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자기공명영상(MRI)

2018-02-13

보이지 않는 곳을 보는 영상과학의 세계: 자기공명영상(MRI)

[자막]
#1 만지고, 두드리고, 맡아보고
#2 겉보기에는 멀쩡하고 맛있어 보이는 과일
#3 하지만 속은 상해 있는 과일
#4 겉으로 보이는 것이 전부가 아니다!
#5 생물체를 열어보지 않고도 그 속까지 들여다 볼 수 있는 방법은 없을까?
#6 생물체의 내부를 관찰하기 위해 만들어진 분석 과학기술 MRI(자기공명영상)
#7 그 속에 숨겨져 있는 자기장과 공명현상!

보이지 않는 곳을 보는 영상과학의 세계 : MRI
알아보기: 자기공명영상(MRI)의 원리는 무엇일까요?

[나레이션]
#1 MRI는 자기장이 전자기파와 공명하는 현상이 기본 원리입니다.
#2 먼저 자기장은 지구에서 나침판으로 확인할 수 있는 것처럼, 자석이나 전류 주위에 존재해서, 자기력의 크기와 방향으로 나타낼 수 있습니다.
#3 공명현상은 소리를 포함한 모든 진동에서 일어날 수 있는 현상인데 예를 들어, 소리굽쇠실험을 통해 알아보면, 진동수가 같은 소리굽쇠 두 개를 가까이 놓고 한쪽 소리굽쇠를 때리면 그에 따라 때리지 않은 다른 쪽 소리굽쇠도 울리기 시작합니다. 이것이 바로 소리굽쇠의 공명현상입니다.
#4 생물체, 특히 인체는 70%가 물입니다. 이렇게 중요한 물에는 수소가 포함되어 있는데, 평소 수소의 원자핵은 회전운동을 하고 있지만 자기장에 놓이게 되면 자기장 방향을 중심으로 세차운동이 일어납니다.
세차운동 상태의 원자핵에 전자기파를 쏘이면 세차운동과 공명하는 주파수만 다시 방출하게 됩니다. 이때 다시 방출되는 전자기파를 안테나로 모아 컴퓨터로 재구성하면 영상을 얻을 수 있는데, 이것이 바로 MRI입니다.
보다 선명한 MRI 영상을 얻기 위해서는 자기장의 세기를 높이면 됩니다. 이때 원자핵의 운동 속도는 빨라지고, 더 높은 신호를 얻을 수 있기 때문입니다.
간단한 실험을 통해서 그 원리를 확인해보겠습니다.

실험하기: 자기공명영상(MRI)로 보는 새로운 세계

[자막]

#1 맛있는 오렌지를 MRI로 촬영하면 어떻게 보일까?
#2 오렌지를 7T MRI 장치에 넣는다.
#3 강한 자기장을 발생시켜 오렌지 속의 수소원자핵을 세차운동 하도록 한다.
#4 공명현상을 이용하여 수소원자핵에 고주파를 방출시켜서 얻은 정보를 컴퓨터로 영상화시킨다.
#5 MRI를 통해 보는 신비로운 오렌지의 모습

#1 MRI는 어떻게 활용될까?
#2 병을 진단하는데 쓰이는 MRI
사람의 몸을 구성하는 세포는 수소를 가지고 있어서 MRI를 이용하여 몸속을 관찰하고 진단할 수 있기 때문에 병원에서 주로 활용된다. X선 촬영이나 CT 촬영과 달리 방사선 노출이 없고, 다양한 각도에서 관찰할 수 있는 장점을 가지고 있다.
#3 MRI로 얼마나 자세하게 관찰할 수 있을까?
MRI는 자기장의 세기가 셀수록 화면에 선명하게 보여진다. 현재는 3T(테슬라) 세기의 MRI가 일반적으로 쓰이고 있으며, KBSI가 보유한 최고 성능의 장비 7T 휴먼 MRI는 미세혈관까지 선명하게 볼 수 있어 앞으로 뇌를 연구하는데 활용이 가능하다.


요약하기: 자기공명영상(MRI) 이것만 기억하자!
#1 1. 자기공명영상(MRI)이란? 강력한 자기장을 발생하는 커다란 자석통 속에 인체를 들어가게 한 후 고주파를 발생시켜 몸에 있는 수소원자핵을 공명시켜 각 조직에서 나오는 신호의 차이를 측정하여 컴퓨터를 통해 재구성하여 영상화하는 기술
#2 2. 공명현상이란? 진동계가 그 고유진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상
#3 3. MRI를 이용하면, 밖에서는 보이지 않는 몸속을 관찰하고 진단할 수 있기 때문에 병원에서 주로 활용된다. X선이나 CT 촬영과 달리 인체에 유해한 방사선에 전혀 노출되지 않고 촬영을 할 수 있는 장점을 가지고 있다.
#4 4. MRI는 자기장의 세기가 셀수록 영상신호의 크기가 증가하여 화면에 영상이 선명하게 보여진다. KBSI가 보유한 7T 휴먼 MRI는 아주 자세한 영상을 얻을 수 있으며, 특히 미세혈관까지 선명하게 볼 수 있어 앞으로 뇌를 연구하는데 활용이 가능하다.

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