Low dose radiation therapy; LDRT

저선량 치료기술

Linear Non-Threshold Model (LNT)

  • LNT 모델은 방사선 노출량이 증가할수록 암 발생 위험도 선형적으로 증가한다고 가정하는 이론입니다. 즉, 어떤 낮은 수준의 방사선량이라도 발암 위험이 존재할 수 있다는 개념입니다.
  • UNSCEAR 2000 보고서에 따르면, 100 mGy 이하에서는 암 발생 위험이 유의미하게 증가하는지 확실하지 않고, 대부분의 실험 동물과 인간에서 암 발생 위험 증가가 명확하게 확인되는 방사선량은 약 100 mGy 이상에서 난다고 보고되었습니다.
  • 이 이론에서는 모든 방사선량은 위험할 수 있다고 가정하지만, 저선량 방사선 치료(LDRT)에서는 오히려 염증 억제, 면역 조절 등의 생물학적 효과가 있을 수 있습니다.
  • 저선량 방사선이 NF-κB 신호 억제, 항염 유전자 발현 증가, 세포 보호 효과를 유도한다는 연구들이 존재 합니다.
  • 따라서 저선량 방사선이 항상 유해한 것이 아니라, 적절한 용량에서는 치료 효과를 가질 수 있습니다. 


Low dose radiation therapy (LDRT)

  • 용량 방사선 치료와 달리, 낮은 선량의 방사선을 사용하여 염증을 조절하고 조직 재생을 촉진하는 치료법입니다.
  • LDRT는 전통적인 암 치료의 방사선 치료(Radiotherapy, RT)와는 다르게 작용하며, 항염증 및 면역 조절 효과가 핵심 기전입니다.
  • LDRT의 특징 방사선량: 일반적인 암 치료 방사선(Gray 단위)의 보다 낮은 single 기준 0.5~ 1Gy, total 3~6 Gy 수준입니다.
  • 대상 질환: 관절염, 근골격계 질환, 만성 염증성 질환기전: NF-κB 경로 조절, 면역세포 활성화를 시킵니다. 

Carbon nanotube; CNT

탄소나노튜브

Carbon nanotube(CNT)

  • 탄소 원자로 이루어진 나노미터(nm) 크기의 원통형 구조체입니다. 그래핀(Graphene, 단일층 탄소 원자 구조)을 말아 올린 형태로, 뛰어난 물리적·전기적·화학적 성질을 가집니다.
  • 전자소재 및 반도체 (실리콘 반도체 대체 가능), 에너지 저장 및 배터리 (CNT 기반 리튬 이온 배터리 등), 바이오 및 의료분야 (약물 전달 시스템, 바이오센서 등), 복합 재료 및 구조재 (우주 항공 소재, 방탄복, 초경량 기계 부품 등) 에 사용 됩니다.

초고강도
초고강도
전기적 특성
전기적 특성
높은 열전도성
높은 열전도성
화학적 안전성
화학적 안전성
고유 전율
고유 전율

CNT 활용 X-ray 조사 장치 

  • 전통적인 X-ray 튜브는 금속 필라멘트(예: 텅스텐)를 고온(2,000~3,000℃)으로 가열하여 열전자(thermal electron)를 방출 합니다. 방출된 전자가 양극에 출돌 하면서 X-ray를 발생 시켜, 예열 시간 필요, 높은 전력 소모, 장치가 매우 큽니다.
  • CNT는 전계방출(Field Emission, FE) 특성을 이용하여 낮은 전압으로도 전자 방출이 가능하며, 필라멘트 가열 없이 강한 전기장을 가하면 CNT에서 직접 전자가 방출됩니다. 방출된 전자가 타겟(예: 텅스텐)에 충돌하여 X-ray를 발생 시킵니다.
  • CNT 기반 X-ray 기술은 기존의 열전자 방식 X-ray 시스템의 한계를 극복하는 차세대 혁신 기술입니다.특히 소형화, 즉각적 X-ray 발생, 낮은 전력 소비 등의 장점으로 의료 영상, 산업 검사, 보안 분야에서 빠르게 도입되고 있으며, 향후 X-ray 영상 기술의 표준이 될 가능성이 높습니다. 


기존 X-ray 방식

CNT 방식

전자 방출 원리

열전자 방출 (고온 가열된 필라멘트)

전계 방출 (강한 전기장에 의한 전자 방출)

필라멘트 소재

금속 (주로 텅스텐)

탄소나노튜브 (Carbon Nanotube, CNT)

작동 온도

매우 높음 (약 2,000~3,000℃)

실온에서 작동 가능

예열 시간

필요 (수 초~수 분)

불필요 (즉각적 X-ray 발생 가능)

전력 소비

높음

낮음

소형화 가능성

제한적

매우 우수함 (소형, 경량 시스템 구현 가능)

내구성 및 수명

필라멘트 열화에 따른 수명 제한

높은 내구성 (저온 작동으로 수명 연장 가능)

응답 속도

느림 (가열 필요)

빠름 (전기장 인가 즉시 동작)

적용 분야

기존 의료 영상, 산업용 검사

의료 영상, 이동형 X-ray, 보안 검사, 정밀 산업 검사 등

기술 발전성

성숙된 기술

차세기술로 빠르게 발전 중 

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