탄소나노튜브 활용해 방사선량 7분의 1 수준으로 낮춰
의료영상품질관리원과의 산학협력 업무협약으로 상용화 추진

경희대학교가 차세대 디지털 의료용 방사선 영상의학 장비를 개발하고 1차 시제품 제작과 영상 획득에 성공했다. 지난 2007년 서울시 산학연 협력사업 선정 이후, 나노 기반 차세대 방사선 진단기기를 연구해온 경희는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT) 기반의 디지털 마이크로초점 엑스레이(X-ray) 발생 기술을 확보했다. 시제품 제작을 계기로 지난 4월 21일 (재)한국의료영상품질관리원과 업무협약을 체결, 본격적인 상용화에 나섰다.

8년간의 융합 연구 성과 거둬
탄소나노튜브 기반 디지털 엑스레이 기술은 경희 융합 연구의 결과물이다. 재료, 물리, 의료, 디바이스 전 분야에서 경희의 연구 역량이 융합됐다. 의과대학 의공학교실 류제황 교수, 의학과 박헌국 교수, 이과대학 정보디스플레이학과 박규창 교수, 물리학과 안정선 교수, 전자정보대학 생체의공학과 이수열, 조민형 교수가 연구와 기술개발에 참여했다. 지난 8년간 서울시 산학연 협력사업을 시작으로 학교 매칭 펀드, 지식경제부(현 산업통상자원부) 산업원천기술개발사업, 민간기업 ㈜세인트칼 등의 지원을 받았다.

류제황 교수는 “그동안 엑스레이 소스는 수입에 의존하고 있었다”며 “이번에 처음으로 소재, 모듈, 전자 소스까지 모두 우리나라 원천기술을 활용한 엑스레이 기기를 개발했다”고 소개한 뒤, “대학 원천기술을 기반으로 정부와 대학, 기업이 참여, 산학연 협력이 거둔 성과”라고 의의를 밝혔다.

“의료용 방사선 기기 패러다임 변화 주도할 것”
류제황 교수는 탄소나노튜브 기반 디지털 엑스레이 기기가 진화된 엑스레이 기기라고 설명했다. 에디슨이 아날로그식 필라멘트형 전구를 개발한 이후 가시광선 영역은 급격히 발전해 LED, OLED 등 새로운 기술이 보편화된 반면, 엑스레이 기기는 필라멘트형 전구 형태에 머물러 있었기 때문이다. 그는 “기존 엑스레이 기기에서 활용되는 필라멘트 대신 나노 소재를 이용해 높은 작동 온도, 큰 장비 크기, 느린 응답 속도의 한계를 극복했다”며 “탄소나노튜브 기반 디지털 엑스레이가 의료용 방사선 기기의 패러다임 변화를 주도할 것”이라고 말했다.

이 기기는 기존 엑스레이 기기 방사선량의 7분의 1 수준으로 고해상도 영상을 구현하고 빠른 촬영과 연속 촬영이 가능하다. 휴대 가능한 크기로 제작이 가능해 활용도도 높다. 이로써 환자의 방사선 피폭량이 크게 줄고, 빠른 진단, 높은 진단 정확도가 기대된다.

새로운 엑스레이 기기의 상용화를 위해 경희는 (재)한국의료영상품질관리원과의 차세대 방사선, 첨단 의료장비 등의 영상품질관리에 대한 산학협력을 강화해나간다. 의료기기로서의 안전성을 인정받기 위해 식품의약품안전처, 미국 식품의약청(FDA) 등의 인증 단계도 거칠 계획이다.

“인류를 위한 과학 기술 개발 목표”
정보디스플레이학과에서 석·박사 과정을 마친 류제황 교수는 “경희대 정보디스플레이학과는 디스플레이뿐 아니라 소재도 연구한다. 특히, 탄소나노튜브 연구에서 많은 응용 성과를 냈다”면서 “디스플레이학과에서 탄소나노튜브가 의료기기의 새로운 소자가 될 수 있다는 것을 배웠다”고 말했다. 이후 10년 동안 탄소나노튜브 연구에 집중해왔다.

마지막으로 류 교수는 “인류를 위한 과학 기술을 개발하는 것이 목표”라고 전했다. 전 세계 5세 이하 어린이의 사망 원인 1위가 폐렴이다. 폐렴은 초기에 발견하면 항생제 복용만으로 치료할 수 있는 질병인데, 아프리카 등에서는 엑스레이 기기가 없어서 진단을 받지 못하고 있다. 그는 “휴대용 엑스레이 기기가 보급되면 항생제가 필요한 아이들을 신속히 진단해 제 때 치료할 수 있어 매년 폐렴으로 희생되는 백만 명의 아이들을 지켜낼 수 있을 것”이라고 설명했다. “휴대가 가능한 탄소나노튜브 기반 디지털 엑스레이 기기가 도움이 될 것”이고 강조한 그는 자신의 연구가 질병으로 고통받는 사람들에게 도움이 되길 바란다고 말했다.