[[분류:진단검사]][[분류:의료기기]] [include(틀:의료기기)] [include(틀:의료영상)] || {{{#!wiki style="margin: -5px -10px" [[파일:SIEMENSE Skyra MRI.jpg|width=100%]]}}} || || 사진은 [[지멘스]]의 Skyra MRI 스캐너. || [목차] == 개요 == {{{+1 [[磁]][[氣]][[共]][[鳴]][[映]][[像]] / '''M'''agnetic '''R'''esonance '''I'''maging}}} '''자기공명영상'''은 강한 [[자기장]] 내에 위치시킨 인체에 라디오파를 [[전사]]해서, 반향되는 [[자기장]]을 측정하여 영상을 얻는 진단 검사를 말한다. '''M'''agnetic '''R'''esonance '''I'''maging을 줄여서 흔히 '''MRI'''라고 한다. [[화학]] 분석기술 중 하나인 핵자기공명([[NMR]])에서 발전한 것으로,[* NMR은 순수한 화학분석기술로 강력한 자기를 사용한다.] 예전에는 NMRI(nuclear magnetic resonance imaging), 즉 핵자기공명영상이라 불렸다. 원자핵을 공명시키는 것이니까 이쪽이 맞는 이름이긴 한데 이름에 [[핵]]이 들어가니 뭔가 방사성 물질을 쓰거나 [[방사선]]이 나올 것 같은 어감이라 일반인 환자들에게 오해를 사서 무서워했고, 그래서 핵을 뺀 이름인 MRI로 변경되었다. == 작동원리 == [youtube(Y1n9Dgs-H3g)] 기본적으로 신체의 물분자를 구성하는 수소원자의 양성자들을 활용하는 방법이다. 원래 수소의 양성자들은 규칙성없이 제각기 다른방향으로 회전하고 있는데 여기에 MRI [[스캐너]]의 강력한 자석을 통해 강한 자기장을 신체에 발산한다.[* [[https://www.youtube.com/watch?v=bXxqGWj2340|지멘스제 MRI 스캐너의 업그레이드 영상]]인데, 기기를 뜯었을때 보이는 환자를 감싸는 부분이 통째로 [[자석]]이고 그 자석을 액체[[헬륨]]이 감싸고있으며 코일은 그 자석 안쪽으로 삽입한다. CT 스캐너와 달리 MRI 스캐너를 해부한 모습이 인터넷에 거의 없는 이유는 저 액체헬륨의 존재로 인해 자석 부분을 뜯을 수가 없기 때문이다. ] 그럼 신체의 수소 양성자들은 자기 방향을 한 방향으로 정렬시킨다. 간단히 말한다면 몸을 일시적으로 자석처럼 만든다. 그 다음 수소원자핵이 공명하는 주파수의 전자기파를 쏘아 신체부위에 있는 [[수소]] [[원자핵]]의 [[자기 모멘트]] 방향에 변화를 주어 발생하는 자장의 변화를 측정한다. 특히 물분자 속의 수소원자를 통해, 병변에 따라 혈액흐름 등이 다르게 나타난다거나 하는 걸 감지해 이를 컴퓨터로 영상화하는 기술이다. 이때 전자기파의 주파수는 대략 수소 이온이 공진할 수 있는 2130kHz부터 85MHz까지로 FM라디오 대역과 비슷하다. 경사자장의 크기와 같이 기종마다, 프로그램마다 촬영중 적절하게 제어한다. 단, 기술적으론 적어도 한 순간엔 하나의 주파수만 있어야 교란이 적어져 화질이 좋아진다. 때문에 검사실 내부는 다른 전자기파가 들어올 수 없도록 차폐되어 있다. MRI의 장점으로 [[X선]] 촬영이나 [[CT]]와는 달리 비전리 방사선(라디오 주파수 전자파)과 자기장을 이용하므로 인체에는 거의 해가 없다는 것과 시퀀스를 어떻게 하냐에 따라 연부조직의 정보를 다양한 방법으로 얻을 수 있다는 것을 들 수 있다. 검사를 한 가지 방법으로만 하면 10분이 걸리지 않지만 자장을 걸고 전자기파를 쏘는 시퀀스에 따라 다양한 결과를 얻을 수 있기 때문에 이것저것 해보느라 한시간이 넘게 걸릴 수도 있다. [* MRI 스캐너와 연결된 컴퓨터는 다양한 스캐닝 알고리즘을 가지고 있으며, 이를 MRI 스캐너에 전달해 다양한 스캔 프로그램을 돌려볼 수 있다. 