초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
◌ 방사선 피폭량 또는 촬영 시간을 5배 이상 감소시키고 영상의 신호대 잡음비를 3배 이상 향상 시킬 수 있는 초고속 (100 ps 이하) Time of Flight (TOF) 영상 기술 개발

○ 전체 내용
◌ 신호의 상승시간과 감쇠시간이 기존 대비 각각 5배, 30배 이상 빠른 즉발광자를 방출하는 일렉트로 루미네선스를 나노플레이트 또는 퀀텀 닷과 같은 구조로 배열하고 기존 무기섬광결정과 결합하여 기술적 한계로 여겨지던 100 ps 이하 시간분해능을 달성할 수 있

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
◌ 방사선 피폭량 또는 촬영 시간을 5배 이상 감소시키고 영상의 신호대 잡음비를 3배 이상 향상 시킬 수 있는 초고속 (100 ps 이하) Time of Flight (TOF) 영상 기술 개발

○ 전체 내용
◌ 신호의 상승시간과 감쇠시간이 기존 대비 각각 5배, 30배 이상 빠른 즉발광자를 방출하는 일렉트로 루미네선스를 나노플레이트 또는 퀀텀 닷과 같은 구조로 배열하고 기존 무기섬광결정과 결합하여 기술적 한계로 여겨지던 100 ps 이하 시간분해능을 달성할 수 있는 초고속 TOF 기술 개발
◌ 10 ps 상승시간과 1 ns 감쇠시간을 가지는 즉발광자 신호를 손실 없이 처리하기 위한 고속 신호처리회로를 개발하고 각각의 신호를 구별할 수 있는 신호검출 방법 개발
◌ 초고속 TOF 기술의 성능에 따른 영향을 평가하기 위한 원리검증용 의료영상기기를 개발 하고 성능을 평가하여 연구 유용성 검증

□ 연구개발성과
◌ 신호의 상승시간과 감쇠시간이 빠른 즉발광자를 방출하는 일렉트로 루미네선스 현상을 발생할 수 있는 퀀텀 닷 구조를 개발하고 기존 무기섬광결정과 결합하여 100 ps 이하 시간분해능을 달성할 수 있는 초고속 TOF 기술을 개발함.
◌ ps 대역의 빠른 상승시간을 가지는 즉발광자를 손실 없이 획득할 수 있는 신호처리회로 기술과 섬광광자와의 신호 분리가 가능한 검출 기술을 개발함.
◌ 원리검증용 의료영상기기를 개발하여 93 ps 시간분해능을 획득하여 연구가설을 입증하였으며, 초기 연구 목표를 100% 달성하였음.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
◌ 즉발광자 신호는 기존 대비 상승시간과 감쇠시간이 기존 대비 각각 5배, 30배 이상 빠르기 때문에 기술적 한계로 여겨지던 100 ps 이하의 시간분해능을 달성할 수 있으며, 초고속 신호를 검출하는 방법, 고속 신호처리보드를 적용한 초고속 TOF 기술은 영상의 통계적 잡음을 획기적으로 줄여 신호대잡음비를 3배 이상 높일 수 있을뿐만 아니라 방사선 피폭량 또는 검사시간을 5배 이상 줄일 수 있음.
◌ 초고속 TOF 기술을 활용한다면, X-ray와 PET, PET/CT 등 방사선 의료영상기기의 활용도를 획기적으로 높일 수 있으며, 환자 위해요소를 대폭 낮춤으로써 편의성과 유용성을 크게 높이고 경쟁력을 확보할 수 있음.
◌ 본 연구에서 제안하는 신기술은 해외기업 및 연구 기관의 기술 종속을 탈피할 수 있는 차세대 혁신 기술로 향후 국내 방사선 의료영상기기 분야의 기술경쟁력 향상에 이바지 할 것으로 기대되며, 지식재산권을 확보함으로써 방사선 의료영상기기의 국산화 기여와 세계 시장 진출을 통한 부가가치 창출의 기반을 마련함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1-1. 연구개발의 필요성 ... 5
• 1-2. 연구 가설 ... 5
• 1-3. 연구 목표와 범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2-1. 즉발광자를 방출하는 일렉트로 루미네선스 물질과 무기섬광결정을 결합한 검출기 설계 및 최적화 ... 5
• 2-2. 불감시간손실 없이 신호를 획득할 수 있는 신호처리보드 개발 ... 6
• 2-3. 100 ps 이하 시간분해능을 달성할 수 있는 초고속 TOF 기술과 즉발광자와 섬광광자의 신호를 구별할 수 있는 신호 검출 기술 개발 ... 6
• 2-4. 불감시간 손실 없이 신호를 획득할 수 있는 신호처리 방법 개발 ... 7
• 2-5. 원리검증용 의료영상기기 개발 ... 7
• 2-13. 에너지분해능과 시간분해능 성능을 측정하여 초고속 TOF 기술에 대한 성능 검증 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 9
• 1) 연구수행 결과 ... 9
• 2) 목표 달성 수준 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 9
• 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 10
• 1) 연구성과 ... 10
• 2) 연구성과 활용계획 ... 11
• 6. 참고문헌 ... 12
• 끝페이지 ... 12