# MRI

## 개요

자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI)은 인체 내부의 구조를 비침습적으로 고해상도로 시각화할 수 있는상 진단 기술이다. MRI는 X선이나 방사선을 사용하지 않고, 강한 자기장과 무선주파수(RF) 펄스를 이용하여 수소 원자핵(주로 물 분자에 포함된 수소 원자)의 자기적 성질을 활용해 이미지를 생성한다. 이 기술은 뇌, 척수, 근육, 관절, 장기 등 연부조직의 질병 진단에 매우 효과적이며, 특히 종양, 염증, 퇴행성 질환, 외상 등의 평가에 널리 사용된다.

MRI는 1970년대 후반에 개발되어 1980년대부터 임상에 본격적으로 도입되었으며, 현재 전 세계 병원과 진단 센터에서 필수적인 진단 도구로 자리 잡고 있다.

---

## 원리와 작동 방식

### 기본 물리 원리

MRI는 **핵자기공명**(Nuclear Magnetic Resonance, NMR) 현상을 기반으로 한다. 수소 원자는 인체에 가장 풍부하게 존재하는 원소이며, 그 원자핵은 스핀을 가지며 자기 모멘트를 형성한다. MRI 장비는 다음과 같은 과정을 통해 이미지를 생성한다:

1. **강한 정자기장 적용**: 환자를 강한 정자기장(보통 1.5~3.0 테슬라, 일부 연구용은 7T 이상) 속에 놓으면, 수소 원자핵의 스핀이 자기장 방향으로 정렬된다.
2. **무선주파수(RF) 펄스 조사**: 특정 주파수의 RF 펄스를 조사하면, 수소 원자핵이 에너지를 흡수하고 스핀 방향이 기울어진다.
3. **신호 수신**: RF 펄스를 끄면, 수소 원자핵은 원래 상태로 돌아가며 에너지를 방출한다. 이 과정에서 발생하는 전자기 신호를 코일이 수신한다.
4. **이미지 재구성**: 수신된 신호는 푸리에 변환 등을 통해 공간 정보로 변환되고, 컴퓨터가 이를 처리하여 2D 또는 3D 이미지를 생성한다.

### 대조도 생성

MRI의 중요한 특징 중 하나는 **조직 간 대조도**(contrast)가 뛰어나다는 점이다. 이는 다음과 같은 **파라미터 조절**을 통해 가능하다:

- **T1 강조 영상**(T1-weighted): 지방 조직이 밝게 나타나며 해부학적 구조 파악에 유리함.
- **T2 강조 영상**(T2-weighted): 수분이 많은 병변(예: 부종, 염증, 종양)이 밝게 나타남.
- **FLAIR**(Fluid-Attenuated Inversion Recovery): 뇌척수액 신호를 억제하여 뇌실 주변 병변을 더 잘 보여줌.
- **확산강조영상**(DWI): 물 분자의 미세한 확산을 측정하여 급성 뇌경색 진단에 매우 유용함.

---

## 임상적 활용

MRI는 다양한 의료 분야에서 중요한 진단 도구로 사용된다.

### 신경계 질환 진단

- **뇌졸중**: DWI는 뇌경색 발생 후 수분 내 병변을 감지할 수 있음.
- **뇌종양**: 위치, 크기, 주변 조직 침범 정도를 정밀하게 평가.
- **다발성 경화증**(MS): 백질 병변의 분포와 활동성을 평가.
- **퇴행성 질환**: 알츠하이머병, 파킨슨병 등 뇌 위축 패턴 분석.

### 골격계 및 관절 질환

- **척추 질환**: 추간판 탈출증, 척추관 협착증 진단.
- **관절 손상**: 무릎의 반월상 연골 손상, 어깨 회전근개 파열 등.
- **운동선수 부상 평가**: 미세한 인대 및 근육 손상 시각화.

### 복부 및 골반 장기

- **간 질환**: 지방간, 간세포암, 간경변 평가.
- **전립선 MRI**: 전립선암의 위치 및 침범 범위를 정밀하게 평가(PMRI).
- **자궁 및 난소 질환**: 자궁근종, 난소 낭종, 자궁내막증 등.

---

## 장비 및 검사 절차

### MRI 장비 구성

- **자기장 발생 장치**: 초전도 자석으로 1.5T 또는 3T 강도 생성.
- **그라디언트 코일**: 공간적 위치 정보를 부여.
- **RF 코일**: 신호 송수신 담당(두부, 척추, 관절 전용 코일 존재).
- **컴퓨터 시스템**: 신호 처리 및 이미지 재구성.

### 검사 과정

1. 환자는 금속 물질을 제거하고 MRI 테이블에 눕는다.
2. 테이블이 장비 내부(터널)로 이동한다.
3. 검사 중에는 조용한 소음(그라디언트 코일 작동 소리)이 발생하며, 환자는 움직이지 않아야 한다.
4. 검사는 일반적으로 15~60분 소요되며, 필요시 조영제(Gadolinium 기반)를 정맥 주사하여 강조 영상을 촬영한다.

---

## 장점과 한계

| 항목 | 설명 |
|------|------|
| **장점** | - 방사선 노출 없음<br>- 연부조직 대조도 우수<br>- 다양한 영상 대조 기법 활용 가능 |
| **한계** | - 검사 시간이 길음<br>- 금속 이식물(심장 박동기 등) 존재 시 제한<br>- 고비용 및 장비 접근성 문제<br>- 폐쇄공포증 환자에게 불편함 |

---

## 안전성 및 주의사항

- **금속 물질**: 철성 금속 물체는 강한 자기장에 의해 이동할 수 있으므로 철저한 스크리닝 필요.
- **조영제**: 가돌리늄(Gadolinium) 기반 조영제는 드물게 신장기능 저하 환자에서 신원성 섬유화를 유발할 수 있음.
- **소음**: 검사 중 소음이 크므로 귀마개 제공이 일반적.
- **임신**: 일반적으로 임신 초기에도 안전하다고 여겨지지만, 조영제 사용은 제한적.

---

## 관련 기술 및 발전 방향

- **기능적 MRI**(fMRI): 뇌 활동에 따른 산소화 혈류 변화를 측정하여 뇌 기능 지도 작성.
- **확산텐서영상**(DTI): 신경 섬유 다발(화이버)의 방향성과 연결성을 시각화.
- **고장력 MRI**(7T 이상): 연구용으로 뇌의 미세 구조 분석에 활용.
- **인공지능 기반 이미지 분석**: 병변 자동 탐지 및 진단 보조 시스템 개발 중.

---

## 참고 자료

- Bushberg, J. T., et al. (2012). *The Essential Physics of Medical Imaging*. Lippincott Williams & Wilkins.
- American College of Radiology (ACR) MRI Safety Guidelines.
- 한국영상의학회. (2023). *의료영상진단 가이드라인*.

> ※ MRI는 진단의 정확성을 높이는 데 기여하지만, 최종 진단은 임상 소견과 종합적으로 평가되어야 한다.