루미나엑스, 의료진단용 엑스선 장치 `냉음극 X선 튜브` 기술 개발

빠른 동작 속도 및 낮은 전력 소모 통한 다양한 분야 적용 가능성 높여

약 128년 전 뢴트겐 박사에 의해 X선이 처음 발견된 이후 나온 다양한 X선 장치는 우리 일상에서 널리 사용되어 왔다. X선을 발생시키는 'X선 튜브'는 의료영상진단장비 이 외에도 보안검색, 비파괴 검사, 살균처리 등에 폭넓게 이용되고 있다.

기존 X선 튜브는 텅스텐 필라멘트를 고온으로 가열할 때 발생하는 전자빔을 활용하여 X선을 발생시키기 때문에 불필요한 방사선 피폭, 느린 동작속도, 큰 전력 소모 등 여러 가지 문제가 있었다. 그러나 최근 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 형태의 '탄소나노튜브 냉음극 X선 튜브'가 개발되어 주목을 받고 있다.

㈜루미나엑스(대표 이현제, 이철진)가 개발한 '냉음극 엑스선(X선) 튜브'는 탄소나노튜브 필름기반의 냉음극 X선 튜브다. 기존의 열음극 X선 튜브에 비해서 빠른 동작속도, 저전력 소모, 높은 해상도, 디지털 동작 등의 특징을 가진다.

또한 루미나엑스의 냉음극 X엑스선 튜브는 기존 냉음극 X선 튜브에 비해 10~100배 이상 높은 전자방출전류를 얻을 수 있어 고밀도이면서도 균일한 X선 선량 구현이 가능하다.

냉음극 X선 튜브의 뛰어난 성능은 X선 튜브 제작 과정에서 고밀도 탄소나노튜브가 수직 배향된 탄소나노튜브 필름을 전자방출원으로 사용하는 아이디어를 적용함으로써 가능했다. 즉, 탄소나노튜브 필름 단면에 존재하는 수많은 탄소나노튜브를 전자방출 사이트로 활용해 고밀도 전자빔을 만들고, 이를 통해 X선을 고선량으로 구현할 수 있다. 이러한 냉음극 X선 튜브 구조와 제작방법은 전세계적으로 루미나엑스가 유일할 뿐만 아니라, X선 튜브의 성능도 여타 유사한 냉음극 엑스선 튜브에 비하여 매우 높은 성능을 나타내고 있어 전 세계적으로 큰 주목을 받고 있다.

루미나엑스는 자체적으로 연구 개발한 독창적인 구조의 탄소나노튜브 전자방출원 기반 냉음극 X선 튜브와 관련된 기술에 관한 국내외 특허를 여러 건 등록한 바 있다. 여기에 저명한 국제학술지에 여러 편의 논문을 발표하고, 국제학술회의에서 여러 건의 초청 강연을 실시하며 관련 기술을 전 세계에 널리 알리고 있는 중이다.

루미나엑스의 냉음극 X선 튜브는 차세대 스마트 의료용진단용 X선 장치에도 적용 가능하다. 향후 대형병원을 비롯해 중소형 병원의 병실, 농어촌 및 도서지역 보건소, 야전 군부대, 스포츠레저시설, 앰뷸런스, 의료선박, 요양병원, 초, 중, 고교 양호실 등 다양한 분야에서 활용할 수 있다. 이 외에도 보안검색, 비파괴 정밀검사, 극한환경 부품검사, 살균처리 등에서 폭 넓게 응용할 수 있을 전망이다.

루미나엑스 이현제 대표이사는 "현재 자사의 냉음극 X선 튜브 기술은 다른 냉음극 X선 튜브 비해서 매우 높은 성능을 보여주고 있기 때문에 의료진단용 장치 뿐만 아니라 의료치료용 장치에도 적용이 가능할 것으로 기대된다"며 "특히 중요한 점은 배터리로 구동이 가능한 모바일 및 포터블용 스마트 의료용 X선 진단장치 구현에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대되는 만큼 응용기술개발에 더욱 주력하겠다"고 전했다.

한편, 루미나엑스는 고려대학교 크림슨창업지원단의 '실험실특화 초기창업패키지 추가모집 사업'에 선정돼 사업화 자금 및 창업 컨설팅, 홍보 마케팅 등을 6개월 간 지원, 고대기술지주회사에서 3억원의 초기투자를 받았으며, 기술보증기금의 30억원 융자지원금 대상기업으로 선정됐다.

장환순기자 janghs@dt.co.kr