연구개요 ○ 연구개발의 최종목표: 본 과제는 “면역증강제를 활용한 치주질환 점막백신 개발” 과제의 연구 성과와 본 연구자가 보유하고 있는 원천기술을 기반으로 하여 1) 치주백신 요법이 치주질환-관련 전신 질환의 진행에 미치는 영향을 평가하여 치주백신 적응증을 확대하는 연구를 진행하고, 2) 선행 과제에서 확보한 면역세포 타겟팅 분자를 활용한 업그레이드 백신 기술을 도출하며, 3) 점막 투여한 플라젤린 면역증강제에 의한 점막장벽 보호 작용기전을 규명함으로써, 4) 궁극적으로 “Dysbiotic microbiome을 제어할 수 있는 원천 면역 백신 기술”을 창출하는 것을 최종 목표로 함. 연구 목표대비 연구결과 ∎작용기전 업그레이드 연구: 점막항상성 유도 기전 ⦁DSS 모델을 활용한 검증 - 플라젤린 유도체의 방어 효과 확인 - 플라젤린 유도체에 의한 intestinal barrier function 보호 효과가 플라젤린에 의해 유도되는 반응임을 확인함 ⦁Radiation 모델을 활용한 검증 - 최적의 방사선 피폭 보호 효과를 나타내는 플라젤린 최적 투여법을 확인함. - RNA-seq 결과를 분석한 결과 플라젤린 처리에 의해 유의 있게 변하는 유전자군을 분석함. - 이 중 LCN2 유전자의 중요성을 확인함 ⦁생체 내 산소분압 변동에 따른 세균 적응기전 규명 - Microbiome (병원성 및 비병원성 미생물 포함)이 상존하는 점막 조직에서 점막 환경에 적응하고 점막 항상성 유지에 필수적인 세균의 적응 기전을 규명함. - 논문: Emegring Microbes & Infections 2019 ∎적응증 업그레이드 연구: 응용 범위 확대 ⦁Tannerella firsythia (Tf) 백신 요법 확립: 기반 확립 / 효능 검증 ⦁임상 상황을 대변할 수 있는 최적의 치주 질환 모델 확립 및 이를 활용한 치주 백신 제제 효능 검증 ⦁Tannerella firsythia (Tf) 백신을 포함하는 3가 백신법 확립 및 효능 검증 ⦁치주 질환 유발 세균 유래 항원에 반응할 수 있는 단클론 항체 도출: 응용 범위 매우 넓음 ⦁신경 퇴행성 질환 백신 요법 도출 및 효능 검증 ⦁플라젤린 면역증강제를 포함하는 최적 면역치료법 조건 확립: 플라젤린 적용 범위확대에 기여 ∎백신기술 업그레이드: 면역세포 타겟팅 활용 ⦁면역세포 타겟팅 분자를 활용한 백신 요법: 플라젤린 면역증강제 업그레이드 기술 플랫폼 확립 (범용성 응용의 기반을 마련함) ⦁Cell permeable peptide를 활용한 백신 요법 개발 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ∎ 추가 원천 기술 확보 및 구현 성과 ∎ 작용 기전이 명확한 치주질환 근본 치료법(fundamental therapeutics) 제시 ∎ 플라젤린의 점막 항상성 조절 기전 규명 및 응용 가능성 검증 ∎ 범용성 기술 개발 ∎ Microbiome 제어를 위한 플랫폼 기술 제공 ∎ 작용 기전이 명확한 치주질환 근본 치료법(fundamental therapeutics) 제시 ∎ 면역증강제 원천기술을 활용한 새로운 패러다임의 병용 치료법 제시 가능 ∎ 후속 연구 / 사업화 / 기술이전에 응용할 수 있는 파이프 라인 발굴 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이시은
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 면역증강제;치주백신;플라젤린;업그레이드;범용성; 2. Adjuvant;Periodontal vaccine;flagellin;upgrade;broad application;

