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거대한 MRI 장비 크기 절반 이하로 줄인다

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거대한 MRI 장비 크기 절반 이하로 줄인다

2019.06.27 17:52
김석환·조영식 책임연구원이 ′스마트 인슐레이션′ 연구실에서 크기와 무게가 줄어든 초전도 전자석 모형을 들고 포즈를 취하고 있다. KERI 제공
김석환·조영식 책임연구원이 '스마트 인슐레이션' 연구실에서 크기와 무게가 줄어든 초전도 전자석 모형을 들고 포즈를 취하고 있다. KERI 제공

평균 10t에 달하는 자기공명영상(MRI) 기기의 무게를 반 이상 줄이는 기술이 개발됐다. MRI의 큰 부피와 무거운 무게로 인해 관리에 어려움을 겪던 병원들에 도움이 될 것으로 기대된다.


한국전기연구원(KERI)은 김석환∙조영식 초전도연구센터 책임연구원 연구팀이 자기공명영상(MRI)의 크기와 무게를 절반으로 줄일 수 있는 초전도 절연기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 연구팀은 이 기술에 대한 특허를 한국을 비롯한 세계 5개국에 출원했다. 


MRI는 인체 부위에 수십만 Hz(헤르츠)의 고주파 자기장을 송신해 인체 내부의 수소 원자핵으로부터 발생되는 영상신호를 2차원 혹은 3차원 단면상으로 보여주는 전신용 검사장비다. X선 영상이나 컴퓨터단층촬영(CT)과 달리 방사선을 사용하지 않기 때문에 안전하고, 인체 내 필요한 각도를 자유자재로 선택해 촬영할 수 있으며 해상도가 높아 현대 의학에서 광범위하게 사용되고 있다.

 

MRI는 해상도와 직접적인 관계가 있는 자기장을 만들어내기 위해 초전도 전자석을 활용한다. 자기장이 클수록 화질이 좋아진다. 초전도 전자석은 같은 단면적의 구리선과 비교했을 때 훨씬 많은 전류를 흘릴 수 있다. 하지만 초전도 전자석은 일정 전기량 이상에서 발열하면서 타게 된다는 단점이 있다. 이를 막기 위해 현재는 초전도 전자석에 구리를 감아 전류를 흘리는 방법을 사용하고 있다. 그 양은 초전도 전자석에 10배 정도로 MRI를 무겁게 하는 주요 원인이 된다.


연구팀은 초전도선의 발열 문제를 보완하면서, 구리의 양을 절반 정도 줄일 수 있는 ‘스마트 인슐레이션’ 기술을 개발했다. 초전도선의 발열이 없을 경우에는 일반 절연체와 같이 전기가 새지 않도록 절연 기능을 수행하다, 발열이 시작되면 자동으로 전기의 흐름을 돕는 도전재로 바뀌어 전류가 선과 선 사이를 건너갈 수 있게 해주는 기술이다.  연구팀은 평균 10t에 달하는 MRI의 무게를 크게는 3t까지 줄일 수 있다고 말했다. 


연구팀은 “MRI에 스마트 인슐레이션 기술을 활용하면 구리의 양을 절반 이하로 줄일 수 있으며이는 곧 MRI 크기 역시 절반 이하로 줄일 수 있다는 뜻”이라며 "병원에서 MRI를 설치할 때 장치의 크기와 무게로 인해 많은 어려움을 겪고 있는 상황에서, 이번 개발 기술은 MRI의 소형화 및 경량화를 가능하게 할 것“이라고 밝혔다. 
 

스마트 인슐레이션 기술 적용 전과 후를 비교했다. 구리의 양이 절반 이하로 감소한 것을 확인할 수 있다. KERI 제공
스마트 인슐레이션 기술 적용 전과 후를 비교했다. 구리의 양이 절반 이하로 감소한 것을 확인할 수 있다. KERI 제공

 

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