가령 지멘스의 구형 MRI 스캐너는 T2 → Fluid → Attenuation Inversion Recovery → Diffusion Tensor Imaging → Gradient → KISS → RAGE → BIDE → T1 순으로 진행된다. 진행 시간은 약 13분.] 인체를 단면으로 보여준다는 점에서는 [[CT]]와 비교되곤 하지만 획득할 수 있는 정보의 장단점이 대비된다.MRI 찍으면 CT에서 안 나오는 병변이 다 나오는 것이 아니고 MRI가 더 잘 보여주는 병변이 따로 있고 CT가 더 잘 찾아주는 병변이 따로 있다. 주의사항 문단에서도 다시 한 번 이야기하지만, MRI 스캐너는 거대한 통짜 [[자석]]과 [[코일]]로 구성되어있으므로 금속같이 자기장에 영향을 강하게 받는 자성체들은 영상을 방해할 수 있는 것은 물론이고 강한 전자기력에 의해 난장판을 만들어 낼 수 있다. 그렇기에 금니, 은니 같은 치과용 충전재 중 일부는 금속 재질이라 뇌, 두경부 촬영 시 애로사항이 발생하기도 한다. 그리고 두개골이나 안와 골절 혹 디스크나 척추 골절에 따른 금속막대 삽입 등과 성형수술에 따른 금속류 삽입 여부를 MRI 촬영하는 방사선사에게 고지해야만 한다. 그러는 것을 잊어버린다면 작동 중 '''신체 내부의 금속류가 튀어나와 출혈 및 조직손상으로 인한 세균감염 등'''[* 점잖게 써져 있어서 별 것 아니게 보이지만, 말하자면 [[체스트버스터|몸 안에 단단히 박혀있던 금속물체가 그대로 뜯겨 나오며 몸을 찢어발긴다는 소리]]이다.]의 문제가 발생할 수 있고 화질도 엉망진창으로 변한다. 물론 최근에 출시한 의료부품을 신체에 삽입한 것이라면 이 문제는 다소 영향이 덜하지만 혹시 모르니 고지하자. 강한 자성에 영향을 거의 받지 않는 걸로 유명한 '''[[티타늄]]''' 재질은 영향이 없어서 십수차례 촬영해도 문제가 '''[[카더라 통신|없는 것 같지만]]''' 지시에 따르자. === MRI와 [[노벨상]] === MRI는 인류사에서 손꼽히는 발명품이다. MRI 관련으로 [[노벨상]]을 두 차례나 받은 이력이 이를 증명한다. 첫 번째는 MRI의 원리를 밝혀낸 공로에 따른 1952년 펠릭스 블로흐(미국), 에드워드 퍼셀(미국)의 [[노벨물리학상]] 수상이고, 두 번째 수상은 MRI 개발 공로에 따른 2003년 폴 로터버(미국), 피터 맨스필드(영국)의 [[노벨생리의학상]] 수상이다. MRI는 몸속 수분(수소 원자핵)에 강한 자기장이 걸리면 핵이 공명을 일으켜 움직이는 원리를 이용했는데, 이론을 밝혀낸 사람은 펠릭스 블로흐와 에드워드 퍼셀이다. 이들은 1946년에 이론을 발견해 52년 노벨물리학상을 받았다. 그리고 MRI를 개발한 피터 맨스필드(물리학자, 영국), 폴 로터버(화학자, 미국) 등은 2003년에 그 공로를 인정받아 노벨생리의학상을 수상하였다. 미국의 폴 로터버는 의학적으로 활용할 수 있는 기초를 닦았다. 자기장의 세기를 달리하면 방출되는 전파가 신체 어느 곳에서 왔는지 판단할 수 있다는 사실을 알아냈다. 영국의 피터 맨스필드는 얻은 데이터를 빠르게 영상으로 만드는 기술을 개발했다. == 장단점 == 무엇보다 장점은 연부조직(뼈를 제외한 물렁한 신체 조직)과 뼈 속 골수의 정보를 풍부하게 얻을 수 있다는 것이다. [[방사선]] [[피폭]]이 없다는 것도 있으나 방사선 피폭이 걱정되어 [[CT]]찍을 것을 MRI로 바꿔 시행하는 것이 아니기 때문에 실용적인 측면에서는 그리 중요하지 않은 장점이다. 촬영 받는 사람의 불안감을 일으키는 단점이 있다. 앞뒤가 뚫려 있을 뿐 [[관(장례)|관]]이나 다름 없는 원통형 기계 안에 장시간 꼼짝 말고 온몸이 들어가 있어야 하기 때문에 [[폐소공포증]]이 있으면 패닉을 일으킬 수 있다.