문의	전기전자심사국 복합기술심사3팀	팀 장 조영길	042-481-8543
		사무관 김새별
2009년 6월 16일(화) 조간부터 보도해 주시기 바랍니다. 인터넷매체는 6월 15일(월) 낮 12시 이후 게재 바랍니다.

암치료용 엑스레이 우리를 지나가라

- 나노기반 엑스선 근접치료기기 길목특허 선점 -

2005년 이후 국내 엑스선 의료기기 시장은 연평균 18%의 고성장세를 나타내고 있으며, 핵심부품의 국산화에 따른 가격 경쟁력 확보와 관련 분야 지식재산권 획득이 주요 이슈로 떠오르고 있다.

특허청(청장 고정식)에 자료에 따르면, 국내 기업·연구소에서는 특허 및 R&D 선도에 유리한 길목특허 획득에 집중하고 있으며, 이중 탄소나노튜브 엑스선관(X-선관) 분야에서 특허출원이 꾸준히 증가하고 있는 것으로 나타났다.

의료 진단기기 및 암 등의 치료기기로 사용되는 엑스선 응용시스템에서 엑스선을 발생시키는 엑스선관은 시스템의 핵심부이자 고난도 기술의 집약체로서 적용대상에 따라 초점의 크기, 엑스선 강도와 같은 특성들이 다양하게 적용될 수 있다. 현재 일부 엑스선 응용장비는 국내에서 제작을 하고 있으나 엑스선관은 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다.

현재 국내에서는 한국전기연구원(KERI)에서 암치료를 위한 근접치료용 탄소나노튜브 관련하여 원천 및 응용특허 16건을 국내외에 출원했으며 이미 8건이 등록된 상태이다.

탄소나노튜브 연구분야 모두에 대해 특허를 낼 수 없어 ‘길목특허’를 낸 상황이며, 주요길목에는 한국전기연구원이 연구개발한 특허가 있을 것으로 판단된다.

한국전기연구원 이외에도 한국전자통신연구원, 삼성SDI, 국내주요대학에서 탄소나노튜브관련 연구가 진행중이며, 앞으로 지속적인 연구를 통해 관련특허가 계속 늘어날 전망이다.

현재 출원된 주요 기술은 탄소나노튜브 기반 근접치료장치, 치과진단 및 구강암 치료용 엑스선관, 다중채널 음극 구조 등에 관한 것으로, 신개념의 고출력 탄소나노튜브 엑스선원은 선행 연구·특허의 수가 작아, 개발의 여지가 많은 분야이다.

특허청도 세계 시장을 주도할 핵심ㆍ원천기술을 파악해 분야별 지식재산권을 선점하는 `지식재산 중심 기술획득전략`을 실행하고 있으며, 엑스선 의료기기분야 역시 기술획득지원을 위한 맞춤형 지원을 협의 중에 있다.

[붙임]

1. 엑스선 장치 연도별 출원 동향

2. 탄소나노튜브(CNT) 엑스선관 기술해설

3. CNT 엑스선 장치의 주요 특허 요약

4. 연도별 엑스선 기기 수출입 현황

[붙임]

1. X-선 장치 연도별 출원 동향

X선 분야		2005년	2006년	2007년	2008년	2009년4월	최근 5년간
A61B 6	내국	42	37	57	82	20	238
	외국	28	47	16	28	1	120
	내외국인	70	84	73	110	21	358

2. 탄소나노튜브(CNT) 엑스선관 기술해설

탄소나노튜브(CNT)기반 엑스선관은 낮은 전기에너지에서도 전계방출(field emission)특성 및 열적 안정성이 가장 우수한 것으로 알려진 탄소나노튜브(CNT)를 냉음극 전자 방출원으로 활용한 신개념 엑스선관으로,

기존의 텅스텐 필라멘트 엑스선관의 단점을 해소할 뿐만 아니라, 이전의 반값으로 제작 가능한 이미지 해상도가 우수한 소규모의 포터블 엑스선관으로 체내 삽입을 통한 근접치료기(brachytherapy)로도 구현하여, 유방암, 자궁경부암, 위암 등의 질병치료에도 활용이 가능한 것이 특징이다.

