초록 ▼

연구개요
[정밀 암 진단 및 수술용 초음파 - 핵의학 휴대용 융합 영상기기 개발]
- 기존 핵의학 영상장비의 한계점을 극복 할 수 있는 초음파- 핵의학 융합 영상기기 개발
- 초음파의 흡음재를 콜리메이터로 이용하여 핵의학 영상장비를 초음파 영상장비에 내재화
- 초음파 및 핵의학 신호 구분을 위한 회로부 연구 및 제작
- 싱글채널 초음파-핵의학 융합기기와 다채널 초음파-핵의학 융합 영상기기 개발 및 성능 지표 달성 성공
- 팬텀 실험을 통해 초음파-핵의학 융합 영상 획득 성공

연구 목표

연구개요
[정밀 암 진단 및 수술용 초음파 - 핵의학 휴대용 융합 영상기기 개발]
- 기존 핵의학 영상장비의 한계점을 극복 할 수 있는 초음파- 핵의학 융합 영상기기 개발
- 초음파의 흡음재를 콜리메이터로 이용하여 핵의학 영상장비를 초음파 영상장비에 내재화
- 초음파 및 핵의학 신호 구분을 위한 회로부 연구 및 제작
- 싱글채널 초음파-핵의학 융합기기와 다채널 초음파-핵의학 융합 영상기기 개발 및 성능 지표 달성 성공
- 팬텀 실험을 통해 초음파-핵의학 융합 영상 획득 성공

연구 목표대비 연구결과
[단일채널 초음파 감마 융합 진단 프로브]
- 콜리메이터 감마선 차폐율 99% 이상 (99.12% 달성)
- 감마신호 계수율 50kcps 이상 (Co-57 신호 계수율 100kcp 달성)
- 회로 잡음 5mV 이내 (회로 잡음 4mV 이내 달성)
- 초음파 프로브 크기 약 10mm, 5-10MHz (약 12mm, 10MHz 제작 완료)
- 감마센서 크기 2x2x15mm³ (2x2x15m³으로 제작 완료)
- 핵의학 에너지 분해능 15%@140keV (에너지 분해능 15.68%@140keV)
- 초음파 도달 깊이 5cm, 초음파 –6dB 대역폭 > 50% (도달깊이 5cm 및, 대역폭 52.2% 달성)
[영상화 가능한 초음파 감마 융합 프로브]
- 감마카메라 센서 크기 25x25mm² 이내 (24.3 x 24.3 mm² 감마 카메라 센서 제작 완료)
- 핵의학 에너지 분해능 30% @ 140keV (에너지분해능 27.7% @140keV 달성)
- 검출기 분해능 2mm 이내 (검출기 분해능 0.448mm 달성)
- 초음파 탐촉자 어레이 크기 약 32 x 32 mm² (탐촉자 어레이 8mm x 32.28mm 제작 완료)
- 주파수 5-10 MHz (중심 주파수 5MHz로 제작 완료)
- -6dB 대역폭 > 50% (-6dB 대역폭 평균 58.16% 달성)
- 분해능 < 1 mm (초음파 탐촉자 어레이 분해능 0.5mm~1.0mm 달성)
- 초음파 도달 깊이 : 5 cm (타겟 7.5cm의 초음파 영상 획득)
- 핵의학영상 refresh rate : 30s (refresh rate 30s 달성)
- 초음파 axial/lateral 분해능: 1.0/1.0 mm (초음파 axial/lateral 분해능 0.5~1.0mm/0.5~1.0mm 달성)
- 핵의학 공간분해능: 2 mm (Co57 기준 핵의학 공간 분해능 0.447mm, Cs137 기준 공간분해능 0.458mm 달성)

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
[새로운 진단/치료 방법론 개발]
- 본 연구를 통해 개발한 초음파 핵의학 융합 영상기기는 기존에는 불가능했던 융합 영상을 획득할 수 있어 정확한 진단이 가능하며 기존의 융합 영상기기인 SPECT/CT, PET/CT보다 적은 방사선 노출량으로 환자의 안전 확보 가능
- 기존에 없던 새로운 개념의 융합 영상기기를 통해 새로운 진단 및 치료 방법론의 개발까지 확장할 수 있어, 의료계 및 의료기기 산업에 새로운 방향을 제시
[선진국 첨단 진단기기 분야 기술 격차 해소]
- 첨단 영상기기 분야는 오랜 기간 연구개발을 통해 높은 기술력을 확보한 외국 기업들의 기술 장벽을 뛰어넘기가 어려웠음. 초음파-핵의학 휴대용 융합 영상기기는 신개념 기기로 이러한 기술 장벽을 일시에 해소 및 국내 대형 첨단 의료기기 산업시장에 새로운 방향 제시
[융합 영상기기 분야 기술력 확보]
- 개발된 융합 의료기기는 기존 의료기기에서는 존재하지 않았던 새로운 의료기기로, 본 과제를 통해 이에 대한 연구수준을 한층 발전시킬 수 있고 이에 따라 세계적으로 앞선 수준의 기술 수준을 확보할 수 있을 것으로 예상
- 연구를 통해 개발된 융합 영상기기는 진단 분야뿐만 아니라, 고강도집속형 초음파수술기(HIFU)등과의 융합을 통해 비침습 병변 치료 및 종양 제거 기술의 정확도 향상 및 안정성을 확보

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구 목적 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 1차년도 – 단일채널 초음파 감마 융합 진단 프로브 설계 ... 5
• 2) 2차년도 – 단일채널 초음파 감마 융합 진단 프로브 제작 및 성능 평가 / 영상화 가능한 초음파 감마 융합 프로브 설계 ... 7
• 3) 3차년도 – 영상화 가능한 초음파 감마 융합 프로브 제작 및 성능 평가 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 19
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 20
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 25
• 끝페이지 ... 38