바이오인

테라헤르츠(형광 융합) 뇌종양 진단 영상 기술

[주간기술동향 2110호]

◈ 목차

기획시리즈 : 메타버스 - 2023 메타버스 동향

I. 서론

II. 애플 ‘비전 프로’

III. 초실감형 메타버스

IV. 게임을 넘어서: C2E

V. 생성형 인공지능

VI. 버추얼 아이돌:한국은 메타버스 엔터테인먼트 선도국

VII.결론

ICT 신기술 - 메타버스 프로젝트와 3차원 복원 및 렌더링 기술 동향

I. 서론

II. 메타버스 프로젝트 동향

III. 메타버스를 위한 3차원 복원

IV. 메타버스 3차원 렌더링

V. 결론

ICT R&D 동향

테라헤르츠(형광 융합) 뇌종양 진단 영상 기술

Industrial XR 프레임워크 기반 저작도구

◈본문

Chapter 03 테라헤르츠(형광 융합) 뇌종양 진단 영상 기술

이의수_한국전자통신연구원 책임연구원

I. 결과물 개요

II. 기술의 개념 및 내용

1. 기술의 개념

➢︎ 수술 중, 뇌교종 진단에 있어 기존 기술의 핵심한계를 극복하기 위해 새롭게 적용하는 테라헤르츠 의료기술 개발

➢︎ 본 기술의 주요 진단 기전(mechanism)은 물과 지방의 구성 성분에 대한 테라헤르츠 신호의 상대적 반사율을 이용한 것으로, 뇌교종 뿐만 아니라 유사한 질병적 현상을 수반하는 다양한 분야로 적용이 가능

➢︎ 악성 뇌종양의 가장 효과적 치료는 외과적 수술을 통한 종양의 완전 적출이지만 실시간으로 악성 뇌종양의 검출이 불가능하여 종양의 완전 적출률이 낮았으나 본 제안기술인 테라헤르츠 영상으로 수술 중 실시간으로 악성 뇌종양을 검출 가능하게 하여 종양의 완전 적출률을 높일 수 있음

<자료> 한국과학기술원 자체 작성

[그림 1] 기술개념도

2. 기술 특징

➢︎ 테라헤르츠 연속파를 이용하여 정량적 분석이 가능한 반사 이미징 기술

➢︎ 고신뢰성 뇌종양 진단 테라헤르츠/형광/비전 복합 스캐너 구현 기술

➢︎ 테라헤르츠/형광 광융합 영상 기반의 암진단 AI 솔루션 기술

III. 국내외 기술 동향 및 경쟁력

1. 국내 기술 동향

➢︎ 뇌종양 완전 적출 수술에서 뇌항법(neuronavigation) 장치와 함께 5-ALA(5-aminolevulinicacid) 조영제를 이용한 ppIX(protophorphyrin IX)형광 영상법이 가장 진보된 기술이나 소수의 대형 대학병원 등에서만 임상에 사용

➢︎ Intraoperative MRI 영상 장비는 국내 대형 병원 위주로 보급되고 있지만 고가로 국내에서도 소수의 대형 병원에만 보급되어 있으며, 수술시간의 지연 및 높은 의료 수가로 사용 빈도가 낮은 상태

➢︎ 테라헤르츠 영상 기술을 생체/의료에 적용하는 연구는 암 영상 및 바이오 물질 센싱 기술 중심으로 연구가 수행되고 있으며, 위암 및 혀암 진단 등의 연구결과가 보고되었음

➢︎ 테라헤르츠 기반 영상 연구는 대학과 정부출연연구소 등 중심으로 수행되고 있으며, 연속파 테라헤르츠 기반 비파괴 시스템 영상 구현, 메타물질기반 테라헤르츠 소자, 식품 내이물질 검사 연구 등 다양한 연구들이 국내에서 수행 중

➢︎ 국책 연구기관 중심으로 테라헤르츠 영상 기술의 고속화 시스템 개발이 진행되고 있고, 펄스형, 연속형 두 가지 형태의 실험실 수준에서 연구개발 진행 중

2. 국외 기술 동향

➢︎ TeraVIEW 업체는 2004~2006년 영국에서 피부암 진단, 유방암 진단 결과를 보고하여 전 세계의 주목을 받았으며, 2013년 수술실 내 의료기기 사용 허가를 처음으로 승인 받음

➢︎ 다양한 국가에서 테라헤르츠 의료관련 연구를 진행되고 있으나 영국을 제외하고는 아직까지 의료기기 인증 받은 기관은 보고된 바 없음

➢︎ 악성 뇌종양 완전 적출을 위해 MRI 기반의 뇌항법 시스템이 매우 보편적으로 사용되고 있으나 brain shift 등의 문제로 뇌교종 완전 적출 비율이 40% 수준

➢︎ 테라헤르츠 영상 시스템 및 생체분석/의료진단 장비는 유럽을 중심으로 시작되었고 미국과 일본 및 중국에서 최근 활발한 연구가 수행 중

➢︎ 본 연구팀의 테라헤르츠 뇌종양 영상 연구 보고 이후로 중국을 중심으로 연구가 진행되고 있으나 아직 실제적 임상에 적용된 사례는 보고된 바 없음

...................(계속)

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