[논문]의료방사선 기술 및 산업동향

송민종; 이성길; 류성림; 김태완

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문제 정의

따라서 본고는 의료방사선 분야에서 이용되는 원리와 특성, 의료방사선 기기의 산업 동향으로 설정하고, 그 중 산업동향에서 진단기기, 영상기기, 치료기기, 그리고 국내·외의 기술적 차이점 등을 논하고자 한다.

대상 데이터

그림 1. 차세대의료기기 구성.

성능/효과

(2) 다국적 기업은 기술격차 확대, 대규모 R&D 투자, 우수기술을 보유한 전문 중·소기업인 수를 통해 기술 경쟁력을 지속적으로 유지하기 때문에, 이를 극복하기 위해서는 의료기기 산업 피해 최소화 및 기술 경쟁력 강화를 위해 경쟁력 확보가 시급한 첨단 IT 융합형 영상장비 중심으로 R&D 지원, 단기간 시장진출이 가능한 국산화 초기단계 제품군 우선지원, 상용화 중심으로 추진하여야 한다.
여기서 국내 기술의 수명주기는 시험기 단계로 성장기에 있는 최고기술국과는 두 단계의 격차가 있는 것으로 조사되었으며, 기술격차 해소방안으로는 R&D 투자재원확대가 가장 시급한 것으로 조사되었다.
질병치료에 방사선을 사용하는 것으로 X-선, 감마선과 같은 방사선을 이용하여 암과 같은 악성 질병의 성장을 지연, 정지 그리고 파괴를 통해 질병을 치료하는 기기이다. 융합학문의 비약적인 발달로 정확도와 임상실험으로 방사선의 암 치료 효과가 탁월한 결과가 입증되었고, 특정한 부위에서 수술 대치 효과가 거의 유사함을 나타내고 있다. 일반적 수술의 경우, 수술비용 이외에 장기간 치료용 입원료, 회복기간 동안 의료비 등 간접적 비용이 소요되고 있으나, 보도자는 환자의 치료기간 동안 곁에 간병을 하여야 하는 등 수술외적인 부담이 많아 환자 1인당 부담하는 비용이 방사선 치료보다 훨씬 많은 액수의 돈이 사용된다.

후속연구

방사선 의료기기는 병의 발현과 성질을 가장 잘 파악하는데 필요로 하는 기기로써, 병적 변화를 일으키는 자리인 병소의 모양과 크기 등을 직접 관찰하며, 병의 진단법과 치료법도 이 관찰 모양에 따라 달라진다. 병의 치료에 대한 부작용과 고통을 최소화한 항암 치료 장비의 개발은 인류의 생명 연장뿐만 아니라, 환자의 삶의 질을 한 단계 높이는데도 큰 기여를 할 것으로 사료된다.
위에서 간략히 제시한 것을 기준으로 시행하면 X-선 의료 영상기기 개발을 통한한·EU 및 한·미 FTA로 인한 국내 중·소 의료기기 업체의 경쟁력 향상, 국내 X-선 의료 영상기기의 신뢰성 확보, 국내 대형병원의 국산 의료기기 이용률 향상, 국내 X-선 의료 영상기기 및 기술의 국제표준화를 통한 대·외 경쟁력 확보될 것으로 사료된다.
0시대는 대증 (對症) 치료에서 일상 관리로 개념이 바뀌면서 병원치료 중심에서 예방 및 건강관리 중심으로 변모하며, 개인 맞춤치료가 확산되면서 치료방식이 유전적 소인과 체질을 고려하는 맞춤형 치료로 전환되고 있다. 진단과 치료의 미세화를 통한 진단과 치료의 정밀도가 향상되어 질병의 조기진단이 가능하고 고통을 최소화할 수 있는 수술이 일반화되며, 개별 환자 중심화 경향에 따라 진단부터 사후관리까지 전 과정에서 환자의 편익과 효율이 극대화 될 것이다. 표 1은 헬스케어 패러다임을 시대별로 구분한 것이다.
방사선 진단·치료 기기 중 LINAC-CT는 2000년대 초에 상용화되어 현재 급속히 보급되고 있다. 향후 5년간 방사선 치료분야의 발전방향은 진단 특히, MRI와 융합된 방사선치료 장비를 이용한 Biological radiation therapy가 시행될 것이며, 이는 MRI의 High tesla (3T 이상)와 콤팩트, 고정확도를 유지하는 방사선 치료기기의 융합으로 구성 되어질 것으로 예상되고 있는 실정이다. 그림 12와 13은 방사선치료기기의 종류별 영상획득 사진과 향후 5년 이내 방사선 치료분야의 치료기기의 기술 추이를 나타낸 것이다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

입자의 표준모형은 세상이 어떤 입자들로 이루어져있다고 말하는가?

입자 물리학에서는 물질을 구성하는 기본입자와 이들 사이의 상호작용에 대한 연구가 진행되었고, 이를 설명하는 '표준모형 (Standard model)'이 성립되었다. 입자의 '표준모형'에 의하면 세상은 기본입자 12개와 힘을 전달하는 매개입자 4개, 그리고 힉스입자 (Higgs boson)로 구성된 17개의 작은 입자 (소립자)로 이뤄져 있다.

방사선은 무엇인가?

방사선이란 빠른 속력으로 날아가는 입자 또는 파장이 매우 짧은 전자기파이며, 에너지가 높은 상태에 있는 물체가 안정을 찾기 위해 내보내는 에너지 다발을 일컬으며, 공간 및 물질을 통과하면서 에너지를 부여하여, 그 물질을 직접 또는 간접으로 전리하는 전자기파나 운동에너지를 가진 입자선으로 방사선이 물질에 입사하면 그 물질을 구성하는 원자와 상호작용 하여 전리 (Ioniation), 여기 (Excitation), 제동방사, 원자핵과의 탄성 및 비탄성 충돌 등의 상호작용을 한다. 이는 비전리 방사선과 전리방사선으로 구분하고 전리 방사선에는 직접전리방사선과 간접 전리방사선이 있다.

디지털화된 방사선 센서의 종류인 간접변환방식과 직접변환방식의 특징은 무엇인가?

현재의 디지털화된 방사선 센서는 방사선을 가시광선으로 변환하여 이를 다시 전기신호로 변환하는 간접변환방식 (Indirect conversion)과 방사선을 직접 전기신호로 변환하는 직접변환방식 (Direct conversion)의 두 가지 종류로 구분할 수 있다. 간접변환방식은 기존에 스크린-필름으로 이루어져 있던 방사선 영상획득부의 필름을 디지털 영상센서 [CCD (Charge coupled device), CIS (CMOS image sensor) 또는 FPD (Flat panel display)]로 바꾼 것으로, 섬광체 (Scintillator) 스크린과 디지털 영상센서를 광학계 사용 혹은 직접 증착 등의 다양한 방식으로 결합하여 이용되고 있다. 직접변환방식은 반도체 물질을 이용하여 방사선을 전기신호로 변환하는 변환부와 이를 영상신호로 바꾸는 신호처리부가 결합된 형태이며, 방사선이 곧바로 전기신호로 변환되기 때문에 효율이 높고, 보다 높은 해상도의 구현이 가능하므로 차세대 방사선 센서로 각광받고 있다. 그림 7과 8은 방사선 센서를 방사선 에너지에 대한 픽셀 수에 따라 사용되는 용도와 간접변환방식과 직접변환방식에 따른 방사선 검출원리를 나타낸 것이다.

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