2017년 10월 17일 화요일

방사선 융합 연구현장을 가다(방사선의학물리연구실)

방사선을 이용한 기술은 현재 우리 생활 속 다양한 곳에서 찾아볼 수 있다. 특히, 우리가 방사선을 떠올리면 어렵지 않게 병원의 이미지를 떠올릴 수 있는 것처럼, 의료계에서는 중요한 진단 및 치료에 방사선이 사용된다. 그런데 한편으로, 치명적인 방사선에 장시간 노출되면 인체는 물론 전자기기들도 악영향을 받을 수 있게 된다. 이렇듯 많은 가능성을 가지고 있지만 그만큼 조심해서 다루어야 하는 방사선.

이달의 뉴스레터에서는 방사선과 관련된 융합 연구에 매진하고 있는 서울대학교 융합과학기술대학원의 방사선의학물리연구실(융합과학부 방사선융합의생명전공, 예성준 교수 지도)을 소개하고자 한다.


▲방사선의학물리연구실의 예성준 교수(오른쪽)와 박종인 연구실 대표(왼쪽)


방사선의학물리연구실은 방사선이라는 주제를 가지고, 의학, 우주, 전력 등 매우 다양한 분야에서 연구를 진행하고 있는데 그 중 대표적인 연구들의 예를 들면 먼저 EPR(Electron Paramagnetic Resonance spectroscopy) 분광계 개발 연구를 들 수 있다.

이것은 선량계를 차고 있지 않은 일반 시민 등 불특정다수가 의도치 않게 방사선에 노출되어 피폭되었을 경우, 정확히 피해 규모를 추적하기 어려운 것에 착안한 연구로 전자상자성공명원리(EPR)와 분광계와 치아를 통해, 피폭량을 측정할 수가 있다. 이전 피폭량 측정 원리와 다른 원리이기 때문에 간단한 장비로 5분 안에 피폭량 측정이 가능한 도구를 개발하고 있으며 곧 공개가 가능한 수준이라고 한다.


▲치아를 통해 짧은 시간에 피폭량을 검사하는 EPR 분광계 프로토타입


의료와 관련된 부분을 살펴보면, CT 이미지를 통해 전자와 광자가 인체에 미치는 영향을 통계적으로 계산해 방사선 에너지가 환자에게 얼마나 전달될 지를 가상으로 계산하는 연구도 진행하고 있다. 이러한 연구는 선량 측정이 어렵거나 불가능한 경우, 즉 내부에 측정 기기 삽입이 어렵거나 특정 부분에 관심을 가지는 경우에 사용할 수 있으며 특히 방사선에 약해서 보호받아야 하는 장기들에 대해서도 적용이 가능하기 때문에 실질적으로 큰 효용을 가져다 준다.


▲선량 측정에 사용하는 실험 장비


최근에는 인공지능 기술을 방사선의학에 적용해 검사 이미지들을 가지고 기존보다 정확한 진단 및 오류율을 낮추는 연구도 진행하고 있다. 이 분야는 최근 여러 분야에서 접근이 이루어지고 있는데, 방사선의학물리연구실은 공학 도메인의 연구자들과 의학을 전공한 사람들이 함께 연구하며 병원과 직접적으로 연결되어 있는 구조이기 때문에 각각의 환자 정보에 맞는 연구 및 임상으로의 연결이 용이하다는 큰 특장점을 가진다.


▲방사선의학물리연구실 실험실의 엑스선 발생장치


이 밖에 우주 방사선의 환경 정의 및 모델링을 통해 최적의 차폐 설계를 구축하는 연구와 붕소 중성자 포획 치료 연구, 미세방사선량 측정 연구 등 분야를 막론하고 방사선과 관련된 최신의 연구들이 진행 중이다. 미국과 유럽을 제외하고 유일하게 CAMPEP(방사선 응용생명과학 협동과정 : Commission on Accreditation of Medical Physics Education Programs) 의학물리교육 인증 기관이기도 한 방사선의학물리연구실은, 광교와 연건(서울대학교 병원) 모두에 연구실을 두고 진정한 방사선 융합 연구를 진행하고 있다.

그 원리를 잘 이해하고 신중하게 사용하기만 하면 인간에게 많은 이점을 가져다줄 수 있는 방사선 연구. 방사선의학물리연구실의 앞으로의 연구 성과들이 벌써부터 기대되는 이유이다.

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