3. CNT 엑스선 장치의 주요 특허 요약

구분	특허출원번호	발명의 명칭	주요 기술내용	출원인
1	11/783046(미국); 10-2005-0135734/ (등록번호: 10-0665881)(한국)	X-ray tube system with disassembled carbon nanotube substrate for generating micro focusing level electron-beam/ 탄소나노튜브 기반의 엑스-선관의 전자빔 발생용 음극모듈	탄소나노튜브 기반의 X-선관의 전자빔 발생용 음극 모듈은 탄소나노튜브 기반의 전자방출원을 간단한 모양의 칩으로 모듈화 함으로써 음극부에 이상이 있을 경우 간단히 교체할 수 있는 시스템; 기본적인 삼극 구조의 음극과 그리드 전극으로 이루어진 모듈은 제작이 용이하며, 전자빔 집속렌즈에 의하여 양극에 대한 집속이 가능함; 탄소나노튜브가 증착되어 있는 기판이 전자빔의 진행방향에 대하여 예각으로 각도를 가지고 있는 구조의 모듈은 음극부 자체에서부터 집속이 되어 전자빔이 방출이 되므로 마이크로 단위의 집속이 가능함.	한국전기연구원(KERI)
2	PCT/KR2009/000413	X-RAY TUBE USING NANO-STRUCTURED MATERIAL AND CURING SYSTEM USING THEREOF	나노-구조 물질이 성장된 기판의 가장자리 부분을 그라인딩 처리하여 곡면 또는 사면으로 형성함으로써, 전자빔의 방출 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 나노-구조 물질을 이용하는 엑스선관 및 이를 이용한 시스템; 나노물질을 이용한 엑스선 튜브들의 여러 응용분야를 보호함을 목적으로 함.	한국전기연구원(KERI)

구분	특허출원번호	발명의 명칭	주요 기술내용	출원인
3	10-2008-0055589	나노물질 기반 치과 진단 및 구강암 치료용 엑스선관 시스템 및 그 방법	기존 탄소나노튜브의 엑스선관을 치과용 엑스선 촬영 시스템에 응용하기 위한 시스템; 펜 모양으로 제작된 본 발명에 따른 엑스선관 시스템은 두께가 얇아 인체의 구강 내부에 삽입이 가능하며, 이를 통하여 진단이 필요한 구강 내 위치에 대한 정확한 이미지를 구현할 수 있는 시스템; 적정량의 방사선 치료를 요하는 구강암 치 시에 환부에 방사선의 직접 조사가 가능하므로 다른 정상 조직에 방사선의 피폭의 우려 없이 근접 치료가 가능함	한국전기연구원(KERI)
4	10-2007-0074451 (등록결정상태)	탄소나노튜브 기반 근접치료장치	탄소나노튜브 기반의 소형 엑스선 소스를 환자의 원하는 부위에 삽입하여 치료하는 탄소나노튜브 기반 근접 치료 시스템; 탄소나노튜브 기반 소형 엑스 선 소스는 환자의 환부에 인접하게 위치하여 엑스선을 발생하여 상기 환자의 환부에 제공함. 전원 공급부는 상기 탄소나노튜브 기반 소형 엑스 선 소스에 동작 전원을 공급하며 냉각부는 상기 탄소나노튜브 기반 소형 엑스 선 소스가 발생하는 열을 냉각함; 제어기는 상기 탄소나노튜브 기반 소형 엑스선 소스, 상기 전원 공급부, 및 상기 냉각부의 동작을 제어하고, 상기 환자의 치료를 위해 필요한 적정량의 방사선 선량을 실시간으로 측정함.	한국전기연구원(KERI)

구분	특허출원번호	발명의 명칭	주요 기술내용	출원인
5	10-2008-0065933	탄소 나노 튜브를 이용하는 엑스선 발생 장치	전자가 방출되는 양자역학적 전계방출(Field emission) 원리를 이용하여, 그 emitter로서의 성능이 가장 우수한 것으로 입증된 탄소나노튜브를 이용한 방사선관 제작에 있어서 내부에 장착되는 모듈개발을 목적으로 함; 특히 종래의 필라멘트 기반 방사선관 시스템 및 탄소나노튜브 기반의 방사선관은 전자빔 집속을 위해 마그네틱 렌즈와 같은 복잡한 장치를 하였으나 본 발명에서 제안하는 모듈은 이러한 장치를 제작하기 쉽고 간단한 모양으로 개발하는데 목적을 둠.	한국전기연구원(KERI)
6	10-2007-0050394(등록번호: 10-0886203)	탄소나노튜브를 이용한 다중 채널 음극 구조의 마이크로 포커싱 엑스선관	여러 개의 탄소나노튜브 전자방출원이 장착되어 있는 회전형 음극을 x-선관에 장착하는 구조로 사용 중인 CNT 전자방출원에 이상이 있을 시 외부 전기신호를 통하여 이웃한 다른 CNT 전자 방출원으로 교체할 수 있도록 하는 엑스선관 시스템; 전자집속렌즈의 모형을 변형하여 전자빔이 마이크로미터 크기로 양극에 집속이 가능하여 고 분해능의 이미지 획득이 가능한 구조임.	한국전기연구원(KERI)

