[논문]방사선의료장비 동향

남상희

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문제 정의

상기에서 현재 개발 및 상용화되고 있는 방사선 의료장비에 대해 서술하였다. 사용되는 목적에 따라 방사선 진단장비와 치료장비로 나뉘게 되지만, 두 분야에서 진행되고 있는 내용을 살펴보면 모든 장비에 대한 목적은 동일하며, 이는 "Accuracy"이다.
치료장비 분야에서는 병변의 위치를 실시간 으로 파악 가능한 영상유도 방사선치료기술과 환자의 호흡에 맞추어 병변에만 정확하게 방사선을 조사할 수 있는 호흡동조 방사선치료기술, 종양의 위치추적을 위한 영상유도장비와 호흡에 따른 종양의 움직임을 실시간으로 추적하는 호흡동조 장비를 장착하고 있는 최신 융합방사선 치료장비 등이 있다. 앞서 소개된 모든 방사선 의료장비는 서로 다른 기술들을 이용하고 있지만, 그 목적은 정확한 병변의 위치파악을 통해 환자가 받을 수있는 선량을 최소한으로 줄이기 위한 노력들인 것이다.

제안 방법

그림 6는 영상후처리에 대한 기술의 예로 삼성메디슨社에서 발표한 ALCOS (Adaptive Local COntrast Stretching)에 대한 영상을 보여주고 있다. 이 기술은 촬영부위나 조직에 따라 진단에 적합한 이미지 상태를 자동으로 측정하고 고해상도 Image contrast와 Edge sharpness를 통해 진단 목적에 적합한 영상을 제공하며 3가지 기능을 포함한다. 촬영 부위나 조직에 따라 다중 주파수 레벨을 다양하게 조절할 수 있고 Funnel 구조를 구성함으로써, 하위레벨에서 주파수 분해성능이 저하되는 것을 방지하는 Adaptive Multi-Scale Processing 기술과 촬영부위와 그 특성에 따라 세부 조직 영상의 명암과 해상도를 조절하는 Region-of Image Enhancement 기술이 사용가능하다.
방사선진단은 병변의 유무와 위치를 알기 위해 방사선을 사용하는 것으로, X선의 3가지 특성을 이용한다. 즉, 조직을 투과하고 필름을 감광시키며 일부 물질로 하여금 형광을 발하게 하는 성질에 의해 이루어졌다. 방사선은 조직을 투과할 때 투과하는 조직의 밀도에 따라 흡수되는 정도가 다르다.
또한, ExacTrac 시스템을 이용하여 호흡동조방사선치료가 가능하며 특히, 실시간으로 연속 조사가 가능한 호흡종양추적 방사선치료도 가능하다 [6]. 환자의 호흡 등에 의해 흔들리는 암 종양을 실시간으로 모니터링하면서 그것을 추적하여 병소만을 핀 포인트로 연속 조사할 수 있는 최첨단 의료장비로, 치료 빔이 병소에 정확하게 맞는지 확인하면서 실제 치료에 추적조사를 시행한 것이다 [16]. Vero는 일본에 있는 연구용 장비를 제외하면 전 세계적으로 4대만이 상용화된 상태이며, 국내의 경우 경북대병원이 80여억 원을 들여 Vero를 도입하기로 하였으며 조만간 발주할 예정이다.

성능/효과

최근에는 서로 다른 kV 레벨에서 동시에 두 Energy를 사용함으로써 이 한계를 극복할 수 있게 한다. 결과적으로 동시 촬영에서 얻은 두 나선형 Data set이 다양한 정보를 제공하며, 이로써 영상화 된 조직 및 물질을 분화, 특징화, 분리, 구별할 수 있게 된다. X선 Tube의 Kilo voltage (kV)는 X선 Beam의 평균 에너지 레벨을 측정한다.
BrainLab社에서는 더 진화된 ExacTrac 시스템을 소개하였다. 이 시스템은 치료실 천정과 바닥에 두 개의 kV X선 장치를 설치하여 치료 직전 kV의 영상을 얻음으로써 병변의 위치를 보다 정확하게 맞추는 것을 가능케 하였다. 이러한 단순 X선 촬영을 통한 위치 확인에서 진일보한 것이 CT를 이용한 위치 확인이다.

후속연구

하지만 국내의 방사선 의료장비 기술은 국외에 비해 기술력이 현저히 떨어지며, 이를 보완하기 위해서는 방사선 의료장비 개발자들의 헌신적인 자세가 뒷받침되어야 할 것으로 생각된다. 또한, 이러한 분위기를 조성하기 위해 정부의 적극적인 지원과 국가 연구개발 자금 및 인력지원이 반드시 이루어져야 할 것이다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

방사선치료는 무엇인가?

방사선치료는 질병의 치료에 방사선을 사용하는 것으로 X선, 감마선과 같은 파동 형태의 방사선, 또는 전자선, 양성자선과 같은 입자형태의 방사선을 이용하여 암과 같은 악성 질병의 성장을 지연시키거나 멈추게 하고 더 나아가서는 파괴시킨다. 또한, 방사선치료는 양성종양이나, 내과적인 질병, 일부 피부질환 치료에도 이용된다.

기존 디지털 X선 검출기는 어떤 방식을 사용하였는가?

광자 계수형 검출기는 그림 2에서 보이고있다. 기존의 디지털 X선 검출기의 경우 전하 축적용 커패시터를 이용하는 방식으로 X 선 조사에 의해 발생되어진 전자-정공쌍을 커패시터에 축척하여 A/D 변환기를 거쳐 읽어내는 전하 축척용 방식을 사용하였다. 전하축척방식의 검출기의 경우 X선 변환물질에 조사된 X선을 흡수하여 생성된 전자-정 공쌍을 발생시키고 이 전하는 일정시간 동안 커패시터에 축척되고 이를 읽어 영상으로 나타내게 된다.

방사선진단에서는 X선의 어떤 특성을 이용하는가?

방사선진단은 병변의 유무와 위치를 알기 위해 방사선을 사용하는 것으로, X선의 3가지 특성을 이용한다. 즉, 조직을 투과하고 필름을 감광시키며 일부 물질로 하여금 형광을 발하게 하는 성질에 의해 이루어졌다. 방사선은 조직을 투과할 때 투과하는 조직의 밀도에 따라 흡수되는 정도가 다르다.

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