[이코노미 줌in] '자석 없는' MRI 기술 개발

표준연, 스퀴드 센서 이용

고가의 초전도 자석이나 영구자석 없이 자기공명영상(MRI, magnetic resonance imaging)을 얻을 수 있는 기술이 개발됐다.<사진>

특히 이 기술은 조영제가 필요없는 암 조직 영상화, 수술 중 실시간 모니터링, 보안용 폭발물 검출 등의 다양한 활용이 기대된다.

한국표준과학연구원(KRISS)은 생체신호센터 김기웅 박사팀이 극저자장 스퀴드 센서를 이용해 동적(動的)핵자화 구현에 성공, 높은 자기장 없이도 MRI 영상을 확보하는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

자기장을 이용하는 MRI는 자기장 세기에 맞는 고주파로 신체 부위의 수소원자핵을 공명시키고 이 때 나오는 신호를 측정, 밀도를 영상화하는 원리다. 자기장의 세기가 강할수록 인체조직이 크게 자화(磁化)돼 고해상도 영상을 얻을 수 있다.

하지만 통상적으로 3테슬라 정도에 달하는 강한 자기장에 대한 인체의 안전성이 명확히 밝혀지지 않았다.

연구진은 자체 보유한 극저자장 스퀴드 센서 기술로 동적핵자화에 성공, 높은 자기장 없이도 MRI를 얻었다.

외부자석의 강한 자기장과 공명 전자기파 대신 원자 내부 초미세 구조의 자연적 자기장에 공명되는 전자를 이용, 동적핵자화를 구현한 것이다.

미약한 자기공명 신호를 측정하려면 극저자장 스퀴드 MRI 기술이 반드시 필요하다. 동적핵자화는 원자핵 대신 전자를 공명시켜 전자의 자화를 원자핵으로 옮겨 핵자화를 이루는 방법으로 기존 MRI에서도 활용됐지만 전자의 공명주파수가 원자핵에 비해 600배 이상 커 높은 주파수를 얻기 위해 고가의 마이크로파 발생장치를 만들어야 한다. 고주파 에너지 흡수로 인한 화상 위험도 존재했다.

스퀴드 센서를 이용하면 3테슬라의 10만분의 1 수준인 30마이크로 테슬라의 자기장으로도 측정이 가능하다.

이영록 기자