🩺 더 선명하고 안전한 핵의학 영상, 페로브스카이트 감마선 검출기가 열어갈 미래

❓“방사선 촬영, 더 적은 피폭으로 더 선명해질 수 있을까?”

병원에서 핵의학 검사를 받을 때 가장 큰 걱정은 방사선 피폭입니다.

PET(양전자 방출 단층촬영)이나 SPECT(단일광자 방출 단층촬영)는

암, 심혈관 질환, 뇌 질환 진단에 필수적이지만, 기존 장비는 비싼 가격과 높은 방사선량이 문제였죠.

2025년 9월 21일, 미국 **노스웨스턴대학(Northwestern University)**과 중국 연구진이 협력해

기존보다 저비용·고효율의 새로운 감마선 검출기를 개발했다는 소식이 ScienceDaily를 통해 공개되었습니다.

핵심은 차세대 소재인 **페로브스카이트(perovskite)**를 활용해

영상 품질은 높이면서도 환자 피폭을 크게 줄일 수 있는 기술을 구현했다는 점입니다.

문제점	설명
고가의 센서	기존 감마선 검출기는 주로 NaI(Tl), CdTe, CZT 등의 결정 사용 → 제조 비용이 높고 대면적 제작이 어려움
해상도 한계	결정의 두께와 불균일성 때문에 신호 손실·노이즈 발생
방사선량 부담	충분한 신호 확보를 위해 높은 방사성 동위원소 투여 필요
열적·화학적 불안정성	제작 공정 복잡, 유지비용 상승

이로 인해 의료 영상은 여전히 고비용 장비 중심이고, 환자 부담도 크며, 소규모 병원이나 저개발 국가에선 접근성이 낮았습니다.

기존 핵의학 장비가 비쌌던 가장 큰 이유는 감마선 센서 소재와 제조 공정의 한계 때문입니다.

고가 결정 재료: 기존 장비는 CZT(Cadmium Zinc Telluride), CdTe 같은 특수 결정이 필요합니다.
이 결정은 고온·고진공 상태에서 서서히 성장시켜야 하며, 불량률이 높아 단가가 크게 올라갑니다.
대면적 생산 어려움: 대형 결정 확보가 힘들어 장비를 대량 생산하기 어렵고, 대부분 해외에서 수입합니다.
유지보수 비용: 결정이 불균일하면 정기적 교정과 복잡한 보정 작업이 필요합니다.

이 때문에 PET·SPECT 장비는 한 대당 **수십억 원(20~50억 원 이상)**에 달하고,

환자 1회 검사 비용도 수십만~100만 원 이상까지 올라갑니다.

이번에 제안된 페로브스카이트 감마선 검출기는 저온 용액공정으로 제작되어 기존 고진공 성장 장비가 필요 없고,

결정이 균일하며 대면적 생산이 쉽습니다. 연구진은 CZT 대비 최소 5배 이상 저렴한 생산 비용을 예상하고 있으며,

장비 가격이 크게 떨어지면 검사 비용도 30~50% 이상 절감될 가능성이 있습니다.
➡️ 결과적으로 핵의학 검사가 더 많은 병원에서 보급될 수 있고, 환자 부담도 크게 줄어듭니다.

**페로브스카이트(perovskite)**는 특정 결정 구조를 가진 물질군으로,

원래 태양전지 분야에서 효율 혁신을 이끌며 유명해졌습니다.
이번 연구에서 사용된 것은 **납 기반 할라이드 페로브스카이트(Lead halide perovskite)**로,

감마선이 입사하면 효율적으로 전하를 생성하고 이를 빠르게 이동시킬 수 있습니다.

장점

연구팀은 실험 단계에서 저선량 감마선으로도 기존 SPECT와 유사하거나 더 선명한 이미지를 확보했습니다.

즉, 환자는 더 적은 방사선으로도 정확한 진단을 받을 수 있습니다.

연구팀은 고분자 봉지(encapsulation)와 대체 원소 도입으로 내구성과 안전성을 개선하는 후속 연구를 진행 중입니다.

페로브스카이트는 태양광 발전의 혁신 소재에서 이제 의료영상 혁신의 촉매로 진화하고 있습니다.
이번 연구가 상용화된다면, 미래의 핵의학 검사는 더 안전하고 저렴하며 정밀해질 것입니다.

특히 고가 장비가 부담이었던 중소 병원과 저개발국가에도

첨단 의료 영상이 보급될 수 있다는 점에서 큰 사회적 의미가 있습니다.

다음 글에서는 페로브스카이트의 화학적 특성과 안정성 개선 전략을 중심으로,

실용화를 위한 최신 연구 동향을 살펴볼 예정입니다.

ScienceDaily, “Breakthrough perovskite gamma-ray detectors could transform nuclear medicine imaging” (2025.09.21)
Northwestern University Research News Release, 2025
Nature Photonics (사전 공개 데이터 기반 기술 보고)

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