초록 ▼

국내 암 발생률 1위를 차지하고 있는 갑상선암은 연간 발생자수가 40,568 명 (국립암센터 2011)으로 최근 10년간 연간 평균 증가율이 25% 이상으로 급증하는 양상임. 그러나 국내 갑상선암은 초기암이 대부분을 차지하고 있어 정확한 파수꾼 림프절의 진단을 통해 전이 유무에 따른 갑상선암 치료 범위를 최소화함으로써 수술 및 마취 비용을 경감할 수 있는 기술 필요함. 광열치료(Photothermal Therapy)는 조직들의 광에너지 흡수를 통해 병변의 온도를 빠르게 증가시켜 국부적 열손상을 병변에만 유발하고 주변의 조직을 보호할

국내 암 발생률 1위를 차지하고 있는 갑상선암은 연간 발생자수가 40,568 명 (국립암센터 2011)으로 최근 10년간 연간 평균 증가율이 25% 이상으로 급증하는 양상임. 그러나 국내 갑상선암은 초기암이 대부분을 차지하고 있어 정확한 파수꾼 림프절의 진단을 통해 전이 유무에 따른 갑상선암 치료 범위를 최소화함으로써 수술 및 마취 비용을 경감할 수 있는 기술 필요함. 광열치료(Photothermal Therapy)는 조직들의 광에너지 흡수를 통해 병변의 온도를 빠르게 증가시켜 국부적 열손상을 병변에만 유발하고 주변의 조직을 보호할 수 있는 매우 효율적이고 안전한 치료법임. 갑상선암과 같은 구형조직을 효율적으로 치료하기 위해 균일한 에너지 분포가 가능한 분산형 광섬유 가공기술이 필수적이며, 전달기기에 의한 Thermal barrier 효과로 광열 치료 효율의 증대 필요함. 또한 광학이미징 기술을 이용하여 조직 치료에 따른 조직의 광응고 반응을 확인함으로써 치료 효율을 개선할 수 가 있음. 따라서 갑상선 결절 및 암의 수술적 치료를 위해 다방면 조사 광섬유를 통한 균일한 광전달하고 광응고 반응 촉진을 유도하면서, 안정성 확보를 위한 고감도 광음향 기술을 사용함으로써 갑상선 조직의 치료 상태를 모니터링 할 수 있는 광융합 치료-진단 기술 개발이 이번 연구의 목적이었음.

1차년도 연구결과: 균일하고 일정한 광전달을 위한 광섬유 끝단 가공기술 개발 및 검증 평가
1) 파워 및 포톤 분포도 측정을 이용한 광섬유 표면에서 광분포도 및 방향성 측정
2) 광섬유 끝단 가공을 위한 레이저 가공법 개발과 최적 파라메터 확보
3) 연조직의 효율적 조직 제거를 위한 치료용 레이저 파라메터 최적화 테스트 실시

2차년도 연구결과: 광치료용 전달기기 설계 및 광음향 측정 기술 개발 평가
1) 갑상선 암조직 치료용 광전달기기 CAD 디자인 및 시작품 설계
2) Bioheat transfer 기반 광열반응의 온도 분포 모델링과 괴사 범위 분석 비교 실시
3) 조직 응고 측정을 위한 광음향 측정 기술 개발 및 모니터링용 프로브 설계
4) 조직 응고에 따른 광음향 신호 변화 측정 및 이미지 기반 측정 신호 정량화 비교 분석

3차년도 연구결과: 융합형 광치료-진단기기의 시작품 개발과 성능 평가 및 in vivo 실험
1) 레이저 가공 기술을 응용하여 제작된 광섬유 기반 광치료 성능 검증 실시
2) 레이저 치료 효율 개선을 위한 광음향 이미징 기반 조직 광응고 반응도 평가 실시
3) Xenograft 마우스 tumor 모델을 이용하여 광치료 및 광응고 모니터링을 위한 진단 실험 실시

기존의 조직 절제술과 달리 레이저 치료는 조직의 광학적 특성에 따라 선택적으로 그리고 일정하게 조직내 온도를 증가시킬 수가 있었음. 따라서 암조직을 정밀하게 제거할 수 있었으며, 주변 조직에 대한 열손상을 최소화함으로써 치료 후 조직 회복 속도를 극대화할 수 있을 것으로 예상. 또한 광음향 이미징을 통해 조직 변화도를 정량화하고 광응고 범위를 가시화함으로써 치료 계획을 정립하면서 치료 효율을 증가시킬 수 있을 것으로 예상함.

( 출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 4p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 13