[투데이에너지 조규정 기자] 국내 최초로 셀레늄 소재의 의료기기를 개발한 벤처기업이 해외시장에서 돌풍을 일으키고 있다. 국내 벤처업체인 디알텍은 의료용 X-ray 촬영 시 신호를 전기적 신호로 변환시키는 장치(Direct Radiography Detector)에 셀레늄을 이용한 제품을 개발했다.
최근 의료용 X-ray 장치가 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 전환되면서 셀레늄이 사용된 X-ray 디텍터 수요가 증가하고 있는 추세이기 때문에 향후 디알텍의 행보에 귀추가 주목된다.
이와 관련해 한국광물자원공사는 단순히 비축업무만 수행하는 것을 넘어 국내 소재산업과 유통구조를 분석, 오래 전부터 디알텍의 발전가능성을 파악해 왔던 것으로 알려졌다.
광물자원공사에 따르면 2013년 기준 세계 엑스선 영상진단장치 규모는 약 33억4,000만달러로 추정되며 최근 7년간 연평균 4.4%로 성장했다.
엑스선영상진단장치는 과거 아날로그에서 디지털로 빠르게 전환되고 있으며 디지털시스템 전면 교체보다 비용 및 시간이 단축되는 레트로피트(Retrofit)시장도 점차 성장할 것으로 예상된다.
또한 디지털 방식에도 셀레늄이 사용되는 방식과 CMOS를 사용하는 방식이 있는데 보다 세밀한 영상이 필요한 의료용에는 셀레늄이 들어간 방식이 보다 많이 사용되고 있는 상황이다.
디알텍, 디지털 X-ray시장 ‘돌풍’
최근 디지털 X-ray 장비는 최근 병·의원들의 전산화 추세와 함께 PACS(의료영상저장전송시스템)의 도입 확산에 따라 급격하게 보급되고 있다.
디지털 X-ray 장비의 핵심장치인 디텍터는 X선 촬영 시 인체를 통과한 X선 에너지를 전기에너지로 변환해 검출 한 후 모니터를 통해 사람의 눈으로 볼 수 있도록 해 주는 역할을 한다.
기존에 사용해 오던 아날로그 필름을 대신해 X선 영상신호를 디지털로 만들어주는 초정밀 전자기기이며 기존에는 CCD를 사용하거나 X-ray 에너지를 일차 빛으로 변환 후 포토다이오드에 의해 다시 전기신호로 얻는 간접방식이 주류였다.
이에 디알텍은 첨단 셀레늄(Selenium) 반도체를 이용해 X선이 빛으로 전환되는 중간과정 없이 바로 전기신호로 검출돼 디지털 영상으로 변환시켜 주는 직접방식의 기술을 개발, 기존의 방식보다 선명하고 깨끗한 고해상도 영상을 구현해 냈다.
이 같은 디지털 X-ray 장비시장은 기존 필름 X선 장비를 빠르게 대체하며 연간 20% 이상 성장하고 있다.
X-ray 에너지흡수층은 두 가지 재료에 따라 디지털 디텍터 종류가 구분된다.
직접방식은 X-ray 흡수율이 가장 높고 대면적 코팅이 가능한 물질인 비정질 셀레늄을 코팅해 양산하며 비정질 셀레늄에서 전기에너지가 발생되고 전기에너지를 전기 신호로 변환하는 방식이다.
간접방식은 신틸레이터 물질인 CsI(세슘아이오다이드) 또는 GaOxSy(Gadox, GOS)를 코팅해 제조하며 빛에너지를 전기 신호로 변환하는 방식으로 직접방식과의 기술차이가 존재한다. 간접방식은 패널부 아웃소싱을 통해 공급·제조하는 방식으로 경쟁사가 다수인 특성이 있다.
반면 직접방식에 사용되는 비정질 셀레늄은 일정한 특성과 품질, 대면적 코팅의 기술적 노하우가 축적돼야만 양산할 수 있는 물질이기 때문에 기술 장벽이 높아 경쟁사 또는 신생기업이 진입하기 어려운 시장이다.
디알텍은 직접방식과 간접방식 두 가지 형태의 디지털 디텍터 개발에 성공하며 직접방식의 셀레늄 대면적 코팅 기술을 보유하고 있는 세계 3대 회사로 도약했다.