[* 일부 병원에서는 원통형이 아닌 c자로 되어있는 개방형 MRI 장비를 보유하고 있다. 폐소공포증이 심한 경우 개방형 MRI를 보유하고 있는 병원에 가는것도 좋은 방법이다. 다만 개방형 MRI는 일반적인 MRI보다는 자성이 약해서 스캐닝을 떴을 때 화질이 좀 낮다. 그나마 자성이 강한 장비가 [[후지필름]]([[히타치 제작소]]의 의료기기 사업부를 인수.)의 1.2테슬라 장비이며 그 다음이 필립스의 1테슬라 장비 정도다. GE와 지멘스는 0.35테슬라급밖에 없다. 그렇다보니 자기장 세기가 2테슬라가 넘어가는 장비들은 거의 다 원통형이다.] MRI 촬영은 움직이면 제대로 안 되므로 죽은 듯이 꼼짝 말고 있어야 한다. 게다가 귀마개와 헤드셋을 동원해 귀를 틀어막아야 버틸 수 있는 요란하고 불쾌한 [[코일]] 소음까지 끊임없이 지속된다. 공포증이 있는 사람은 수면 내시경 하듯이 수면 MRI라는 귀찮은 과정이 필요하며, [[http://www.youtube.com/watch?v=6Aj2QspPf7s|특유의]][* Cryocooler 라는 [[냉각기]] 겸 기체 액화기의 작동소음으로, 이 냉각기는 MRI 스캐너 안에 채워진 액체 헬륨의 온도를 낮춰서 그걸로 초전도 자석을 식혀서 자성을 유지시킨다. ] [[삐슝빠슝]][* 굳이 자세히 설명하자면 "뿡(타탓)뿡 뿡 뿡 티융 뿡 탁 뿡 티융" 해군함정의 전투배치음의 피치를 낮게하여 동시에 불똥이 타닷하고 튀는 그런소리가 동시에 들린다. --은근 흥겹다--][* 마치 [[앰비언트]] 음악을 듣는거 같은 느낌이 든다.]하는 소리와 강력한 기계 작동음이 시끄럽고 검사실 내부 온도 역시 낮은 편이라 더운 여름 같은 계절이 아닌 이상은 쾌적하지 못하다. 봄~가을에는 이불을 덮어주는 경우도 있다. 심지어 여름에도 서늘하게 느껴질 정도.[* MRI 장치 내부엔 초전도 자석의 자성을 유지하기 위한 냉각장치가 있어서 거기에 액체 질소나 액체 헬륨이 들어가다보니 좀 많이 차갑고 MRI는 강한 자기장을 지속적으로 내야하므로 내부 온도가 무려 -200도를 뛰어넘는다.][* 다만 촬영 방식 특성상 검사중에 자기장과 마이크로파를 걸다보니 몸 속 수소 원자가 내뿜는 에너지 탓인지 스캐닝 중에는 몸이 더워지는 경우도 있어서 생각만큼 춥지는 않다. 열이 많다면, 혹은 긴장했거나 촬영 부위에 힘을 주는 경우(보통 다리 부분이다. 고정해야 하기 때문. 정 못참겠으면 촬영사에게 힘 빼는 팁을 알려달라고 하자.) 오히려 더위가 약간 느껴질 수도 있다.] 일단 1.5T와 3.0T 기기의 촬영 소리가 다르다. 테슬라가 올라갈수록 촬영음이 몸에 전달되는 느낌이 다르다. 하지만 같은 1.5T, 3.0T 장비에서 비교시 당연히 최신 장비로 갈수록 유의미하게 소음과 진동이 줄어든다. (예를 들어서 같은 회사의 장비인데도 2012~2013년도에 신형으로 도입한 3T MRI 장비와 2019년에 신형으로 도입한 3T MRI 장비의 소음과 진동이 다르고 검사 시간 역시 100% 동일한 시퀸스에서도 이전보다 유의미하게 빨라지는 등 차이를 보인다) 영상의학 장비의 발전 속도는 놀라울 정도로 빠르다. 작동음은 [[유튜브]]에 MRI sound로 검색하면 많이 나온다. 검사 시 작동음이 무지하게 시끄러운 이유는 신호의 위치정보를 부여하기 위해 경사자장[* 15mT에서 100mT 정도의 주 자기 모멘트를 살짝 틀어주는 자기장. 최신 장비의 경우 그레이디언트 코일과 XYZ 코일을 통해 정확하게 3차원 좌표 내에서 경사자장의 위치를 지정하는 것이 가능하다.]이라고 하는 자기장을 빠른 속도로 on/off를 해야 하는데[* 아래 나올 1.5T 정도의 주자기장과는 다른 별도의 자기장이다. 애초에 1.5~3.0T 정도의 어마어마한 자기장은 빠른속도로 on/off 가 불가능하다. 