한국원자력의학원(원장 김미숙)이 환자 치료용 초고선량률 방사선치료(Ultra-high dose rate radiotherapy; FLASH radiotherapy) 연구 시스템을 구축, 오는 2026년 실제 임상 적용을 목표로 본격적인 연구를 추진해 관심이 모아지고 있다.

◆초고선량률 방사선치료 높은 활용도 기대 속 연구는 제한적
현재 전 세계적으로 획기적인 방사선 치료법으로 제시되고 있는 초고선량률 방사선치료는 작은 실험동물 대상 치료효과가 보고되고 있지만 실제 임상에 적용할 수 있는 생물학적 기전 연구는 초고선량률 방사선조사 시스템이 확보돼야 가능해 유럽이나 미국의 일부 연구기관에서 매우 제한적으로 이루어지고 있는 실정이다.
현재 초고선량률 방사선 연구는 쥐와 같은 작은 실험동물에 조사할 수 있는 작은 빔을 강한 세기로 만든 정도이므로, 인체 치료에 필요한 강한 세기의 넓은 빔을 만들기 위해서는 기존 병원에서 사용되는 가속기의 빔이 수백 배 높아야 하므로 아직 기술적으로 해결할 부분이 많다. 
실제 초고선량률(FLASH) 방사선치료는 ▲1초 안에 고강도 방사선을 쏘아 정상 조직 손상은 최소화하여 암 치료 효과를 크게 향상시키고, ▲부작용이 우려되어 방사선치료가 어려운 신경조직, 소화기관 등의 암 치료나 방사선치료가 잘 듣지 않는 암 치료도 가능한 것으로 알려져 있으며, ▲특히 폐나 간 같이 치료 중 움직이는 부위의 암 치료에 활용도가 높을 것으로 기대되는 상황이다.
일반적으로 초고선량률 방사선은 방사선(초당 40~500Gy)을 0.5초 이내 조사하는 것을 말하며, 이는 일반적인 방사선치료(초당 0.03~0.4Gy)보다 1000배 이상 빠른 속도로 암 치료 효과가 큰 것으로 보고되고 있다.
이런 가운데 의학원이 약 3년간 연구 준비기간을 거쳐 초고선량률 방사선 연구를 수행 할 수 있는 환자 치료용 방사선조사 시스템을 구축, 지난해 사용허가 과정을 거쳐 올해 과학기술정보통신부에서 연구비를 지원받아 2026년에 실제 임상 적용을 목표로 본격적인 연구를 추진 중이다.

◆초고선량률 방사선량 측정 시스템 구축, 안정적 방사선 조사 장비 개발 등
의학원은 기존 암환자 치료용 방사선치료기를 조정·변경하여 100Gy/s 이상의 초고선량률 방사선 조사가 가능함을 확인했고, 라디오크로믹 필름 측정법(방사선 조사량에 따라 색이 변하는 필름을 이용한 측정법으로 보통 Gafchromic EBT 필름을 이용함. 방사선 조사량이 많아질수록 색이 짙어지며, 방사선이 조사된 필름을 스캔하여 얻은 픽셀 값을 선량 값으로 환산함), 전자상자기공명법(전자는 스핀을 가지고 있으며, 이로 인해 자성을 띠게 되는데 외부에서 큰 자기장을 가할 경우 상자기전자는 자기장의 방향에 평행하거나 평행하지 않게 배열되는데, 전자상자기공명법 장비를 이용해 전자의 방향배열을 일으켜 전자스핀의 에너지 준위를 달라지게 해 전자의 에너지 전이를 측정함) 및 마커스 챔버(치료용 전자선의 흡수선량 측정에 널리 사용되는 소형 평행 평판형 가속 공간)를 이용한 초고선량률 방사선량 측정 시스템을 구축했다.
또 방사선 조사 조절 시스템 구조를 분석해 밀리세컨드(1000분의 1초) 단위의 안정적인 방사선 조사 장비를 개발했다.
방사선 조사 시스템 구축과 함께 작은 실험동물 및 암세포에 대한 초고선량률 방사선치료 효과 실험을 시작하여 동물실험과 1000례 이상의 암세포 조사를 통해 기초 연구재료를 확보해 분석하고 있으며, 향후 환자치료 뿐 아니라 반려동물의 암 치료를 계획 중이다.

◆초고에너지 전자가속기…전신 암 치료 가능 등
또 개발 중인 초고에너지(