연구개발목표 및 내용 최종 목표 곡류기반 HMR 식품의 경험의존적 가공 기술을 Water Dynamics 관점에서 객관적으로 수치화하고, 이를 토대로 저장 중 품질 저하 요인 및 기작을 규명함으로써 곡류기반 HMR 식품의 품질 증진 기술을 개발하고자 함. 전체 내용 [1차년도] 곡류기반 HMR 식품의 품질저하 요인 및 기작 규명 - 저장기간 및 조건에 따른 수분이동 특성 분석 - 열처리 및 저장조건에 따른 호화도 분석 - 열처리 및 저장조건에 따른 물성/구조 분석 [2차년도] 곡류기반 HMR 식품의 저장 중 품질 증진 조건 확립 - HMR 식품의 저장 중 품질개선을 위한 공정 제어 - HMR 식품의 저장 중 품질개선을 위한 원료 제어 - 공정 및 원료 제어된 HMR 식품의 냉장 저장 중 핵심지표 분석 연구개발성과 [1차년도] 곡류기반 HMR 식품의 품질저하 요인 및 기작 규명 - Lab scale 규모의 쌀 LL 파스타 제조공정 확립 - 쌀 파스타의 관능 및 기계적 평가의 상관관계 제시 (R=0.9645) - 저장 조건 (상온, 냉장, 냉동) 및 저장기간에 따른 다각적인 품질변화 결과 제시 - 저장에 따른 HMR 쌀 LL 파스타의 품질변화 예상 메커니즘 제시 [2차년도] 곡류기반 HMR 식품의 저장 중 품질 증진 조건 확립 - 열처리 방법, 공정제어, 원료제어에 따른 쌀 LL 파스타 품질변화 결과 제시 - 쌀 LL 파스타의 저장중 핵심 품질지표 제시 (Tensile property) 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ▻ 경험의존적 가공 기술에 대한 학문적 기초자료 제공 ▻ 고품질의 HMR식품 기술 개발을 통한 국내 HMR 가공식품 시장 활성화에 기여 ▻ 국내 HMR제품의 품질개선을 통한 글로벌 품질경쟁력 강화 ▻ 곡류기반 소재에 대한 학문적 접근을 통해 다른 분야로의 응용가능성 제시 ▻ 국외 SCI논문 투고 및 학술대회 발표 예정 ▻ 확립된 Lab scale 쌀 LL 파스타 제조공정을 이용한 후속연구 지속수행 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정성민
• 주관연구기관 : 세종대학교
• 발행년도 : 20220700
• Keyword : 1. 물역학;가정간편식;곡류기반식품;면;핵자기공명; 2. Water dynamics;Home meal replacement;Cereal-based foods;Noodle;Nuclear magnetic resonance;

Ⅳ. 연구개발 결과 ○ 저선량 조사장치 조사선량 측정 및 몬테카를로 전산모사 비교 분석 ○ 내부피폭 선량평가 코드의 핵심 라이브러리 계산을 위한 국내 표준 팬텀 구축 ○ 혈액조사용 팬텀의 성능 향상 및 표준조사 기술 향상 ○ 치료방사선 선량평가용 유리선량계 판독시스템 구축 ○ 전알파, 전베타 측정기반 기술확립 ○ 감마핵종 내부피폭을 위한 자가 문진표 개발 ○ 전자상자성 공명(EPR)을 이용한 치아유사시료 표준선량곡선 확립 ○ 국제기준(ISO)에 따른 전좌분석을 이용한 표준선량곡선 확립 ○ AI 빅데이터 기술을 이용한 염색체 자동화 분석 프로그램 개발 ○ 국제공인기관 전환평가(교정/시험 기관) 완료 및 운영정상화 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 강영록
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 품질보증;선량평가;표준조사;전좌;인공지능; 2. QA;Dosimetry;Standard irradiation;Translocation;AI;

연구개요 ⚫ 최근 사용되고 있는 방사선 기반 항암면역치료제의 효능(면역증진)을 극대화 시킬 수 있는 천연생물소재 발굴 및 새로운 어쥬번트 formulation 기법을 바탕으로 다양한 난치성질환의 백신 및 치료제에 대한 적용이 가능할 수 있는 새로운 고효율 생물소재(어쥬번트) 개발을 목표로 함 연구 목표대비 연구결과 [1차년도 연구목표] • 항암면역 증진 천연생물소재의 발굴 및 작동기전 검증 - 항암면역 활성 유도 천연생물소재의 탐색 및 발굴 - 항암면역 유도 천연생물소재의 작용 기작 규명 [2차년도 연구목표] • 선별된 어쥬번트 후보물질의 다양한 formulation 기법을 통한 면역증진 기술 확립 - 다양한 liposome과 천연생물소재의 formulation을 통한 암-특이적 항원성 및 면역원성 증진기술 개발 - 다양한 면역증강제/천연생물소재의 혼합을 통한 면역원성 증진기술 개발 • 수지상세포를 이용한 항암면역증진 기술 확립 [3차년도 연구목표] • 방사선 기반 