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비균일장에서 NMR, MRI 및 분광MRI

전문가 제언: ○ 핵자기공명(NMR)은, 물질을 강한 자기장 속에 넣었을 때 물질속의 원자핵의 자기모멘트와 자기장과의 상호작용에 의해 등간격의 에너지준위가 생기는데, 이 에너지준위 간격에 해당한 고주파를 가하면 공명흡수가 생기는 현상이다. NMR은 단결정, 복결정, 유리 등의 고체와 단백질, DNA, 헤모글로빈 등 액체로 된 거대분자의 원자배열 및 구조를 규명하는데 이용되고 있다.

○ MRI는 NMR의 원리를 이용하여 인체를 구성하는 물질의 자기적 성질을 측정하여 컴퓨터를 통하여 재구성, 영상화하는 기술이다. MRI는 X선과 달리 인체에 무해하고, 3-D 영상화가 가능하며 CT에 비해 대조도와 해상도가 뛰어나다. 횡단면 촬영만이 가능한 CT와는 달리 관상면과 시상면도 촬영 할 수 있고, 필요한 각도의 구조영상을 검사자가 선택하여 촬영할 수 있다. MRI는 주로 중추신경계, 두경부, 척추와 척수 등 신경계통의 환자에게 이용된다.

○ NMR과 MRI를 사용하여 시료를 측정하는 재래식 방법은 측정대상 시료 내에서 10～100ppb의 고균일도를 가진 정적 고자기장을 사용한다. MRI는 위에서 설명한 장점 외에 장치가격이 고가이며 검사료가 비싼 것이 단점이다. 앞으로 저렴한 가격의 고해상도의 MRI장치를 개발하여 검사비용을 저렴하게 하는 것이 필요하다.

○ 이 특허는 비균일 자기장에서 NMR, MRI 및 분광MRI의 해상도를 향상시키기 위한 방법과 장치에 관한 것이다. RF 펄스와 변조자기장구배 펄스의 결합인 shim펄스를 사용하여 shim펄스가 구배코일에서 생긴 위상이동(phase shift)에 편승하여 비선형적인 정적 자기장의 비균일성을 보상한 것은 최근에 개발된 접근법으로 진일보한 것이다.

○ 이런 접근법은 고가의 고균일도를 가진 정적 자석을 사용하는 대신 약간 불완전한 자석(비균일 자기장)과 shim펄스의 사용으로 비용을 감소시키면서 자기장의 불완전성 때문에 생긴 분광정보의 손실을 회복시키는데 사용할 수 있어 고분해능 NMR, MRI 및 분광MRI 영상을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

저자: The Regents of the University of California
자료유형: 특허정보