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초전도자기센서를 이용한 초저자장 MRI

전문가 제언: ○ 최근 지구자기와 같은 정도의 자기공명현상을 계측하는 초저자장 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging: MRI)에 관한 연구가 추진되고 있어 새로운 MRI에 대한 기대가 크다. 초저자장 MRI에서 얻는 신호주파수는 수㎑ 정도이며 종래의 MRI와 같은 수신코일로 충분한 감도를 얻기가 어렵다. 따라서 넓은 주파수대역에서 고감도계측이 가능한 초전도자기센서가 이용된다. 본 논문은 초저자장 MRI의 원리와 특징, 계측시스템과 계측 예를 소개한다.

○ 뇌기능 정보를 취득하는 장치로서 뇌자장이 실용화되어 넓게 이용된다. 초저자장 기능성 MRI는 머리표면의 평행한 신경전류뿐만 아니라 수직한 신경전류도 계측되므로 뇌저자장 기능성 MRI는 종래의 뇌기능계측장치가 가지는 결점을 보완해서 뇌기능연구의 비약적인 발전이 기대된다. 이를 위해 초저자장 기능성 MRI 과제는 미약한 신경전류가 발생시키는 자기공명신호의 변화를 정확하게 관측하는 것이 과제이다.

○ 초전도 자기센서를 활용한 초저자장 MRI 연구는 세계적으로 한국, 독일 등 표준기관과 유명대학에서 활발히 연구되고 있다. 한국표준연구원(KRISS)에서 초전도실드로 SQUID 센서를 보호하고 강자성 실드로 cold head를 차폐한 시스템을 구축하였다. SQUID시스템의 잡음과 주기적 자기잡음을 각각 3fT/Hz1/2, 1.7pT로 줄여 자기심전도를 측정하였다(Supercond. Sci. Tech. 27(2014)105007). 이태리의 국립연구소에서 초전도자력계의 잡음을 10fT/Hz1/2 이하로 저감하는 기술을 발표하였다(Supercond. Sci. Technol. 27(2014)095003).

○ 의료기기산업은 대표적인 다품종, 소량생산, 고부가가치산업으로 고령화와 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 지속적으로 고성장하고 있다. 세계 MRI시장이 2018년까지 연평균 4.56%씩 성장하며 2015년에 41.3억 달러로 추정된다.(의학신문 2015.2.21.) 한국의 MRI시장은 세계시장의 약 3.3%로 삼성전자가 MRI 의료기기 개발에 집중하고 있다. 국내 중견 및 대기업은 초저자장 MRI 개발에 대한 핵심기술을 보유한 KRISS와 긴밀히 협력한다면 제품개발의 성공가능성이 높을 것이다.

저자: Daisuke OYAMA, et al.
자료유형: 니즈학술정보