항암면역치료제에 대한 천연생물소재의 어쥬번트 효능 검증 및 평가 - 방사선 기반 항암면역유도 수지상세포 치료제의 방어효과 증진 시스템 구축 - 방사선 기반 암세포 백신의 면역원성 증진 천연생물소재 탐색 및 평가 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) [활용방안] • 현재 임상에서 널리 사용되고 있고, 그 효능이 입증되어진 방사선 기반 항암면역치료제의 방어효과를 극대화 시켜줄 수 있는 새로운 어쥬번트를 개발함으로써 임상시험 적용에서 중요한 정보로 활용할 수 있고, 단순 암환자의 치료 목적에만 부합되는 것이 아니라, 세포매개성 면역반응을 필요로 하는 다양한 난치성질환(결핵, 살모넬라, 바이러스 등)의 백신 및 치료제로서의 적용이 가능할 것으로 기대됨 [기대효과] • 기술적 측면 : 현재 임상에서 적용되고 있는 방사선 기반 면역항암백신의 효과를 더욱더 증대 시킬 수 있는 천연생물소재의 발굴에 대한 연구는 다양한 질병제어 연구개발에 기초적인 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료됨 • 경제·사회적 측면 : 천연생물소재(바이오소재)를 이용한 새로운 어쥬번트의 개발은 기존 사용되고 있는 다양한 암 백신 및 치료제들의 효과를 더욱더 증대 시킬 수 있을 뿐만 아니라 암의 병인기전과 유사한 다양한 질환들에 적용이 가능할 것으로 사료됨. 또한, post-genome 시대를 맞이하여 다양한 질병을 치료하기 위해 바이오 소재를 이용한 면역시스템을 조절할 수 있는 새로운 소재의 개발이 가속화되고 있어, 본 연구를 통해 개발되어질 천연생물소재 유래 어쥬번트는 강력한 천연물 신약 경제/산업적 측면에서 국가경쟁력을 향상 시킬 수 있을 것으로 사료됨 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 변의백
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 항암;면역;천연물;수지상세포;어쥬번트; 2. Anticancer;Immune response;Natural compound;Dendritic cell;Adjuvant;

□ 연구개요 핵 라민(nuclear lamin)의 3차원 그물막형성의 자가조립(self-assembly)과 리모델링 (remodelling)의 메커니즘을 단백질 결정구조를 통해 분자수준에서 규명함. 궁극적으로 인간의 노화현상을 분자적으로 이해하여 항노화 약물개발의 기틀을 마련함. □ 연구 목표대비 연구결과 [1차년도: 선형 폴리머 형성의 원리를 증명] - 알파헬릭스로 구성되어 있는 라민의 중심 rod 도메인이 선형 폴리머로 자가 조립되기 위해서는 A11, ACN, 그리고 A22 결합이 필수적임. - ACN 결합을 위해서는 rod 도메인의 N말단과 C말단 부분의 coiled-coil 구조가 해체가 선행되어야 한다는 것을 생화학 실험과 세포실험을 통해 증명. - 현재까지 밝혀지지 않았던 A22 결합을 coil2의 결정 구조를 통해 규명하여 선형폴리머 자가조립모델을 완성하였음. - A22 결합이 될 때, ACN 결합에 의한 말단 부분의 분리가 선형되고, 4개의 헬릭스가 서로 반대방향으로 사량체를 형성하는 것을 확인함. - 3가지 결합 모드를 연결하여 완성한 선형 폴리머 모델을 통해 세포핵의 탄성과 가소성의 근본을 분자적으로 이해함. [2차년도: 3차원 그물막 구조 형성 원리 규명] - 라민의 유전적 변이에 의해 비정상적으로 형성되는 3차원 그물막 구조를 x-ray 회절학으로 분석하여 조기노화가 발생하는 원인을 분자수준으로 규명함. - S143F 돌연변이 단백질은 표면의 소수성 잔기가 서로 모여 비정상적인 결합을 촉진하여 핵의 변형을 유발한다는 것을 구조분석, 생화학 실험, 세포실험을 통해 증명함. - 라민 A와 B의 Ig-like domain의 이량체 결정구조를 규명하여 3차원 그물막 형성과정의 차이점을 확인함. [3차년도: 라민 폴리머 리모델링 원리 규명과 노화 원리 규명] - 세포 분열기에 CDK에 의해 라민의 N말단 부분에 인산화가 일어나 3차원 그물막 구조가 해체되며 라민 