연세대 채영철 교수팀, 초고속·초저선량 X-ray 디텍터 기술 세계 최초 개발

[캠퍼스人+스토리]
저선량 및 고속 X-ray 촬영 필요한 환자에게 효과적 적용
'국제고체회로학회' 발표 논문 선정

개발된 포톤 카운팅 기반의 SPAD X-ray 디텍터/제공=연세대

연세대학교 연구팀이 세계 최초로 포톤 카운팅 기반 '초고속·초저선량 CMOS X-ray 디텍터' 개발에 성공했다. 연구 논문은 반도체 칩 설계 분야 올림픽으로 불리는 '국제고체회로학회'에 2023년 2월 발표될 논문으로도 선정됐다.

16일 연세대에 따르면 채영철 교수 연구팀이 성공한 연구는 단일 광자의 검출이 가능한 SPAD(Single Photon Avalanche Diode)를 활용해 기존 CMOS X-ray 디텍터에 비해 매우 낮은 선량의 X-ray를 사용하면서도 동일한 이미지 품질을 유지할 수 있다. 실시간 고속 X-ray 촬영이 필요한 환자에게 효과적으로 적용될 수 있다. 대면적 CMOS X-ray 디텍터를 개발했으며, 600fps의 높은 프레임의 X-ray 이미지를 획득하는 데 성공했다. 또 전력 소모 문제를 시간 인코딩을 활용한 보외법(extrapolation)으로 해결해 센서의 전력 소모를 약 100배가량 낮추게 됐다. 이번 연구는 범부처 전주기 의료기기 연구개발사업의 'Global Shutter 기반의 20x20㎝ 대면적 Hybrid X선 동영상 검출기 개발' 프로그램의 지원으로 ㈜레이언스와 공동으로 수행됐다.