다양한 에너지 분포를 가진 엑스선(X-ray)을 동시에 만들어 분별도를 향상시킨 휴대용 엑스선 발생장치가 개발돼 의료장비 전문기업에 기술 이전된다.
한국원자력연구원은 ‘다중에너지 엑스선 발생장치’ 기술을 엑스선 발생장치 개발 전문기업인 에이치디티에 이전하는 기술실시계약을 체결했다고 8일 밝혔다.
이번 계약은 정액 기술료 9,300만원과 경상 기술료로 매출액 3%를 조건으로 관련 특허 1건, 노하우 4건을 통합 이전한다.
고에너지 엑스선은 튜브의 음극에서 방출된 전자빔을 높은 에너지로 양극 속 금속 타겟에 부딪혀 만든다. 발생한 엑스선은 인체나 물체를 투과해 검출기에 도달하고 ‘엑스선 영상’을 만들어낸다. 영상에는 조사 대상의 밀도에 따라 음영의 차이가 발생하는데 이 차이로 인체의 골격, 장기의 이상, 물체의 균열 등을 확인한다.
최근 전세계적으로 에너지에 따라 투과도가 다른 엑스선의 특성을 활용한 다중 에너지 엑스선에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존 단일 에너지 엑스선이 한 영상만 만드는데 비해, 각기 다른 에너지를 가진 엑스선은 저마다 다른 밀도의 물질을 선명하게 보여줄 수 있어 고해상도의 엑스선 영상을 얻을 수 있다.
예를 들면 치아 부분과 치아 속 신경 부분을 각각 선명하게 확인할 수 있는 것이다. 이 영상을 조합하거나 분리하면 원하는 부분을 보다 선명하게 확인할 수 있고 폐, 근육 등 호흡기의 연조직(Soft Tissue)까지 자세히 판별할 수 있다.
코로나-19 확산으로 빠르고 편리하게 확진자를 검사할 수 있는 휴대용 엑스선 발생장치에 대한 수요가 높아지고 있고 특히 폐 조직에 대한 정밀한 영상 정보가 필요해 휴대용 다중에너지 엑스선 발생장치에 대한 수요가 커지는 추세다.
원자력연이 개발한 다중에너지 엑스선 발생장치는 튜브 속 음극에서 원하는 모양의 전자빔을 여러 개 만들어내고 전자석으로 전자빔의 궤도를 정밀하게 제어해 양극 속 각기 다른 금속 타겟에 부딪히게 한다. 텅스텐, 몰리브덴 등 다양한 금속 타겟에 부딪힌 전자빔은 각각 다른 에너지 분포를 가진 엑스선을 발생시킨다.
기존 다중에너지 엑스선 발생장치는 여러 개의 음극에서 개별적으로 전자빔을 방출하거나 회전형 금속 타겟을 사용하는 방식이다. 모터와 같은 추가적인 기계장치가 필요해 부피와 무게가 크고, 고장 위험도 높았다.
반면 원자력연이 개발한 기술은 한 개의 음극만으로 다수의 전자빔을 만들어내면서, 전자석으로 전자빔의 궤도를 조정해 신뢰도와 정밀도를 크게 높였다. 또 손바닥에 올릴 수 있을 정도로 소형화가 가능한 것이 장점이다.
한 번의 촬영으로 진단에 필요한 연조직과 뼈를 선별적으로 선명하게 영상화할 수 있어 진단의 정확도를 높일 수 있을 뿐 아니라 환자의 방사선 노출량이 줄어 더욱 안전하다.
이 기술을 활용하면 휴대용 고해상도 엑스선 영상장비를 상용화할 수 있어 거동이 불편한 환자나 노인의 검진에 유용하게 활용할 수 있다.
기술을 이전받은 에이치디티는 치과용 휴대용 엑스선 발생장치를 주력으로 내과용, 정형외과용, 동물용 등 다양한 엑스선 발생장치를 꾸준히 개발해 현재 다수의 국가에 수출하고 있다. 이번 기술 이전을 통해 휴대용 다중 에너지 엑스선 발생장치를 상용화해 골밀도, 근감소증 진단 등 새로운 분야로 사업을 확장할 수 있을 것으로 기대한다.
원자력연 김유종 차세대연구인프라개발실장은 “이번 기술 이전으로 휴대용 다중 에너지 엑스선 발생장치 국산화를 통한 수입 대체 효과 및 수출 증대, 나아가 국가 기술 경쟁력 향상, 지역경제발전 및 고용 창출에도 기여하게 됐다”고 밝혔다.
/대전=박희윤기자 hypark@sedaily.com
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