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배포일자 : 2020.12.15.(화)				배포번호 : 2020-72호
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매수 : 보도자료 3매(사진자료 : 5매, 참고자료 3매)						배포처 : ETRI 홍보실

ETRI, 전자파 유해성 검증 위한 가상모델 공개

- 인체·영장류 모델, 데이터 댐에 공개해 연구 저변 확대

- 1mm 이하 간격으로 전신 구현해 가상 임상시험도 가능

공공데이터 포털에 가상 임상시험이 가능한 인체모델이 공개됐다. 공개된 가상 데이터는 다양한 분야의 산․학․연 연구진이 자유롭게 활용할 수 있어 인체를 대상으로 한 기초연구에 큰 도움이 될 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 전자파가 인체에 미치는 영향 및 보호 대책 연구의 일환으로 인체모델과 영장류 모델을 개발, 데이터 댐()에 공개했다고 밝혔다.

이번 공개되는 데이터는 전자파 관련 연구는 물론, 방사능과 같은 타 분야의 가상 생체실험 등에도 사용될 수 있다. 인체를 대상으로 수행하는 임상연구의 어려움과 한계를 다소 해소할 수 있을 것으로 보인다.

ETRI 연구진이 공개한 데이터는 ▲성인 남·녀 전신 모델 ▲머리 모델 ▲영장류 모델 등 세 가지다.

먼저, 남성과 여성 전신 모델 세트는 각 100여 개의 신체 기관 및 조직으로 구성되어 있다. 본 모델 활용 시 전자파 노출되는 신체 부위별 체온 변화, 전자파흡수율 등을 관찰할 수 있다.

전자파 뿐 아니라 방사선 노출 평가를 위한 목적 등 다양한 분야에 쓰일 수도 있다. 급성 방사선에 대한 신체 부위별 영향력 파악 등 인체의 반응과 그에 대한 대응 방법 연구에 활용이 가능하다.

특히, 해당 데이터는 1mm 이하의 간격(0.2x0.2 mm2)으로 인체를 정밀 해부하는 영상을 기반으로 모델링되어 인체에 미치는 영향을 보다 자세히 파악할 수 있다.

머리 모델 세트는 남자 6세, 9세, 15세, 20-24세 등 총 4개 그룹에 대해 각 50명의 MRI 영상자료로부터 표준화하여 재현했다. 머리둘레, 뇌머리뼈, 얼굴뼈 등 머리를 구성하는 약 30개 치수를 측정하여 얻은 평균치로 총 70개 구조물을 모델링했다.

이 밖에도 연구진은 180여개 구조물로 이루어진 영장류 모델을 세계 최초로 공개, 전자파 흡수율(SAR)에 따른 행동학적 변화를 관찰할 계획이라고 밝혔다. 그동안 전파, 방사선 등의 생체 영향 규명을 위한 동물 실험은 대부분 설치류(Rodent)를 이용했기 때문에 사람에 적용하는 데 한계가 있었다. 이번 개발을 통해 한계를 일부 극복, 각종 실험의 안전성 평가에 활용될 수 있을 전망이다. 원숭이 모델은 실제 전자파 노출 실험과 함께 컴퓨터 시뮬레이션을 병행할 수 있어 효율적인 실험 검증 및 비용 절감 효과를 얻을 수 있다.

이번 공개된 인체 및 영장류 모델들은 동국대학교 해부학교실 박진서 교수와 공동으로 개발된 것으로 STL 파일 외에 텍스트 파일로도 제공되어 호환에 불편함 없이 코딩을 통해 각종 시뮬레이션 프로그램에 적용할 수 있다. 제공하는 3차원 데이터를 읽어 수치해석기법을 통해 원하는 값을 구하게 된다.

연구진이 공개한 모델을 활용하면 휴대폰, TV 등 전자기기 외에 송전선, 이동통신 기지국, 방송국 송신소, 레이더 등 광범위한 전자파 노출 환경에 대해 인체 노출량을 3차원적으로 수치화 및 가시화할 수 있다.

이로써 휴대폰 사용에 따른 역학연구 및 전자파 생체영향 연구 등에 탄력이 붙을 전망으로 ETRI 연구진은 전자파에 대한 국민 불안감을 없애는데 앞장선다는 계획이다. 연구진은 이 밖에도 다양한 복합환경에서의 전자파 노출량 평가 연구, 전자파에 대한 발암성 연구 등 과학적 증거를 바탕으로 한 올바른 정보를 국민들에게 제공하기 위한 노력을 지속적으로 추진할 예정이다.

