성균관대학교 IT 가속기 공학 연구센터 (교수/센터장 채종서)는 X-band급 고주파 선형 전자가속기를 이용한 악성 종양 치료용 ‘이중 헤드 갠트리 방사선 치료시스템’의 설계를 완료하고 시제품을 제작 완료를 눈 앞에 두고 있다.

 

선형가속기를 이용한 X-선 방사선 치료기는 1952년 도입 이후 지속적인 발전을 거듭하고 있으며, 현재 개발방향은 CT와 방사선 치료기를 통합한 토모테라피, 첨단 로봇 팔을 이용한 사이버나이프 등 고 정밀 방사선 치료로 나아가고 있다.

 

이중 헤드 갠트리 방사선 치료시스템은 기존에 개발된 갠트리 방사선치료기기에 세계 최초로 이중 헤드를 환자에게 동시 조사하는 치료를 수행 할 수 있다. 이중 헤드 동시 조사 치료는 상용화된 체부정위방사선치료(SBRT)를 이용한 단일 빔 치료기의 단점인 한 회당 치료시간을 극복할 수 있는 방안을 제공하며, 더블 헤드 방식의 광 치료 장치 등의 국내/해외 특허 출원을 통해 핵심 기술을 확보한 상태다.

 

이중 헤드 갠트리 방사선 시스템은 성균관대학교 IT 가속기 공학 연구센터, 연세대학교, 부산대학교, 경북대학교, 한국원자력연구원, 한국원자력의학원, 양산부산대학병원, ㈜NT 리서치, ㈜RTX, ㈜IMT 가 참여하여 전자가속기, 자동병변추적이 가능한 스마트 영상유도, 갠트리, 의학물리 기반 X-선 헤드를 국내 기술로 개발하고 있다.

 

특히 빔 인출장치인 선형 전자가속기는 방사선 치료기의 핵심 부품으로써, X-band급 고주파를 이용한(9.3 GHz) 가속관 제작 기술을 활용하여 기존에 사용되는 50~100 cm인 가속기 크기를 20~30 cm 이내로 대폭 줄이는 연구를 수행하고 있다.

 

성균관대학교 IT 가속기 공학 연구센터와 한국원자력연구원에서 공동 개발하고 있는 X-band 선형 전자가속기는 S-band 보다 더 정밀한 가공 기술을 필요로 한다. 현재 설계는 완료된 상황이며, 가공 기술 개발 및 부품 레벨 테스트를 통하여 X-band 시제품을 개발 중 이다.

 

2016년 1월에 제작될 전자가속기 빔 인출 실험은 이중헤드 갠트리 치료기가 설치될 공릉동 원자력 병원에서 수행될 예정이다.  

시스템 통합 및 최적화를 완료한 이중 헤드 갠트리 치료 시스템은 단일 빔을 이용한 기존 방사선 치료기에 비해 치료 시간을 30% 단축할 것으로 기대된다. 치료시간 감축은 환자 개인에게 피폭량을 줄이고 매년 증가하는 암 환자의 수요를 충족할 것으로 예상돼 환자의 입원기간 단축 및 비용 절감의 효과를 기대 할 수 있다.