선형 폴리머의 해체가 발생함. - 라민 유전자 변이로 생성되는 프로제린은 정상적인 라민 Ig-like domain과 결합력이 존재하며, 이로 인하여 세포핵이 찌그러지는 표현형을 보임. - 이러한 결합을 억제하는 천연물 억제제를 탐색하였고, 결과적으로 모린을 세포에 처리하였을 때 찌그러지던 새포핵이 완화되는 것을 확인함. - 결과적으로 조기 노화를 유발하는 라민의 돌연변이의 분자적인 기전을 증명하였고, 노화를 억제하는 메커니즘을 발표함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의중요성) - 과학기술적 측면: 최대 난제인 중간세사의 결합원리를 분자수준에서 이해함. 라민의 유전적 돌연변이에 의해 발생하는 수많은 유전질환의 원인을 분석할 수 있는 기초를 제공함. 특히 노화와 연관된 라민 연구와 시너지를 이룰 것임. - 경제 산업적 측면: 잘못된 중간세사에 의한 각종 인간의 질병(머리카락 결손, 피부 진피 파괴, 조기노화, 근위축증 질환)의 치료 표적 사이트를 규명하여 신약개발의 기틀을 마련함. - 사회적 측면: 중간세사 관련 질환은 대체로 노화와 연관이 되어 있기 때문에, 이번 연구 결과는 인간의 노화를 지연하는 각종 약물 또는 식품 개발의 활성화를 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 하남출
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 중간세사;핵라민;프로제린;조기노화;자가조립; 2. intermediate filament;nuclear lamin;progerin;premature aging;self assembly;

Ⅳ. 연구개발결과 본연구를 활용한 자기장 신호의 온전한 수복 가능성을 기대할 수 있다. 본 연구를 활용하여 KSTAR 플라즈마의 내부 구조를 실시간으로 예측 모델을 개발할 수 있다. (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 김영철
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 케이스타;플라즈마;머신러닝;생성적 적대 신경망;플라즈마 평형 상태; 2. KSTAR;plasma;machine learning;Generative Adversarial Network;equilibrium;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 핵물질 및 방사성물질 신속탐지 및 감시를 위한 이중입자 영상장치 시작품 개발 ○ 전체 내용 북한 비핵화의 철저한 검증을 위하여 핵물질 이용 핵활동을 감시, 탐지, 채취, 분석, 해석, 평가하는 기술역량 개발과 투명성 확보가 시급한 국가·사회적 현안을 해결하기 위하여 실시간으로 방사선(중성자 및 감마선)의 위치 판별을 위한 영상장비를 개발하는 것을 목표로 함. 실시간 동시 중성자/감마선 영상장비는 기존 광학 영상장치와 방사성 물질에서 나오는 방사선 이미지를 합성해서 방사성 물질의 위치를 시각화하는 장치임. 대테러 감시 및 비핵확산을 목적으로 위치 민감형 대면적 실리콘 광증배관(SiPM) 어레이와 유기 섬광체(Stilbene) 어레이의 조합으로 이루어진 센서 모듈과 실시간 영상을 위해 최적화된 부호화 구경을 이용한 세계 최초 실시간 이중 입자 방사선(중성자/감마선) 영상 장치를 개발하고자 함 ○ 1단계 □ 목표 핵물질 및 방사성물질 신속탐지 및 감시를 위한 이중입자 영상장치 시작품 개발 □ 내용 o 부호화 구경(Coded-aperture) 방식은 특수한 형태로 설계된 집속기에 의한 입사방사선의 기계적 차폐를 기반으로, 투과된 방사선의 변조 패턴을 획득하고 이를 복원하는 과정을 통해 대상 물체의 영상을 획득하는 것임 o 부호화 구경의 개구부를 통과한 입사 영상을 부호화하는 방식에 따라 다양한 형태를 가지며 영상획득 방식을 제공하는 mask(aperture)가 디자인되어 있으며, 그 중 Uniformly Redundant Arrays(URA)와 Modified Uniformly Redundant Arrays (MURA), Hexagonal Uniformly Redundant Arrays(HURA) mask가 대표적임. 