참고로 이 경사자장은 Mhz 단위로 전환되어서 실제로 사람 귀에 들리진 않는데 이 경사자장을 발생시키는 주기가 사람 귀에 아주 잘 매우 크게 들린다. XYZ+그레이디언트방식 기준으로 지잉/지잉/지잉(Draft모드 오버뷰) 또는 긔이이이잉(저속 Cervical)~ 또는 끽끽끽끽(Lumbar)하는 소리 사이에 턱턱턱턱턱 거리는 소리가 나고 또는 툭툭툭 거리는 소리만 나게 되는데 그 주기가 몸의 1개 단층에 대한 [[모델링#s-2|MRI 이미지를 형성]]하는 소리다. XY코일이 작동하는 소리가 주로 높은 소리로 들리고 Z축 코일은 XY스캔이 끝나야 다음 지정 전류로 바뀌기 때문. X축을 기준으로 스캔하는지 Y축을 기준으로 스캔하는지는 기기마다 다르지만 Z축, 즉 사람의 키방향은 모든 제품이 가장 마지막에 경사자장 지정전류를 변경한다. ] 이 자기장을 발생시키기 위해 어마어마하게 큰 코일에 [[전기]]를 흘려[* MRI 스캐너를 보면 촬영실 위쪽 천정에 붙어있는 부분이 있는 경우가 많은데 그 안에 이렇게 검사를 위한 자기장을 만드는 데 쓸 전기를 공급할 전선과 헬륨 주입구가 있다. ] [[전자기 유도]]를 통해 자기장을 발생시킨다. 문제는 이 코일에 자기장이 걸리는 과정에서 코일이 움직이고 이 과정에서 큰 소음과 진동이 발생하는 것. 최신 기계일수록 조용하다고들 하는데 처음 촬영하는 입장에서는 구형이나 신형이나 둘 다 무지하게 시끄럽게 느껴질 것이다. 그래도 기계의 소음과 진동은 체감될 정도로 신형이 적은 편. 검사 시간 역시 신형으로 갈수록 짧아진다. 혹시나 촬영하게 된다면 [[귀마개]]를 꼭 착용하는 것이 좋다. 참고로 국내 모든 병원에서 귀마개와 헤드셋을 기본으로 지급한다.[* 통상적인 형태의 헤드셋이 아닌 고무관에 들어있는 공기를 통해 전달하는 방식이다. 일반적인 헤드폰의 구리선도 도체이자 자성체이고, 결정적으로 그 안에 들어간 스피커에 자석이 있기 때문에 그걸 쓰면 기계에 딱 붙어버린다.] 귀마개 없이는 버틸 수 없을 정도로 소리가 크기 때문인데 어떤 병원은 클래식이나 가요 등 음악이 나오는 경우도 있다.[* 음악이 나와도 음악소리가 거의 들리지 않는 경우도 있다.] 또 굳이 폐소공포증이 없더라도, 좁은 공간에 꼼짝 못하고 꽤 오랜 시간 누워있어야 되는게 괴롭기도 하고 자석 안쪽 공간이 좁다보니 덩치 큰 사람은 몸이 끼기도 한다. 물론 MRI 제조 기업들도 환자들이 자사의 제품으로 촬영 한번 할 때마다 겪는 그 특유의 코일 작동음이나 갑갑한 공간으로 인한 괴로움을 잘 알고 있어서 저런 헤드셋 이외에도 검사받는 환자의 불안감이나 괴로움을 줄여주기 위한 다양한 방법을 MRI 자체의 기술과 함께 개발, 개선하고있다. [[https://www.siemens-healthineers.com/en-us/magnetic-resonance-imaging/technologies-and-innovations/mri-patient-experience|예시:아직 국내에 도입되지는 않았으나 메이저 MRI 제조사 중 하나인 지멘스가 연구중인 사례]], [[https://youtu.be/QoINhTpzs2A|필립스의 사례]], [[https://www.youtube.com/watch?v=juJgfrubnWU|필립스와 디즈니가 협업하여 아이들이 느낄 MRI 공포를 줄이는 방안을 구상하기도 했다.]] MRI로 어느 부위를 떠보느냐에 따라 다르지만 검사에 따라 숨을 참아야 하는 경우가 있는데 검사당 10번 내외, 매번 거의 2~30초를 참아야 하기 때문에 상당히 힘들다. 만약 숨을 쉰다면 다시해야 한다. MRI가 오래 걸리는 건 검사 자체가 오래걸리는 것도 있지만 환자가 움직이거나 숨을 못참는 등의 비협조로 길어지는 것도 크다. 위에서 서술된 환자 입장, 그리고 선택하는 과정에서의 장단점 이외에도 흔히 일반인들이 하는 오해 중에 하나는 검사 장비는 초음파