1. 레이저 기반 고에너지 전자빔 가속기 기술 개발 및 안정화
1) PIC(Particle in cell) simulation을 통한 레이저 가속기 안정화 연구
- 플라즈마 밀도 구조의 안정성과 레이저의 안정성이 전자빔 가속에 미치는 영향 PIC 계산을 통해 검증
- 안정적인 전자 가속을 위한 플라즈마 밀도 구조와 레이저 사양 도출
2) 레이저 가속기 안정화를 위한 기체 표적 안정화 및 가속용 레이저 안정화
- 레이저 가속기에서 가속된 전자빔 안정성을 결정하는 주요 요소인 플라즈마 생성용 기체 표적과 가속용 레이저의 안정화를 통해 고에너지 전자빔 가속기의 안정성 향상
- 레이저 사양 최소화를 통한 시스템 소형화를 위해 극초단 레이저의 성능 최적화 (레이저 profile 향상→ 레이저 집속 강도 향상 기술 개발)
3) 분자영상 모사 환경하의 레이저 가속기 성능 검증
- MRI 등의 분자영상 진단기 모사 환경에서 전자빔 가속 및 전자빔의 자기장에 의한 외곡 등의 효과 최소화
2. 고에너지 전자빔의 의학적 특성 측정 기술 개발
1) 고에너지 전자빔의 물리/생물 특성 측정을 위한 dosimetry 방법론 제시
- 고에너지 전자빔 선량특성 확인 및 비임상을 위한 기술 개발을 통해 고에너지 전자빔에 대한 선량검증 기술 확립
2) 레이저 가속 기반 고에너지 전자빔의 생물학적 특성 분석 방법 확립
- 비임상실험에 요구되는 고에너지 전자빔의 물리적 특성 데이터베이스 (DB) 구축
3. 안정화된 고에너지 전자빔의 의학적 특성 측정
1) 고에너지 전자빔 의학 특성(PDD, RBE) 측정
- 고에너지 전자빔의 물리/의학적 특성 측정 및 안정성 확인
2) 분자영상 융합 환경하의 고에너지 전자빔 물리/의학 특성 확인
- 분자영상 환경 하의 고에너지 전자빔의 물리/의학적 특성 측정 및 안정성 확인
⇒ 고에너지 전자빔의 암치료를 위한 의학적 활용성 확인
연구목표
분자영상 융합 고정밀 암치료를 위한 소형 고에너지 전자빔 가속기 기술 개발 및 융합 의료기기로서의 활용성 제고
(선행연구를 통해 구현된 레이저 고에너지 전자빔 가속기 및 고에너지 전자빔 의학 특성 측정 기술을 기반으로 ①가속기 안정화, ②의료기기 활용성 확인, ③분자영상 장비 환경하 특성 측정으로 이종기술 융합 핵심요소기술 확보를 통해 목표 달성)
◆ 레이저 기반 고에너지 전자빔 가속기 안정화
◆ 극초단 고출력 레이저 및 레이저 가속기 장시간 작동 안정성 검증
◆ 분자영상 진단 환경 하의 전자빔의 안정성 검증
◆ 고에너지 전자빔 선량 평가/검증 기술 정확도 향상
◆ 비임상 실험을 통한 생물학적 효과 (RBE) 측정 기술 확립
→ 고에너지 전자빔 의료기기 활용 가능성 확인
→ 레이저 전자빔 가속기와 분자영상 융합을 통한 신개념 치료 개념 검증
기대효과
1. 분자영상 융합용 고에너지 전자빔 가속기 연구 기반 구축
신 개념 고에너지 전자빔 가속기의 연구를 위한 기반 구축을 통해 고에너지 전자빔 암치료기 개발 기반 확보
⇒ 의료 및 산업 분야에 활용 가능성이 높은 고에너지 전자빔 가속기 기술 개발로 관련 분야 신 산업 육성 기대
2. 레이저 가속기 핵심 부품인 극초단 고출력 레이저의 안정화 기술 확보
높은 운용 기술을 요하는 연구단계의 극초단 레이저를 산업현장에서 쉽게 운용하기 위한 기반 기술로 발전
⇒ 수십 TW급 극초단 고출력 레이저의 산업화 기대
3. 고에너지 전자빔 dose 측정 기술
기존 기술과 차별되는 고에너지 전자빔의 dose 측정 기술 개발을 통해 고에너지 전자빔의 의학 특성을 쉽게 확인하여 레이저 가속기뿐 아니라 기존 선형 가속기의 고에너지 전자빔의 의학 특성 확인을 위한 기술로 발전
⇒ 기존 수 MeV 에너지의 전자빔 기반의 방사선 암료를 새로운 고에너지 전자빔 암치료 기술 개발을 통해 새로운 수요 창출을 통해 신 산업 육성 기대
키워드
의료기기 범부처 연구개발정보 - 키워드 > 국문키워드, 영문키워드
국문키워드
분자영상 융합,고에너지 전자빔,레이저 가속기,극초단 고출력 레이저,고에너지 전자빔 암치료
영문키워드
molecular image guiding,high energy electron beam,laser accelerator,high power femtosecond laser,high energy electron therapy