각각의 mask에 대하여 anti-mask가 따로 존재하며, mask와 anti-mask를 통과한 방사선의 검출 패턴을 복호화(decoding)하여 방사선원의 위치를 영상으로 재구성함 o 이중입자 방사선의 위치 영상화 기술은 방사선이 사용되는 원자력발전, 방사선 종사자 안전, 원전 해체, 핵연료 모니터링, 환경 방사선 모니터링, 폐기물 관리 등의 원자력/방사선 안전 분야와 방사선을 이용한 비파괴 검사 산업현장, 의료용 동위원소를 취급하는 병원, 그리고 방사선원을 발생 및 이용하는 가속기 운용 현장 등 다양한 분야에서의 적용이 가능한 최첨단 방사선 계측 기술임 o 미시간대학에서 개발된 부호화구경을 이용한 실시간 감마선 영상장비 기술을 첨단화하고 중성자와 감마선 신호의 구분을 위한 pulse shape discrimination(PSD)기법을 유기 섬광체(Stilbene)에 적용하여 중성자 및 감마선 동시 영상을 구현하는 SiPM과 유기섬광체를 이용한 세계 최초 이중 입자(dual-particle; neutron and gammaray) 영상장치 개발에 관한 것임 o 본 연구는 12 x 12개의 픽셀로 구성된 SiPM과 유기섬광체(Stilbene)가 결합된 센서 모듈과 centered mosaic의 최적화된 MURA 마스크(중성자 산란 및 감마선 차폐를 위한 텅스텐 사용)를 이용하여 하드웨어를 구성하고 획득된 신호를 PSD 기법을 이용하여 중성자와 감마선의 신호를 분리 함. 획득 및 분리된 검출기 영상을 본 연구실에 의해 개발된 반복적 영상 재구성법(MLEM)을 이용하여 중성자 및 감마선의 위치판별 영상을 동시에 구현하는 장비를 개발하고자 함 □ 목표 ◯ 2년차 목표 - 신호처리 회로 PSD 기법 적용 및 검증시험(Cf-252 선원 이용) - 검출기 차폐 최적화 전산모사 기반 차폐물 제작 및 배경 방사선 저감효과 검증 - 실험 데이터를 이용한 MLEM 기반 방사선 영상 재구성 및 융합 영상 유효성 검증 - 성능시험 장비 구축 및 절차 개발 - 프로토타입 제작 후 교정 실시 및 검증 결과 확인 후 보완 - 보완 요구 제작 사항 적용 및 목표 달성을 위한 검증 관련 산출물 작성 □ 내용 ◯ 1차년에서 연구된 최적화된 MURA 마스크를 기반으로 실제 텅스텐 기반의 마스크를 제작하고 최적화된 영상 알고리즘과 하드웨어를 이용하여 실제 시스템으로 구성 ◯ 감마선/중성자 신호의 구분을 위하여 사용될 Stilbene 또는 plastic 어레이 기반의 유기 섬광체를 이용한 최적의 figure-of-merit(FOM)을 가지는 파라미터 도출 ◯ 최적화된 PSD 값을 이용하여 하드웨어 상 FPGA에 적용하여 감마선과 중성자 반응의 구분을 확인하였고 그에 따른 검출기 영상 데이터를 확보하여 1차년도에 개발된 영상재구성 알고리즘을 통한 영상 재구성을 시도하고 영상 특성을 분석 ◯ 검출기와 감마선의 반응도를 분석하기 위해 표준선원인 Cs-137, Ba-133, Co-57, Co-60, Na-22 등을 이용하여 감마선 반응 스펙트럼 및 검출기 영상을 확보하고 유기 섬광체를 이용한 감마선 핵종분석의 가능성 여부를 판단 ◯ 중성자의 경우 Cf-252를 구매하여 중성자 및 감마선에 대한 신호 분별 실험을 진행하고 각 선원별 영상을 분리 재구성 성공 ◯ 감마선/중성자 영상 장비의 성능 시험을 위하여 유기섬광체의 핵종 분석 능력, 검출효율, 방사선원의 위치 교정 등의 시험에 대한 장비 구축 및 절차를 완성 □ 목표 ◯ 3년차 목표 - 중성자 반응 실험(에너지 교정) - PSD 성능을 위한 최적화 시험 - 민감도 향상 기술 개선 - 성능시험 장비 구축 및 절차 개발 - 시작품 개발 및 적용성 평가 □ 내용 ◯ Stilbene 어레이 및 Plastic 섬광체(EJ-276) 어레이 적용 중성자 반응 성능시험 (DD, DT, Pu-Be선원) ◯ 검출기 차폐 최적화 전산모사 기반 차폐물 제작 및 배경 방사선 저감효과 검증 ◯ 고속 ADC 및 높은 bit resolution 기반 신호처리 회로 구축 및 실험 ◯ Charge