▲ 암 치료기용 X-Band 선형가속기 시스템 및 연구팀(왼쪽부터 KERI 김상훈 연구원, KERI 김근주 박사, KERI 이용석 박사, 서울성모병원 강영남 교수, KERI 김정일 박사)     © 매일건설신문

전기연구원(KERI) 전기의료기기연구센터 김정일·김근주 박사팀이 세계 3번째로 ‘암 치료용 엑스-밴드(X-Band)급 선형가속기’ 기술을 개발했다.

전기연구원이 개발한 기술은 방사선 암 치료기의 핵심기술인 ‘선형가속기’ 기술이다. 선형가속기는 전자빔 가속을 통해 높은 에너지의 전자빔을 금속막에 충돌시켜 X선을 만들고, 이를 암세포에 조사(照射, 광선 따위를 쬐다)해 괴사를 유도하는 방법이다.

KERI의 X-Band급(8GHz부터 12GHz에 해당하는 전자기파 주파수 대역) 선형가속기는 기존 제품보다 구동 주파수가 3배나 높아 작고 가볍기 때문에 방사선 치료실 설치비용을 절감해 주고, 고정밀 영상유도 장치(MRI, CT 등)나 정밀 로봇 시스템과의 융합 용이성을 높일 수 있어 치료의 정확성을 향상시킬 수 있다. 연구팀이 자체적으로 개발한 ‘3차원 다중물리 설계기술’ 적용을 통해 선형가속기의 개발 기간 및 비용을 줄일 수 있다는 것도 큰 강점이다.

이 밖에도 KERI의 선형가속기는 ▲안정적이고 정밀하게 방사선량을 제어할 수 있는 ‘3극관 전자총 제어기술’ 활용 ▲Side Coupling 구조를 통한 전자빔 가속 효율 향상 ▲공진기 부품을 최소화한 고효율 공학 구조 등의 장점을 보유하고 있다.

X-Band급 선형가속기는 가톨릭대 서울성모병원 강영남 교수팀이 국내 자체기술로 개발한 ‘3차원 Lateral Water Phantom(인체 내부 연구를 위해 대체물로 사용되는 모형)’에 적용되어 임상적 유용성 평가를 성공적으로 마쳤다.

KERI 김정일 박사는 “방사선 암 치료기 분야는 고부가가치의 미래 핵심기술임에도 불구하고, 미국과 스웨덴을 비롯한 선진국 업체들이 시장의 90% 이상을 장악하고 있어 해외 의존도가 매우 높다”며 “KERI의 고출력 X-Band 선형가속기 기술 개발을 통해 그동안 전량 수입하여 해외 의존도가 높았던 선형가속기 기반 방사선 암 치료기 분야에서의 기술 독립을 실현할 수 있을 것으로 기대한다”고 전했다.

연구팀은 개발한 기술이 암 치료뿐만 아니라 반려동물용 암 치료, 전자빔 멸균장치, 고에너지 전자빔 및 X선 기반 산업용 가공장치, Cargo 비파괴 검사장치 등 전기에너지 기술을 기반으로 하는 다양한 고부가가치 산업에 활용될 것으로 보고 기술사업화를 추진하고 있다.

/조영관 기자