ETRI 최형도 책임연구원은 “이번 공개하는 모델들은 디지털 뉴딜의 일환인 데이터 댐에 양질의 데이터를 제공함으로써 공공 연구결과의 대중화, 디지털 의료 등 신산업 창출, 전자파뿐만 아니라 방사선 등 선량 평가의 기반을 구축할 것이라 기대한다”고 말했다.

본 과제는 과학기술정보통신부 “복합 전파환경에서의 국민건강 보호 기반 구축사업”의 일환으로 수행되었다. ETRI는 인체모델, 기지국 등 전자파노출량 평가 기술 등을 개발, 2015년 국가연구개발 우수성과 100선 및 2018년도 국가연구개발 우수성과 최우수에 선정되는 등 전자파 연구 분야에서 획기적인 성과를 이어나가고 있다. <보도자료 본문 끝>

참고1

성인 남녀 모델 데이터

<남자 성인 전신 모델>

<여자 성인 전신 모델>

남녀 전신의 고화질의 절단면 영상(영상의 획득과정 및 정밀도, 출처 등은 참고 문헌 참조)을 기반으로 구조물을 구역화하였음. 뇌의 회백질(grey matter)와 백질(white matter)에 대해서는 기능 기반의 엽(葉, lobe)과 뇌회(腦回, gyrus)로 세분하여 최종적으로 남자 103개 여자 101개의 구조물이 구현되었음. 두 모델 모두 누워 있는 자세이므로 발, 발목, 등, 엉덩이 등에 대해 보정이 이루어졌음. STL 포맷 및 text 포맷의 3D 모델을 구현하였음.

[1] Jin Seo Park, Yong Wook Jung, Hyung-Do Choi and Ae-Kyoung Lee, “VK-phantom male with 583 structures and female with 459 structures, based on the sectioned images of a male and a female, for computational dosimetry,” Jour. Radiat. Reas. 59 3 338-380 2018

[2] Park JS, Chung MS, Hwang SB et al. Visible Korean human: improved serially sectioned images of the entire body. IEEE Trans Med Imaging 2005;24:352–60.

[3] Park HS, Choi DH, Park JS. Improved sectioned images and surface models of the whole female body. Int J Morphol 2015; 33:1323–32.

참고2

연령별 머리 모델 데이터

<한국인 표준 머리 모델>

의대 병원에서 MRI를 촬영했던 적이 있는 사람들 중에 뇌에 특별한 병변여부와 획득된 영상의 질을 고려하여, 연령별 (6세, 9세, 15세, 20-24세) 남자 50명을 선정하여 촬영 영상을 바탕으로 머리 내 구조물 관련 약 30가지의 치수를 측정하였음. 연령 그룹별 평균 치수를 바탕으로 머리를 구성하는 70개 구조물에 대한 3D 표면 모델 (surface model)을 구현하였음. 각 구조물의 표면 모델은 STL 포맷이며, 머리 전체에 대해 voxel 구조를 갖는 text 파일로도 저장되었음.

[1] Miran Han, Ae-Kyoung Lee, Hyung-Do Choi, , Yong Wook Jung and Jin Seo Park, “Averaged head phantoms from magnetic resonance images of Korean children and young adults,” Phys. Med. Biol. 63 035003 2018.

[2] Ae-Kyoung Lee, Jin Seo Park, Seon-Eui Hong, Masao Taki, Kanako Wake, Joe Wiart and Hyung-Do Choi, “Brain SAR of average male Korean child to adult models for mobile phone exposure assessment,” Phys. Med. Biol. 64 045004 2019.

참고3

영장류 모델 데이터

<영장류 모델>

긴꼬리원숭이과의 Rhesus monkey (93 개월 암컷, 길이 758 mm, 체중 4.3 kg)의 0.1 mm 미만의 고화질 해부영상과 3T 이상의 장비에서 획득한 MRI 영상(상세한 정보는 참고 문헌 참조)을 기반으로 전신 총 180개 구조물을 구역화하고, 3D 표면 모델을 구현하였음. 모든 구조물의 표면 모델은 STL 포맷이며, 전신에 대해 voxel 구조를 갖는 text 파일로도 저장되었음.

[1] Chung Yoh Kim, Ae-Kyoung Lee, Hyung-Do Choi, and Jin Seo Park, “Dawn of the visible monkey: segmentation of the Rhesus monkey for 2D and 3D applications,” J Korean Med Sci. 2020 Apr 20;35(15):e100.

[2] Chung BS, Jeon CY, Huh JW, Jeong KJ, Har D, Kwack KS, et al. Rise of the Visible Monkey: sectioned images of rhesus monkey. J Korean Med Sci 2019;34(8):e66.