PET-MRI 동시영상 시스템 개발

조규성 교수

아주경제 이한선 기자 = 국내연구진이 양전자단층촬영(PET)과 자기공명영상(MRI) 동시영상 시스템을 개발했다.
 
한국과학기술원(KAIST)은 조규성 원자력및양자공학과 교수가 총괄책임을 맡고 있는 KAIST, 서강대, 서울대 3개 대학 공동연구팀이 KAIST 부설기관 나노종합기술원과 함께 순수 국내기술로 뇌전용 PET-MRI 동시영상 시스템을 개발하고 자원자 3명의 뇌 영상을 얻는데 성공했다고 13일 밝혔다.
 
PET-MRI는 인체의 해부학적 영상을 보는 자기공명영상기기(MRI)와 세포활동과 대사상태를 분석할 수 있는 양전자방출단층촬영기기(PET)의 장점이 융합된 최첨단 의료영상기기다.

 
신체 내 해부학적 정보와 기능적 정보를 동시에 확인할 수 있어 종양은 물론 치매의 정밀한 조기 진단이 가능하고 신약 개발과 같은 생명과학연구에서도 필수적인 장치다.
 
기존의 장비는 MRI에서 발생하는 강한 자기장의 영향으로 인해 PET와 MRI 영상을 각각 찍은 후 결합하는 분리형 방식을 주로 사용해 촬영시간이 길어지고 환자의 움직임으로 인한 오차가 발생하면서 두 기기 영상을 동시에 측정하는 기술로 자기장내에서 동작하는 PET 개발이 필요했다.
 
연구팀이 국내 최초로 개발한 일체형 PET-MRI 핵심 기술은 크게 자기장 간섭 없는 PET 검출기 기술, PET-MRI 융합시스템 기술, PET-MRI 영상 처리 기술로 나뉜다.
 
PET 검출기는 전체 시스템 가격 절반을 차지할 정도로 비싸고 핵심적인 요소다.
 
조 교수와 나노종합기술원 설우석 박사 연구팀은 강한 자기장 내에서 사용 가능하한 실리콘 광증배센서 개발에 성공했다.
 
방사선 검출기에 들어오는 빛을 증폭하는 이 센서는 반도체 공정을 최적화해 95% 이상의 높은 양산성과 10%대의 감마선 에너지 분해능을 확보해 글로벌 경쟁력을 갖췄다는 것이 연구팀의 설명이다.
 
최용 서강대 전자공학과 교수는 신개념 전하신호전송방법과 영상위치판별회로를 적용한 최첨단 PET 시스템을 개발했다.
 
연구결과는 창의성 및 우수성을 인정받아 지난 6월 의학물리지에 표지논문으로 게재됐다.
 
이재성 서울대병원 핵의학과 교수는 실리콘 광증배센서 기반 PET 영상재구성 프로그램, MRI 영상기반 PET 영상 보정기술, PET-MRI 영상융합 소프트웨어 개발을 맡았다.
 
박현욱 KAIST 전기및전자공학과 교수는 PET와 MRI 동시설치가 가능한 무선주파차폐 기술을 확보하고 이를 기반으로 PET와 연계 설치 가능한 뇌전용 헤드코일을 개발했다.
 
공동연구팀은 뇌전용 PET-MRI 시스템 개발에 성공하고 지난 6월 3명의 PET-MRI 융합 뇌 영상을 얻었다.
 
이는 실리콘 광증배센서 기반 PET와 MRI를 융합한 기기에서 세계 최초로 얻은 인체영상이라고 연구팀은 밝혔다.
 
이 시스템은 기존 전신용 MRI 시스템에 뇌전용 PET 모듈 및 MRI 헤드코일이 탈부착 가능하도록 제작해 낮은 설치비용으로 PET-MRI 동시영상을 얻을 수 있는 것이 특징이다.
 
조규성 교수는 “국산 PET의 상용화 기반을 마련하고 세계적으로도 도입기인 PET-MRI 시스템 기술에서 세계 최고 기업들과 견줄 수 있게 됐다”며 “향후 수요가 급증할 것으로 예상되는 치매를 비롯한 뇌질환 진단 비용을 획기적으로 절감할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
 
연구팀은 산업통상자원부 산업원천기술개발사업으로 지원받아 수행한 이번 연구를 통해 20여편의 특허를 출원하고 20여편의 SCI 논문을 발표했다.