 공간 해상도를 획기적으로 개선할 수 있음