Integral Method 변경 후 PSD 비교 평가 ◯ Internal gain 증폭 비교 후 최적의 PSD 조건 도출 ◯ 저에너지 감마선과 중성자의 PSD 능력 손실 보완 기술 개발 ◯ 최종 목표인 300초 이내에 중성자와 감마선 동시 영상 획득(50 cm 거리에서 85 μCi Cf-252 선원 영상 획득) ◯ LabVIEW 기반 사용자 인터페이스(graphic user interface; GUI) 개발 ◯ 프로토타입 제작 후 교정 실시 및 검증결과 확인 후 보완 ◯ 보완 요구 제작 사항 적용 및 목표 달성을 위한 검증 관련 산출물 작성 ◯ 감마선-중성자 복합환경에서의 이중입자 영상 시험 □ 연구개발성과 o 정량적 성과 ⦁ 안전기술보고서 4건, 논문 게재(국내외 SCI) 4편 ⦁ 시작품 제작 1건 o 정성적 성과 ⦁ 핵물질의 중성자 및 감마선에 의한 영상을 획득하여 위치정보를 획득, 탐지 및 평가하는 핵사찰 활동 기술로 이용 ⦁ 사용후핵연료 중간저장시설의 안정적인 운영으로 임시저장시설의 저장공간 확보를 통해 향후 원자력 발전소의 안정적 운영에 기여 ⦁ 국민의 방사선 관련사고 및 핵테러 등의 국가적 재난을 예방 ⦁ 원전 제염 해체 시 방사성 폐기물의 오염 여부를 판단하는 장치로 사용하여 비용 절감에 기여 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 [기술적 측면] o 방사선 준위 분포를 측정하기 위한 방사선 검출기와 방사성 환경에서 운영되는 실시간 영상카메라를 결합한 시스템으로 원전시설 및 방사선 관련시설 주변의 방사선 준위 분포와 현장 영상을 동시에 감시할 수 있음 o 3차원 방사선원 위치 기술은 미지 선원의 핵종 및 위치정보를 동시에 제공함으로써 방사선 추적에 걸리는 시간을 획기적으로 단축하고 선원의 위치에 대한 매우 직관적인 정보를 제시하여 선량 수치 값에만 의존하던 기존 방사선 탐지 기술의 한계를 극복할 수 있으므로 방사선 안전에 대한 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것이라 기대됨 [경제적․산업적 측면] o 향후 원전폐로산업분야에서 사람이 들어갈 수 없는 방사성 환경을 관측하기 위해 로봇 탑재형 감마카메라 등이 중요한 역할을 함 o 선진국에 비해 낙후된 방사선 계측 기술을 고도화 및 선도화를 통한 기술의 자립도를 향상시킴 o 첨단 방사선 계측 기술을 구축하여 원전 시장에 기술경쟁력 있는 제품을 수출함으로써 국부 창출에 기여함 o 원자력 분야의 블루오션인 방사선 안전 및 방호 측면의 신산업 동력으로 활용하여 일자리 창출과 청년 창업 증대 등에 기여가 가능할 것임 [사회적 측면] o 본 시스템에 내장된 센서는 핵종분석능력이 뛰어나 인공방사성핵종이나 핵물질을 구분하여 탐지할 수 있기 때문에 방사성 및 핵물질 불법거래 및 운반으로 인한 국가적 재난을 예방하고, 주변국들의 핵활동 탐지 기반 기술에도 기여할 수 있음 o 국가 중요 관공서, 공항만, 열차 및 버스터미널, 대규모 스포츠 행사장, 공공장소, 대형 백화점 또는 할인매장 등의 다중이용 시설에서 발생할 수 있는 방사능 관련사고 및 핵테러를 효율적으로 예방하고 대응할 수 있는 카메라/방사선 통합 감시 시스템임 o 방사능 및 선량에 관한 보다 쉽고 자세한 정보 제공을 통해 방사선 및 방사능에 대한 일반인들의 인식 개선과 기술 정보에 대한 대중의 접근성을 향상할 수 있음 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정만희
• 주관연구기관 : 제주대학교
• 발행년도 : 20220300
• Keyword : 1. 이중입자;부호화구경;신호파형 분별기법;섬광체;실리콘 광증배소자; 2. Dual-particle;Coded-aperture;Pulse shape discrimination;Scintillator;SiPM;

