양전자 단층촬영장치 차세대용 검출기 개발
3mm 이하의 종양 명료하게
日立製作所는 퇴기능이나 암의 양성·악성 등 기능진단에 사용하는 양전자단층촬영장치(PET)의 차세대용으로 반도체에 의한 직접 교환형 검출기를 최초로 개발했다. 지금까지 PET로도 5밀리미터 이하의 종양은 측정곤란하다고 알려져 왔으나 北海島대학의 玉木長良 교수 등과 실시한 동물실험에서 3밀리미터 이하의 종양촬영에 성공, 실용 수준의 성능을 확인했다. PET의 원리인 γ선 검출은 60년 이래, 간접교환형 신틸레이터가 이용되어 왔는데, 이 회사는 고분해능·고정도화에 유리한 반도체 검출기를 발판으로 해외세가 강한 이 시장에 100% 출자 제품으로 참여했다.
PET는 체내에 투여된 검사액의 양전자가 환부에 전자와 출동하여 발생하는 γ선을 검출하여 촬영한다. 개발한 기술은 γ선의 에너지대(帶)에 민감한 반도체 재료로 제작한 검출기를 3단의 다단으로 배치하고 그 팽대한 검출기로부터의 신호를 이번에 개발한 특정용도용 반도체(ASIC)로 처리하여 저소음의 화상을 재구성할 수 있는 구조로 만들었다.
PET는 중심부근의 해상도는 높지만 중심에서 벗어날수록 상(像)이 흐릿해진다. 개발한 검출기는 반도체이므로 γ선을 흡수하면 전자와 정공으로 발생하여 직접, 전류신호로서 취득할 수 있다. 따라서 반도체에 의한 소형화와 아울러 배선으로 깊이 방향에 대한 다단구성이 용이해져서 바깥쪽에서도 고정도한 화상이 실현되었다.
실제로 동물실험에서 지경 10밀리미터의 환원상의 심부와 3밀리미터 이하의 미소한 종양상을 찍을 수 있었다. 특히 직접 교환형의 반도체 검출기를 이용한 효과로서 공간분해능뿐 아니라 에너지 분해능도 6% 이하로 향상했고, 생체처럼 경계가 불명료한 시료에서도 높은 콘트라스트로 촬영할 수 있었다고 한다.
또 화학요법으로 종양이 미소하게 축소하는 과정도 처음으로 관찰할 수 있었다. 지금까지 PET는 암 검사에서는 스크리닝에 이용되어 왔다.
이러한 미소한 병소(病巢) 발견과 위치확정과 같은 검사에 그치지 않고, 혈류량, 대사량 등의 정량계측이 고정도화하여 종양이나 뇌, 심장질환의 경과진단과 치료계획, 치료효과 판정 등 PET의 새로운 활용법이 가능해진다고 한다. (일간공업)

반도체 레이저형 여기광원 개발
체적 1/10로 소형화
光科學振興財團(靜岡縣 浜松市, 이사장 晝馬輝夫)은 펨트초 레이저의 소형화에 길을 여는 반도체 레이저형 여기광원을 개발했다. 종래에 비해 체적을 10분의 1로 소형화했다는 것이 특징이다. 이 재단은 이미 전원 등 다른 주변기술의 개발을 끝내고 펨트초 레이저 시스템을 완성시켰다.
펨트초 레이저는 티탄첨가 사파이어 결정에 파장 532나노미터의 녹색광을 쏘여 끌어낸다. 이 녹색광 발생이 중요기술이다. 새로 개발한 여기용 광원은 우선 범용 반도체 레이저의 808나노미터의 파장을 1063나노미터로 변환하고 다시 532나노미터로 변환한다.
이 파장변환에 열전도성이 높은 네오딤 첨가의 가돌리늄·바나데이트(GdVO4)결정재료를 이용했다. 이로써 냉각에 페르체 소자를 채용할 수 있어, 종래 방식에 비해 체적은 10분의 1로 소형화할 수 있었다. 변환효율이 53%로 높아 4.3와트의 고출력을 얻을 수 있다. (일간공업)