루미나엑스 차세대 의료진단장치용 냉음극 엑스선 튜브 기술 개발…“업계 리더 기업 될 것”
엑스레이(x-ray)로 부르는 X선은 투과력이 매우 강한 전자기파의 일종으로 인체 내부를 촬영하기 위해 사용되는 엑스선 장치 또는 CT 등의 의료영상진단장치에서 적용될 때, 인체를 투과하여 각종 신체부위의 영상이미지를 보여주는 역할을 한다. 그동안 120년 넘게 기술 변화 없이 이어온 X선 기술이 최근 국내 연구팀에 의해 패러다임 전환을 예고하고 나섰다. 다음은 세계 최초로 탄소나노튜브 필름에미터 기반 고성능 냉음극 엑스선 튜브를 개발한 루미나엑스의 이현제, 이철진 대표와의 일문일답이다. Q. 루미나엑스의 설립 계기와 사업 목적에 대해 소개 부탁드린다. A. 루미나엑스(LuminaX)는 빛을 의미하는 ‘루미나’와 핵심 기술 사업인 엑스레이를 뜻하는 ‘X’를 결합한 기업명에서 알 수 있듯, 루미나엑스는 새로운 개념의 엑스선 발생 기술을 통하여 차세대 스마트 냉음극 X선 튜브 기술을 구현하고 나아가 이를 상용화함으로써 인류의 건강과 행복에 기여하기 위해서 설립한 스타트업이다. 미국 코넬대에서 전기컴퓨터공학으로 박사학위를 받은 이현제 대표이사와 고려대학교 전기전자공학부 교수인 이철진 대표이사가 공동대표이사를 맡고 있는 투톱 체재로 회사를 함께 이끌면서 X선 튜브의 원천 핵심기술 개발과 상용화 기술 및 제품 사업화를 추진해오고 있다. Q. X선 튜브란 어떤 기술인가? A. X선 튜브는 컴퓨터단층촬영(CT) 등 의료와 보안, 비파괴 검사 등에 널리 쓰이는 X선 장비의 핵심 부품을 말한다. X선은 텅스텐 필라멘트를 가열하는 과정에서 발생하는 전자를, 전압을 인가하여 매우 큰 속도로 가속시킨 후 텅스텐 전극에 충돌시킬 때 전자의 운동에너지가 빛에너지로 변환되는 과정에서 발생하는 에너지가 큰 전자파이다. 지난 128년간 큰 기술 변화 없이 이어져 온 X선 튜브는 주로 미국, 독일, 일본을 중심으로 기술 개발과 시장 점유가 유지되어 왔는데, 지난 2019년 8월 고려대학교 이철진 교수 연구팀에서 21년간의 연구 끝에 세계 최초로 탄소나노튜브 박막 전자방출원과 그래핀 게이트 전극을 적용한 신개념 고성능 ‘냉음극 X선 튜브’ 개발에 성공한 결과를 발표했다. Q. 개발에 성공한 ‘냉음극 X선 튜브’는 어떤 특징을 갖고 있는지? A. 탄소나노튜브를 사용하는 냉음극 X선 튜브는 X선 발생기술과 응용기술을 근본부터 뒤흔들 수 있는 혁신적이고 뛰어난 신기술이다. 기존의 열음극 X선 튜브에 비해 작동 속도가 빠르고, 엑스선 피폭량을 줄일 수 있으며 디지털 작동이 가능하고, 전력 소모가 매우 적으면서 X선 해상도가 높다는 특징을 가진다. 기존 탄소나노튜브 페이스트 또는 탄소나노튜브 섬유를 이용하는 전자방출원을 활용해 X선을 개발하고 상용화한 사례가 있지만, 탄소나노튜브를 고밀도 박막 형태로 가공하여 만든 전자방출원과 그래핀을 게이트 전극으로 사용하여 고성능 X선 튜브를 제작한 것은 이철진 교수 연구팀에 의해서 세계 최초로 구현됐다. 냉음극 X선 튜브는 기존 냉음극 엑스선 튜브 방식에 비해 X선 선량이 최대 100배 이상 뛰어나면서도 X선 선량을 자유롭게 조절할 수 있다. 