IV. 운영결과 원내에서 사용중인 모든 밀봉선원은 건전성 확인을 위해 누설점검을 매년 1회 실시 하였고, 방사선발생장치는 각 연구팀에 방사선안전관리 담당자를 두어 관리 하였다. 501명의 내부 직원 및 92명의 외부 직원에 대한 개인피폭선량을 측정하고, 방사선 작업종사자 및 수시출입자 전원에 대한 건강진단 및 방사선안전교육을 수행하였다. 2022년 기본교육 대상자는 방사선작업종사자 409명이었고, 직장교육 대상자는 방사선작업종사자 477명 및 관계종사자 70명이었다. 또한 방사선안전관리구역에 출입하는 모든 인원에 대한 방사선안전관리를 수행하였다. 5개의 방사선 사용 및 생산시설에 대한 공간선량률, 2개의 RI생산시설에 대한 표면오염도, 2개의 RI 사용시설에 대한 표면오염도, 2개의 파전용 저류조에 보관된 폐수의 방사능, 1개의 RI 생산시설 및 2개의 RI 사용시설의 실내 공기중 방사성물질의 농도 및 배기중 방사성물질의 농도를 정기적으로 측정하였다. 정기적으로 관리하는 지점은 총 169개 지점이다. 이와 같은 구역관리를 위해 방사선안전관리팀에서 관리중인 방사선측정기 39개에 대한 교정을 완료했고, 각 연구팀에서 사용하는 방사선측정기 230개에 대한 교정을 지원하였다. 방사성동위원소 생산에 대한 월말보고, 방사성동위원소 및 방사선발생장치 사용에 대한 분기보고를 모두 완료하였고, 개인피폭선량평가결과에 대한 보고, 방사선작업 종사자 교육에 대한 보고, 방사선작업종사자의 건강검진 결과에 대한 보고를 완료 하였다. 원자력 안전법에 따라 2022년부터 진행되던 1건의 방사성동위원소 사용변경허가를 완료하였고, 방사성동위원소 양도양수신고를 1건 완료하였다. 방사선 발생장치 사용 변경허가 1건과 추가적인 방사성동위원소 사용변경허가 1건을 완료하였다. 2021년 부터 준비하고 있는 방사성동위원소 생산변경허가를 위한 보고서 2건을 작성하였다. 방사선안전관리 수행 결과를 1건의 SCI(E) 논문과 1건의 해외 학술대회 발표 및 6건의 국내 학술대회 발표로 공유하였다. 또한 해외 학술대회 발표 중 확보한 일본 원자력학회에서 발간한 방사선차폐 Handbook의 일부를 번역하였다. (출처 : 요약문 5p)

• 연구책임자 : 김상록
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20221200
• Keyword : 1. 방사선작업종사자;방사선작업구역;방사선피폭;방사선안전관리;방사성물질;방사성폐기물;최적화; 2. Radiation worker;Radiation control area;Radiation exposure;Radiation safety and control;Radioactive materials;Radio waste;ALARA;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 최시호
• 주관연구기관 : 동남권원자력의학원
• 발행년도 : 20220100
• Keyword : 1. 유전자편집;유전변이;전사체분석;분비물질;방사선;오가오노이드; 2. Gene editing;mutation;transcriptom analysis;exosome;radiation;organoid;

연구개발 목표 및 내용 최종 목표 ❍ 인공지능 기술과 위치 센서가 부착된 가이드 기구를 이용하여 최소 침습 골절정복 수술에 사용되는 잠금나사 삽입유도시스템을 개발 ❍ 인공지능 기반의 잠금나사 삽입유도 시스템은 (1) 수술계획장치, (2) 삽입유도장치로 구성 ❍ 수술계획장치(SW) · C-arm 촬영 영상으로부터 잠금나사가 삽입될 목표 위치와 방향 검출 · 삽입유도장치의 위치 정보 획득 · 삽입유도장치 위치 정보를 잠금나사 삽입 목표값과 같이 표시 ❍ 삽입유도장치(HW) · 위치 센서를 이용하여 현재 위치 정보를 수술계획장치에 전달 · 목표 위치와 방향에 도달할 경우 삽입유도를 위한 고정기능 ❍ 의료기기 품목허가 및 GMP(의료기기 제조 및 품질관리기준) 인증 획득 · 잠금나사 삽입유도시스템 품목허가 획득 · 잠금나사 삽입유도시스템 제조를 위한 GMP 인증 획득 전체 내용 ❍ 수술계획장치(SW) 개발 · 잠금나사 삽입유도용 가이드 데이터베이스 구축 · 딥 러닝 알고리즘 기반 잠금나사 삽입유도용 가이드 모델 개발 · 잠금나사 삽입유도용 가이드 솔루션 개발 ❍ 삽입유도장치(HW) 개발 · 의료용 위치추적 센서 개발 · 가이드 기구 개발 ❍ 의료기기 인허가 및 