[GE 마스터클래스] MRI의 원리 – 수소 일동, 차렷! 열중쉬어!

이 오래된 네거티브 사진은 바로 역사상 최초의 X레이 사진이다. 1895년 12월 25일 빌헤름 뢴트겐이 촬영한 이 사진은 그의 아내 안나 베르타 루드비히의 왼쪽 손 모습이며, 사진 속 둘째 손가락의 뭉툭한 부분은 결혼 반지다. 건강이나 신체의 이상을 촬영하기 위한 X레이 사진이지만, 그 첫 번째 사진은 이렇게 로맨틱한 사연을 담고 있다.

X레이 등장 이후에도 의료영상 기술은 눈부시게 발달해서, 이제 CT나 MRI 같은 기술은 대중화되어 더 이상 신기하지 않다. CT나 MRI 촬영 기술을 이용해 다양한 실험적 작품을 만들어내는 사례도 무척 많다. 하지만 일상에서 이렇게 가까이 접하는 장비의 원리를 아는 사람은 그리 많지 않다. MRI가 ‘자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging)’을 의미한다는 것은 알아도, 자기가 어떻게 영상을 만들어내는지 설명하기는 쉽지 않다.

어려운 기술을 알기 쉽게 설명해주는 GE 마스터클래스 시리즈에서는 제트 엔진의 원리를 설명한 바 있다.(링크) 항공기를 타본 사람은 아주 많지만 정작 항공기의 심장인 엔진이 어떤 원리로 작동되는지 아는 사람은 많지 않다. 의료기기도 이와 마찬가지로, 하얗고 매끄럽고 커다란 MRI 기계 안에서 어떤 일이 일어나는지 배울 기회는 드물다. 자, 이제 GE 마스터클래스와 함께 MRI 기계의 작동 원리를 알아보자.

세상에 등장한 지 약 30년이 된 MRI 촬영술은 참으로 경이로운 기술이다. 사람의 뇌 속을 들여다볼 수도 있고, 좋아하는 음식이나 책•사람을 생각할 때 뇌의 어느 부분이 활성화되는지도 알 수 있다. 이 모든 것을 가능하게 만든 것은 물리학과 공학기술이다.

GE 마스터클래스를 통해 제시되는 MRI의 원리는 사실 정말 간단하다. 기계의 자기장이 우리 몸 속의 수소 양성자와 반응하고, 그 반응을 컴퓨터가 관찰해서 결과를 영상으로 보여주는 것이다. 각각의 방향과 움직임으로 운동하고 있는 수소 양성자들을 자기장이 줄을 세워 일정한 방향으로 움직이게 한 후 영상으로 옮기는 것이니, 쉽게 말하자면 자기장이 수소들에게 ‘차렷! 열중쉬어!’라고 명령하고 그 사진을 찍는 셈이다.

MRI는 수소 양성자의 운동과 존재로 촬영하는 것이니만큼 물이나 수소를 함유한 모든 생물과 사물들의 자기 공명 영상을 찍는 것이 이론적으로 가능하다. GE리포트에서 다양한 대상들의 MRI사진을 확인하는 즐거움도 누려보시길!