구분	특허출원번호	발명의 명칭	주요 기술내용	출원인
7	10-2007-0078013	전계방출 및 전기적 특성을 위한 다기능성 진공 측정 시스템	고진공이 유지되고 있는 측정시스템에서 샘플이 장착된 음극부만을 용이하게 분리하고 음극부 분리 후에도 테스트장비 내의 진공이 계속적으로 유지되도록 하는 시스템;분리된 음극부에서 샘플을 용이하게 교체하여 측정시스템에 삽입한 후 1-2분 내에 측정실험이 가능한 구조를 가짐; 자동화 된 시스템 안에서 phospher와 같은 형광물질이 증착된 ITO, 혹은 MgO와 같은 투명전극을 이용한 CNT의 발광특성을 가시화하기위한 이미지획득 광학시스템을 포함하는 구조를 가짐; 극저온(cryogenic)상태에서 샘플의 전기전도도 특성검사를 위한 기능이 첨가된 시스템.	한국전기연구원(KERI)
8	10-2007-0077138 (등록번호: 10-0886212)	탄소나노튜브 기반의 엑스선관	전계방출을 이용한 탄소나노튜브 기반의 엑스선 광원에 장착되는 음극의 구조; 탄소나노튜브가 성장되는 기판의 구조에 의한 전계방출시 성장된 탄소나노튜브의 전면 전자 방출구조; 전계방출 시 안정성을 위한 삼극구조; 방출되는 전자빔과 그리드 전극과의 상호작용에 의한 불안정성을 고려한 구조; 그리드 구조모양에 따른 성능향상; 전자빔 집속렌즈의 홀 크기 변화를 통한 타겟 집속 면적의 조절	한국전기연구원(KERI)

구분	특허출원번호	발명의 명칭	주요 기술내용	출원인
9	10-2006-0026750	탄소나노튜브를 이용한 전계방출 냉음극 연엑스선 발생관	탄소나노튜브를 전자방출재료로 이용한 전계방출형 냉음극을 장착하여 정전기 제거용 연엑스선 발생관; 본 발명에 의한 엑스선관은 냉음극을 장착하여 필라멘트가열 전력이 필요하지 않으므로 이에 해당되는 소비전력을 줄일 수 있음;	박래준
10	10-2007-0105507	탄소나노튜브 전계방출원을 이용한 투과형 마이크로 포커스엑스선관	탄소나노튜브(Carbon nanotube) 전계방출형 음극, 삼극관형 전자총, 전자빔 집속 광학계 및 투과형 엑스선 타겟을 이용하여, 직경이 수 마이크로미터 이하의 크기를 갖는 엑스선을 발생하는 마이크로 포커스 엑스선관	한국과학기술원

4. 연도별 X-선기기 수출입 현황

▣ 대표적인 X-선기기 수출 현황 (자료: 2008년 의료기기산업 분석 보고서(한국보건산업진흥원))

	품명	2005년		2006년		2007년		2006년대비 수출액 증감률(%)
		수출수량	수출액 (달러)	수출수량	수출액 (달러)	수출수량	수출액 (달러)
1	전산화단층엑스선촬영장치	-	-	66	6,929,817	238	42,684,324	516.0
2	진단용엑스선촬영장치	714	7,258,527	753	7,413,505	974	8,995,867	21.3
3	이미지인텐시화이어엑스선투시촬영장치	124	3,475,412	216	6,902,287	174	6,314,646	-8.5
4	유방촬영용엑스선장치	33	784,624	29	677,400	57	1,368,600	102.0
5	이동형엑스선장치	851	2,975,088	998	3,521,709	1,454	4,744,925	34.7
6	엑스선골밀도측정기	41	444,900	37	426,750	46	545,486	27.8
7	디지털엑스선촬영장치	117	2,695,130	190	4,666,072	437	14,185,438	204.0
8	치과진단용엑스선발생장치	160	821,870	246	1,575,189	40	288,028	-81.7
	총계	2,040	18,455,551	2,535	32,112,729	3,420	79,127,314	815.6

▣ 대표적인 X-선기기 수입 현황 (자료: 2008년 의료기기산업 분석 보고서(한국보건산업진흥원))

	품명	2005년		2006년		2007년		2006년대비 수입액 증감률(%)
		수입수량	수입액 (달러)	수입수량	수입액 (달러)	수입수량	수입액 (달러)
1	전산화단층엑스선촬영장치	125	36,846,470	207	65,979,965	258	70,300,713	6.5
2	진단용엑스선촬영장치	50	1,865,840	35	1,787,531	28	837,954	-53.1
3	이미지인텐시화이어엑스선투시촬영장치	165	14,995,941	176	14,527,670	163	12,034,729	-17.2
4	유방촬영용엑스선장치	139	6,028926	176	7,694,758	136	9,092,020	18.2
5	간접촬영용엑스선장치	7	163,314	-	-	-	-	-
6	혈관조영엑스선장치	25	18,345,202	28	21,804,786	40	32,911,879	50.9
7	이동형엑스선장치	48	1,131,819	49	1,054,562	61	1,533,866	45.5
8	엑스선골밀도측정기	130	2,854,789	156	3,296,131	236	4,668,224	41.6
9	디지털엑스선촬영장치	570	21,732,636	915	30,779,504	776	30,671,081	-0.4
10	치과진단용엑스선발생장치	540	5,759,383	210	1,258,507	222	1,027,448	-18.4