의료기기 속 물리

1. 영상의학 - MRI

MRI는 자기공명영상의 약어로, 인체 내부 구조와 기능을 시각화하는데 사용되는 비침습적인 의료영상 기술이다. 이 기술은 강력한 자기장과 라디오파를 이용하여 인체 내 수소 원자를 포함한 물질의 물리적 성질을 활용한다. MRI는 특히 뇌, 척수, 관절 및 내부 장기의 진단에 유용하다. MRI의 기본 원리는 수소 원자의 스핀 현상에 기반한다. 인체의 약 70%는 물로 구성되어 있으며, 물 분자는 수소와 산소로 이루어져 있다. 이러한 수소 원자는 자기장에 놓일 때 정렬되는 성질이 있다. MRI 장치는 강력한 초전도 자석을 사용하여 체내에 강한 자기장을 생성하고, 이 자기장 속에서 수소 원자들이 정렬된다. 그 후, 라디오파를 방출하여 수소 원자들에게 에너지를 주면, 이들이 높은 에너지 상태로 전이된다. 에너지를 제거하고 나면 수소 원자들은 다시 정렬 상태로 돌아가면서, 이때 방출하는 신호를 MRI 기기가 감지하게 된다. 이렇게 감지된 신호는 컴퓨터에 의해 분석되고, 다양한 조직에서 발생하는 신호의 차이를 통해 인체 내부의 여러 구조를 구분할 수 있다. 각 조직은 자기장 속에서 다르게 반응하므로, MRI는 서로 다른 조직을 세밀하게 …