한양대 첨단방사선공학연구실, 방사선 피폭시 인체의 위해도 평가…메시형 인체 전산모델, 국제표준 채택

한양대 원자력공학과 첨단방사선공학연구실 김찬형 교수 연구팀이 포즈를 취하고 있다. /한양대 제공

한양대 원자력공학과 첨단방사선공학연구실(책임교수 김찬형)이 방사선 피폭에 따른 인체 위해도를 평가하는 기술 분야에서 혁신적인 발전을 이뤘다.

한양대에 따르면 연구팀은 복잡한 인체 구조를 정확하게 모델링할 수 있는 차세대 사면체 메시(mesh) 형태의 인체 전산모델을 개발했다. 이는 국제방사선방호위원회(ICRP)로부터 국제 표준으로 인정받았다.

방사선 피폭에 따른 인체의 위해도 평가는 방사선 방호 목적의 물리량인 유효선량과 장기선량을 이용해 이뤄진다. 실제 사람을 통한 측정은 불가능하다. 대신 가상의 인체 전산모델을 이용한다. 전통적으로 컴퓨터단층촬영(CT)을 기반으로 사람의 해부학적 구조를 표현하는 복셀(voxel) 모델이 사용돼 왔다.

복셀이란 볼륨(volume)과 픽셀(pixel)의 합성어다. 작은 직육면체 형태이며 이런 미세한 복셀이 벽돌을 쌓듯 모아져 인체를 구성한다. 그런데 복셀 모델은 블록 형태로 인해 장기 표면을 계단 형태로 부자연스럽게 표현하거나 매우 얇거나 작은 조직을 정의하지 못하는 등의 여러 한계가 있다.

김찬형 교수 연구팀은 새로운 형태인 사면체 메시 형태의 인체 전산모델을 개발함으로써 기존의 한계를 극복했다. 메시형 전산모델은 장기의 부드러운 표면을 제대로 표현할 수 있다. 매우 얇거나 작은 조직을 정의하는 것이 가능하다. 또 다양한 체형과 자세로의 변형도 쉽다.

방사선 안전 및 방호에 관한 원칙과 기준을 국제사회에 권고하는 세계적으로 가장 권위 있는 기관인 ICRP는 이런 메시 형태의 인체 전산모델의 혁신을 인정해 한양대 연구팀이 개발한 전산모델을 차세대 ICRP 국제 표준 모델로 채택했다.

국제 표준의 메시형 전산모델 사용성을 늘리기 위해 연구팀은 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 기반의 방사선 피폭선량 평가 프로그램 개발 연구를 수행 중이다. 누구나 쉽게 인체 위해도를 평가 할 수 있게 하기 위함이다. 해당 프로그램은 추후 ICRP로부터 방사선 사고 등의 비상 상황에 대한 피폭선량 평가 프로그램으로 채택될 예정이다.

최형창 기자 calling@hankyung.com

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