디알텍의 TFT 평판형 X-ray 디텍터의 사용 용도는 영상 특성에 따라 구분되는데 선예도(MTF)가 높은 직접방식 제품은 흉부촬영을 주로 하는 영상의학과뿐만 아니라 정형외과, 치과, 소아과에서 활용되고 있다.
더불어 X-ray 영상출력효율(DQE)이 높은 간접방식 제품은 흉부촬영과 진단 방사선 내과에 주로 활용되고 있다.
세계 최초 ‘맘모디텍터’ 개발
디알텍은 직접방식과 간접방식 디텍터를 동시에 양산해 공급할 수 있다는 경쟁력을 무기로 고난도의 영상진단분야에서 저렴한 비용으로 기존의 CR을 DR로 대체할 수 있는 맘모디텍터를 세계 최초로 개발했다.
고난도의 의학진단분야에서 X-ray 선량을 더 줄이면서도 보다 정확한 진단을 할 수 있는 첨단제품을 세계 최초로 개발한 것.
이와 함께 디알텍은 맘모그래피시장에서 기술 경쟁력을 갖추기 위해 5종의 디지털 맘모그래피 시리즈를 출시, 세계 최초의 슬림 카세트형 디지털 업그레이드용 맘모그래피 디텍터를 출시해 맘모레트로피트(Reftrofit) 신규시장을 개척했다.
디알텍은 2015년 하반기부터 독자 개발한 여성 유방촬영용에 특화된 맘모제품을 출시, 여성 유방촬영용(맘모) RoseM 시리즈인 RSM 1824C, RSM 1824S, RSM 2430C, RSM 2430S 등을 시장에 선보였다.
디알텍의 관계자는 “맘모그래피 디텍터 개발 과정에서 이미 지적재산권(특허)을 확보해 기술 진입장벽을 만들었다”라며 “간접방식 맘모디텍터로써 고품질의 영상을 제공할 수 있어 타사의 기술 추격을 2~3년 동안 저지할 것으로 기대하고 있다”고 설명했다.
더불어 디알텍은 선예도가 중요한 동물용 X-ray검사시장에서 역시 유일하게 대면적 14x17, 17x17 인치 크기의 직접방식의 디텍터를 제조해 미국 동물용시장에서 점유율 1위를 확보하고 있다.
디알텍의 관계자는 “동물용 X-ray 검사는 높은 선예도와 검출능이 필요한 직접방식 디텍터가 유리하며 동물용 시스템 제조사로 유명한 IDEXX, Peterson Vet 등에 매년 약 400대 이상을 공급하면서 당사 직접방식 제품의 No.1 인지도를 높여가고 있다”고 강조했다.
이어 그는 “매출액의 약 70% 이상이 해외에서 이뤄지고 있으며 2013년 미국 서비스센터(미국 오하이오) 설립을 시작으로 2015년에는 유럽 사무소(터키 이스탄불), 미국 사무소(미국 산호세)를 설립, R&D 및 서비스를 더욱 강화하고 있다”고 덧붙였다.
셀레늄이란
셀레늄(Selenium)은 산소족에 속하는 희유금속 중 하나로 대부분의 다른 원소와 반응해 화합물을 만들며 반응성은 산소나 황보다 작다.
셀레늄은 원자번호 34번으로 원소기호는 Se를 사용하며 원자량 78.96g/mol, 밀도 4.79g/cm³(회색)다.
특히 물에 녹지 않으며 공기 중에서 푸른빛을 내고 타서 이산화셀레늄(SeO2)이 되는 것이 셀레늄의 특징이라고 볼 수 있다.
더욱이 셀레늄은 열전도율이 낮고 온도에 따라 열전도율이 변하며 특히 빛에 노출되면 순간적으로 전기전도율이 높아지고 빛을 차단하면 순간적으로 낮아지는 특성을 가지고 있다.
이러한 특성을 이용해 전자 공업에서 많이 이용되고 있으며 복사기와 레이저 프린터에서 빛을 감지하는 재료와 광전지, 광 검출기, 광 스위치 등에 사용된다.
이와 함께 셀레늄은 유리를 제조할 때 철 불순물 때문에 나타나는 색을 없애고 아름다운 붉은색을 낼 경우에도 사용되고 있다.
이 외에도 안료와 유기 합성 시약, 고무 강인화제, 비듬방지 샴푸 첨가제 등의 다양한 용도로 사용되고 있으나 카드뮴과 함께 사용되는 안료부문에서는 환경적 독성 문제로 인해 사용량이 급격히 감소하는 추세다.