또한 해상도와 X선 선량 균일도가 우수한 특징을 보이고 있기 때문에 기존 다양한 의료영상용 진단장비에 바로 응용할 수 있을 뿐만 아니라, 향후 의료용 치료장비에도 적용이 가능할 것으로 기대되고 있다. Q. 시장에서 어떤 잠재력을 갖고 있다고 보는지? A. 루미나엑스의 냉음극 X선 튜브 기술은 의료진단용 엑스선 장치 기술 분야에서 독보적인 성능수준을 나타낸다. 루미나엑스의 냉음극 엑스선 튜브를 적용한 의료영상용 진단장치가 상용화된다면, 병원 내 다양한 병실에서 자유롭게 이동하며 X선 진단이 가능한 배터리 구동 모바일 X선 장치의 구현이 가능해진다. 기존의 거대한 CT 장치가 단순한 형태로 소형화 및 저가격화 될 수 있어 동네 소형 병원이나 요양원에서도 저비용으로 소형 CT를 활용한 의료영상진단이 가능하게 될 것으로 기대한다. 특히 배터리 구동이 가능한 고성능 X선 장치의 출현으로 시골보건소, 도서지역 보건소, 야전 군부대, 스포츠레저시설, 앰뷸런스, 의료선박, 요양병원, 초중고교 양호실 등 다양한 분야에서 X선 진단기기의 적용이 가능해짐에 따라 인류의 건강과 복지 실현에 크게 기여할 것으로 전망된다. 또한 의료용진단기기 외에도 보안검색, 비파괴 정밀검사, 극한환경 부품검사, 살균 처리 등 다양한 분야에서 루미나엑스의 냉음극 X선 튜브 기술은 높은 활용도를 가질 것으로 보인다. Q. 사업을 통한 적용 사례 또는 기억에 남는 일화가 있다면 고려대 연구실에서 태동한 냉음극 X선 튜브 기술이 상용화 기술로 발전하기 위해서는 실제로 넘어야 할 장벽이 매우 높았다. 이에 냉음극 X선 튜브의 안정성과 신뢰성을 확보하기 위한 방안으로 자체적인 성능 및 안정성 평가 및 X선 장치 제작업체와의 공동 평가를 수행하여 X선 튜브의 문제점과 개선방향을 해결하는 방법을 추구했다. 이후 루미나엑스의 냉음극 X선 튜브의 기술력과 비전을 인정받으면서 고려대학교 크림슨창업지원단의 ‘실험실특화 초기창업패키지 추가모집 사업’에 선정됐다. 이로써 초기창업패키지사업을 중심으로 기술 검증, 제품 제작 및 판로 개척까지 이어질 수 있는 전주기적 창업 지원을 받게 됐으며, 사업화 자금 및 창업 컨설팅, 홍보 마케팅 등을 6개월 간 지원받아 기술을 상용화할 수 있는 다양한 방안도 모색했다. Q. 사업을 통한 파급효과와 추후 목표는? A. 한계를 뛰어넘기 위한 X선 튜브 기술의 구현을 위해서 현실에 안주하지 않고 25년 동안 연구개발에 몰두한 끝에 탄생한 루미나엑스의 냉음극 X선 튜브는 한국이 X선 기술의 후발주자에서 선두주자로 발돋움하고 나아가서 X선 기술 분야에서 새로운 시장 창출과 선도를 이끌어갈 수 있는 계기를 열게 될 것으로 기대한다. 루미나엑스는 품질과 가격 경쟁력을 갖춘 상용화 냉음극 X선 튜브를 통해 기술 및 시장에서 업계를 선도하는 글로벌 리더가 되는 것을 최종 목표로 삼고 있다. 많은 기대와 관심 부탁드린다. 박원중 기자 ([email protected])의료진단장치용 차세대 탄소나노튜브 필름에미터 상용화 기술 원천 핵심기술
