광자, 전산화 단층 촬영 혁명 예고
광자 계수 검출기는 광자 레벨에서 X선 양자의 에너지를 계산하고 구별하여 환자에게 더 나은 공간 분해능을 제공하고 방사선의 영향을 덜 해줄 수 있게 한다.
전산화 단층 촬영의 역사는 혁신의 역사다. 50여 년 동안, 많은 기술적 혁신이 있었지만, CT 검사 최신 혁신, 즉 광자 계수 검출기(PCDs)야말로 진정한 혁신이다. 이러한 새로운 장치는 광자 레벨에서 X선 양자 에너지를 계산하고 구별하며 환자에게 더 나은 공간 분해능을 제공하며 방사선의 영향을 덜 해줄 수 있다.
전산화 단층 촬영 및 디지털 X선 센서 솔루션의 선두주자로서 ams OSRAM은 의료 장비 제조업체에 최첨단 이미징 구성 요소를 제공한다. BL 혼합신호 제품 시스템 솔루션 엔지니어링 책임자인 Roger Steadman은 유명한 전산화 단층 촬영 전문가이며 20여 년의 산업 발전을 지켜보왔다.
골절, 종창 또는 다른 신체적 변화나 증상을 검사하고 진단할 때 가장 일반적인 방법으로는 전산화 단층 촬영이다. Roger, 이 방법에 대해 설명해주실 수 있는지?
전산화 단층 촬영은 50년 이상 지속 발전되어 왔기 때문에 잘 알려져 있다. 신체의 3D 영상을 찍는 특수 유형의 X선 검사라고 할 수 있다. 몸 주위를 회전하는 X선 튜브의 도움으로, 신체의 한 부분이나 특정 장기에 대한 수천 개의 이미지를 찍은 다음 단일 3D 볼륨으로 통합된다.
1990년부터 2013년까지 여러 차원의 발전과 성장으로 CT가 혁신되었다. 특히 공급업체들은 한 번의 회전으로 심장과 같은 전체 장기를 촬영하는 것을 목표로 삼고 점점 더 큰 검출기를 만들기 위해 ‘슬라이스 레이스’를 벌였다. 그 이후로, 더 나은 영상 품질과 재구성 알고리즘을 위한 검출기 개발을 포함하여 환자에 대한 X선량을 줄이기 위해 많은 시간과 노력을 기울였다.
여러 차례CT 혁신을 경험했는데 왜 광자 계수가 다르다고 생각하는지?
광자 계수는 매우 중요한 사회적 도전을 극복하는 데 도움이 될 것이다. 지난 몇 년 동안, 이 분야의 모든 과학자와 전문가들의 명확한 목표는 방사선량을 줄이고 추가 정보의 도움으로 조기 진단을 강화하는 것이었다. 더 정확한 진단을 위한 추가 정보 전달은 광자 계수의 발전함에 있어 흑백 텔레비전에서 컬러 텔레비전으로의 전환만큼이나 중요한 것이다. 또한 상당히 낮은 방사선량에서 고해상도를 구현할 수 있다. 여러 가지 추가적 요인이 광자 계수 기능 향상에 기여했다. 임상 프로토콜에 따르면 X선 용량을 40% ~ 80%까지 감소한다.
광자의 고유한 에너지 정보를 활용하여 신체의 다양한 조직 유형을 구별하고 정량화할 수 있다. 이 분야에서 수년간 연구된 기술들이 마침내 한 제품에 통합되 듯이 2021년 최초의 의료 인증 광자 계수 기반 CT 스캐너로 시장에 출시될 것을 직접 확인할 수 있어서 기쁘다.
광자 계수를 간단한 언어로 설명할 수 있는지?
적어도 노력은 할 수 있다. 기존 CT는 신체 또는 조직의 감쇠가 에너지에 의존한다는 사실을 무시하고 X선 광자의 총 에너지에 비례하는 신호를 감지한다. 광자 계수는 이러한 제한을 제거한다. 광자의 수 그리고 광자의 에너지도 측정할 수 있기 때문에 궁극적으로 신체내의 물질을 구별할 수 있다. 다시 말하자면, 광자 계수는 모르는 변수를 대응하는 데 사용 가능한 정보를 제공한다.
이는 조직 인식 외에도 많은 장점이 있다. 또한 이제 각 개별 광자가 이미지에 동일하게 기여하므로 이미지 대비 수준이 향상된다. 그리고 방사선과 의사들은 광자 계수가 훨씬 더 나은 공간 해상도를 구현한다는 점에 많은 관심을 갖고 있다. 이 기술에는 각종 센서가 필요하기 때문에CT OEM의 구동 시스템 파라미터로 공간 해상도가 기존 CT보다 최대 4배까지 늘 수 있다.
가장 큰 차이점이 무엇이라고 생각하는지? 왜 접근이 그렇게 특별한지?
고객에게 완전한 솔루션을 제공한다. 판독 IC는 매우 낮은 소음과 전력 소비로 임상 광자 계수 스펙트럼 CT의 엄격한 요구 사항을 충족할 수 있을 뿐만 아니라 패키지에 여러 개의 IC와 패시브가 내장된 혁신적인 BSIP(Buttable System in Package)가 제공된다. BSIP는 본질적으로 ‘타일 러블’, 다시 말해 임상 CT에 필요한 큰 검출기 영역을 형성하기 위해 모든 방향으로 확장 가능한 배열의 타일로 사용할 수 있다. 이 고급 솔루션은 고객에게 편리한 사용과 최첨단 성능을 제공한다.
반도체 기술은 의료 영상에 새로운 기능을 제공한다. 모두의 더 좋은 삶을 위해 기술 개발에 노력하고 있다.