한국생산기술연구원

암세포만 골라 투사하는 ‘방사선 암 치료기’ 개발

- 종양의 위치를 정확히 확인할 수 있는‘4D영상 종양 추적시스템’개발

- 고성능 방사선 방출장비와 결합, 정밀치료로 치료기간 단축  

□ 항암치료를 받는 환자는 암 뿐 아니라 구토, 탈모, 피로감, 적?백혈구 감소 등의 부작용과도 싸워야 한다.

  ㅇ 반면 방사선 치료법의 경우 통증이 없고 통원치료가 가능해 이용률이 증가하는 추세이지만, 값비싼 수입 장비를 사용한다는 점, 종양 주변의 정상조직까지 방사선에 노출되는 점이 단점으로 지적돼 왔다.

  ㅇ 환자가 호흡할 때마다 종양의 위치가 바뀌는 것을 추적하기 어려워 실제 종양 크기보다 넓은 범위에 여러 번 약한 방사선을 쏘는 방식으로 치료해왔기 때문이다.  

□ 한국생산기술연구원(원장 이성일, 이하 생기원) 로봇그룹 박상덕 수석연구원이 이끄는 공동연구팀이 암세포에만 방사선을 투사해 정상 조직의 피해를 최소화 할 수 있는방사선 암 치료기 개발에 성공, 이 같은 문제를 해결할 수 있게 됐다. 

□ 연구팀은 종양의 움직임을 실시간으로 확인할 수 있는 4D영상 종양 추적시스템과 X-Band*급 선형가속기에 기반 한 고성능 방사선 발생장치를 개발하고, 세계 최초로 이 기술들을 결합한 방사선 암 치료기를 개발했다.

       * X-Band : IEEE에서 설정한 주파수 대역으로, 파장이 짧고 주파수가 높아 근거리 물체를 선명하게 탐지

□ 국가과학기술연구회(이사장 원광연)가 지원하는 창의형융합연구사업(CAP)으로 추진된 이번 연구는 생기원이 총괄 주관을 맡고 한국전자통신연구원, 한국전기연구원, 가톨릭대학교, ㈜쎄크로 구성된 산학연 연구팀이 5년간의 융합연구 끝에 성과를 냈다.

  ㅇ 한국전자통신연구원(이수열 책임연구원팀)은 3차원 영상에 ‘시간’ 변수를 합쳐 호흡에 따라 변하는 종양의 위치를 실시간 추적할 수 있는 4D영상 종양 추적시스템 개발을 맡았다.

    - 이를 통해 치료의 정밀도는 높이고, 종양 주변 정상조직에 투사되는 방사선 피폭 양은 크게 줄였다.

  ㅇ 한국전기연구원(김정일 책임연구원팀)이 국내 최초로 개발한 X-Band급 선형가속기 기반 고성능 방사선 발생장치는 기존 대비 구동 주파수를 3배 이상 높여 보다 정밀한 치료가 가능해졌다.

    - 특히 X-Band급 선형가속기를 사용해 방사선 암 치료기의 크기와 무게를 줄임으로써 평균 1.5미터의 두께가 요구되는 방사선 치료 실 설치비용까지 절감할 수 있다.

  ㅇ 가톨릭대학교(장홍석·강영남 교수팀)는 환자의 방사선량을 예측할 수 있는 방사선 치료계획 시스템을 개발해 치료의 효율성과 안전성을 높였다.

  ㅇ 여기에 ㈜쎄크(전승원 연구소장팀)가 방사선 발생장치 요소 부품 X-ray Target과 E-Beam Window를 개발해 융합연구 성과를 내게 됐다.  

□ 한편 이 기술이 실용화 될 경우 보다 정밀하고 빠른 치료로 환자의 고통을 덜 수 있는데다 미국, 독일, 스웨덴 기업이 독점 공급해 온 방사선 암 치료기를 순수 국내기술로 설계·제작할 수 있게 된다.

  ㅇ 수입품의 약 70% 가격으로 제작·공급 가능해 6조 3천억 원(’15년 기준) 규모의 세계 방사선 치료기 시장에서 경쟁력을 갖게 될 전망이다.  

□ 개발을 이끈 박상덕 수석연구원은 “암 환자의 고통과 경제적 부담을 덜 수 있는 방사선 암 치료기 국산화가 시급하다”고 말하며 “실용화되면 막대한 중국시장 등을 공략해 세계 방사선 치료기 시장의 10%를 점유할 수 있을 것”이라고 자신감을 내비쳤다.

기술3D 영상 보기 : https://youtu.be/7RoyJM_fQgk