사업화 · 기술문서 심사 · 해당 품목군에 대한 GMP 심사 및 인증 획득 · 2등급 의료기기 품목허가 획득 · 전국적 판매망 구축 및 제품 판매 1년차 (2단계) 목표 ❍ 딥러닝 기술이 적용된 잠금나사 위치와 방향 검출 SW 시제품 개발 ❍ 의료용 위치탐색 센서 시스템이 적용된 삽입유도장장치 시작품 개발 ❍ 잠금나사 삽입유도 시스템 시작품 개발 ❍ 모형뼈를 이용한 임상평가 내용 ❍ 잠금나사 삽입유도용 AI 학습 데이터베이스 구축 (학습데이터 1,000건 이상 확보) ❍ 딥 러닝 알고리즘 기반 잠금나사 삽입유도용 AI 모델 개발 ❍ 잠금나사 삽입유도용 AI 모델 검증 ❍ 삽입유도장치 기구 개발 ❍ 의료용 위치탐색 센서 개발 ❍ 삽입유도장치 기구에 대한 성능평가 환경 구축 및 평가 ❍ 잠금나사 삽입유도 시스템 시작품 UI/UX 개발 ❍ 수술참관, 임상 환경 제공, 의료진 품평회 ❍ 모형뼈를 이용한 모의실험 환경 구축 ❍ 모형뼈 실험 2년차 (2단계) 목표 ❍ 딥러닝 기술이 적용된 잠금나사 위치와 방향 검출 SW 고도화 및 양산전 시제품 개발 ❍ 의료용 위치추적 센서 시스템 고도화 및 삽입유도장치 시제품 개발 ❍ 잠금나사 삽입유도 시스템 시작품 개발 ❍ 동물사체를 이용한 전임상시험 ❍ 의료기기 2등급 품목허가 및 GMP 인증 획득 내용 ❍ 딥러닝 알고리즘 최적화를 통한 잠금나사 삽입 위치 및 방향 오차 개선 ❍ 임상 요구사항을 고려한 삽입유도장치 기구 개선품 제작 ❍ 사용성 편의성 등을 고려한 시제품 개발 ❍ 2등급 의료기기 인허가를 위한 신뢰성 확보 ❍ 수술참관, 임상 환경 제공, 의료진 품평회 ❍ 의료기기 인허가 준비 ❍ 전임상시험 절차 준비 ❍ 전임상시험 실시 ❍ 의료기기 품목허가 컨설팅실시, 품목허가 심사 신청 및 2등급 품목허가 인증 ❍ GMP 인증을 위한 공간 마련 및 인증 획득 연구개발성과 ❍ 최종결과물 : 인공지능 기반의 잠금나사 삽입유도 시스템 ❍ 구성 : (1) 수술계획장치(SW), (2) 삽입유도장치(HW) ❍ 개발성과 : 인공지능 기술 및 알고리즘과 위치 센서가 부착된 가이드 기구를 이용하여 최소침습 골절정복 수술에 사용되는 잠금나사 삽입을 유도시스템 개발 ❍ GMP 인증 및 의료기기 2등급 품목허가 획득 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 □ 활용계획 ❍ 근골격계 인공지능-로봇 분야의 패러다임 전환 · 기존 컴퓨터 기술을 이용한 기술에서 인공지능을 이용한 기술로 패러다임 변환 · 의료 빅데이터와 환자 고유 데이터 등을 이용한 정확한 진단, 수술 계획, 수술 지원, 예후 예측 등이 가능 · 의료진의 경험과 인공지능의 융합으로 환자의 안전성 및 치료 정확성 향상 ❍ 근골격계 인공지능-로봇 분야의 원천기술 확보 · 진단, 치료 계획, 치료 후 예측, 치료 지원 등과 같은 근골격계 인공지능-로봇 분야의 원천기술 확보 ○ 4차산업혁명 핵심 기술개발에 따른 고용 창출 · 근골격계 인공지능-로봇 분야는 생산/제조/판매의 일회성 이윤 창출이 아닌, 의료데이터 관리, 알고리즘 개선, 로봇 시스템 유지/보수, 소모품 생산, 판매 등 지속적인 서비스 모델 생성이 가능 □ 기대 효과 ○ 골절 수술 환자는 방사선 피폭 문제를 최소화할 수 있고 의료진의 임상경험과 무관하게 우수한 의료 서비스를 받을 수 있음 ○ 정형외과 의료진은 저비용이고 사용 절차가 간편한 수술항법시스템으로 정형외과 의료진의 방사선 피폭 문제를 최소화할 수 있음 ○ 본 사업을 통해서 외상고정장치 시장의 새로운 시장을 창출하고 선점하는 한편, 관련 분야 무역 불균형을 개선하고, 무역수지 적자를 개선할 수 있음 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 조효준
• 주관연구기관 : 엔가든
• 발행년도 : 20220200
• Keyword : 1. 잠금나사;인공지능 의료기기;최소침습 골절수술;삽입유도;방사선피폭; 2. Locking screw;AI medical device;Minimal invasive fracture surgery;Insertion guide;Radiation exposure;