MRI (Magnetic Resonance Image) 검사란?

MRI는 한마디로 말하면 체내의 수소원자를 자기장과(磁氣場)과 고주파의 상호작용을 이용하여 수소원자의 분포를 영상화하는 검사이다.

CT처럼 X선을 이용하지 않기 때문에 인체에는  무해한 것으로 알려져 있으며,

CT는 뼈나 폐의 진단에 유용하며 , MRI는 혈관, 인대 ,연골 힘줄,근육 등 연부 조직의

진단에 유용하게 쓰인다.

MRI의 원리

원자=원자핵+전자

원자핵=양자(proton)+중성자

원자 번호가 1인 수소의 원자핵에는 중성자가 없기 때문에 수소의 원자핵=양자(proton)

MRI는 수소의 원자핵을 대상으로 하기 때문에 MRI 에서는 프로톤이란 용어를 사용한다

우리 인체는 60퍼센트는 물로 구성되어 있고(신생아는 80퍼센트),  물은 H2O이다.

각각의 H(수소원자)에는 프로톤이 한 개씩 있다.

따러서 우리 몸속에는 엄청난 양의 프로톤이 존재한다.

각각의 프로톤은 양자물리학적으로 하나의 미세 자석과 동일 하다고

여겨진다. 따라서 우리 몸속에는 엄청나게 많은 자석이 있는 것이다. 그림 1

이 자석들은 제각기 다른 방향을 하고 있으며 서로의 자장(marnetic field)을

상쇄 시키고 있다.

우리의 인체를 강한 정자장(static magnetic field)속에 두면 우리 몸속의

미세자석들은 모두 정자장과 같은 방향으로 정렬한다. 그림 2

여기에서 인체에 일정한 주파수의 전자파(radiofrequency)를 조사한다.

그러면 프로톤들은 그 에너지를 흡수하여 방향을 바꾸게된다.

이를 프로톤의 여기(exicitation)라고한다.

이때 전자파 조사를 중지하면  프로톤들은 흡수한 에너지를 같은 주파수의

전자파로 방출하면서 정자장과 평행인 방향으로 돌아간다.

이를 프로톤의 이완(relaxation)이라 한다.

이러한 일련의 현상, 즉 정자장 속에 놓인 프로톤들의 전자파 흡수에 따른

여기와 이완을 프로톤의 자기공명 (magnetic resonance)현상이라고 한다.

이러한 자기공명현상을 발생 시키기 위해서는 프로톤(인체내의 프로톤), 정자장,

전자파가 필요하며, 정자장의 강도에 따라 정해진 특정 주파수의 전자파에만

자기공명현상을 일으킨다.

이 정자장의 강도에 맞게 결정된 주파수를 공명주파수(resonance frequency)라고

한다.   정자장의 강도에 따라 프로톤이 공명한다는 의미에서 공명이란 말이 사용되는

것이다.  이 원리를 이용하여 몸의 단면을 영상화 하는 검사법이 MRI이다.

따라서 자기공명현상으로 발생되어 나오는 전자파를 분석하여 그것이 체내의 어디로부터

발생하여 나오는지를 파악할 수 있다면 그곳에 물 분자가  존재한다는 것을 알수 있다.

즉 물 분자의 분포를 알 수 있는 것이다.

인체의 60퍼센트는 물이다. 혈액, 오줌, 콩팥, 간과 같은 대부분의 장기들은 대부분

물로 이루어져 있다고 해도 과언이 아니다. 따라서 물 분자의 분포를  알 수 있다면 인체내

의 장기의 형태를 알 수 있게된다.  같은 물 분자라 해도  정상장기의 물 분자와 병변내에

있는  물 분자는 상태는 서로 다르다. 동일한 장기라도 방출되는 전자파의 강도를 분석

하면 그 장기가 정상인지 비정상인지 알 수 있는 것이다.

References:

1.쉽게이해하는 MRI 영상 판독법 편역: 유  현, 저자: 百島祐貴

2. CT와 MRI, 어떤 차이가 있을까?

근로복지공단 인천산재병원 영상의학과장 정윤호

영상의학의 발전으로 병을 발견하고 건강상태를 진단하기 위한 다양한 검사 기기들이 등장했다. 오늘날 널리 사용되는 검사기기인 CT와 MRI가 대표적인 영상진단 장비이다.

흔히 CT를 찍어본 후 더 자세히 살펴볼 때 MRI를 찍어 보는 것이라 오해하는 경우가 있는데 사실 두 기기는 원리부터 다르고 각자의 장점 분야를 가지고 있는 별개의 검사 수단이다.

가장 기본적이고 흔히 사용하는 진단방법인 엑스레이는 물질을 투과하는 성질을 가진 방사선을 이용해 각 물질의 밀도 차이를 필름에 현상하는 방법이다. 비용이 저렴하고 빠르게 찍을 수 있는 반면 혈관, 인대, 근육 등 밀도가 비슷한 구조물들을 소상히 구분하기가 어렵다는 단점이 있다.

CT도 엑스레이와 마찬가지로 방사선을 이용한다. 컴퓨터를 이용해 투과도를 분석, 단면을 나타내 주어 엑스레이 상에서 불확실한 입체 구조물의 내부 상태를 정밀하게 확인할 수 있다. 뼈의 미세골절이나 석회화된 병변, 신체 내부의 장기 촬영에 적합하다.

CT 기기를 소개할 때 '64, 128, 256ch'과 같은 방식으로 채널수를 표시하는 경우가 있은데 채널수가 높을수록 한 번의 호흡 참음 상태에서 넓은 범위를 빠르고 정확하게 스캔할 수 있다는 장점이 있다.

각종 골절, 뇌출혈, 뇌경색, 부비동염(축농증), 폐렴, 폐암 및 각종 폐질환, 심장질환, 척추압박골절 및 디스크, 간농양, 간암 등 각종 간질환, 췌장염과 췌장암, 신장염과 신장암, 자궁암, 난소암, 담낭염 및 담석증, 요로결석, 충수돌기염(맹장염), 비장파열, 복막염, 위암, 대장암의 병기결정 등등 수많은 질환의 진단에 사용된다.

MRI는 방사선이 아닌 자기장과 고주파를 이용한다. 인체 내 수소 원자핵이 자기장에 반응해 발생시키는 신호를 분석한 뒤 각 조직과 구조물들의 공명현상의 차이를 컴퓨터가 계산해 영상이 구현되는 방식이다.

CT에 비해 좀 더 정밀한 3차원 영상을 보는 것이 가능하며 여러 각도에서 볼 수 있다는 장점이 있다. 자기장을 이용하므로 심장박동기 착용자는 검사를 할 수 없다. 근육, 연골, 인대, 혈관 및 신경 등 연부조직의 촬영 시 CT에 비해서 정확한 진단을 할 수 있다.

MRI검사는 뇌종양, 뇌출혈, 뇌경색(뇌졸중), 치매, 간질, 안구종양, 부비동염, 중이염, 유방암, 폐암, 갑상선암, 간암, 자궁암, 난소암, 전립선암, 척추압박골절 및 디스크, 오십견 등 어깨질환, 무릎연골판 및 인대손상, 각종 관절염, 연부조직종양, 골수염 및 각종골절 등 거의 대부분의 질환 진단에 이용되고 있다.

CT나 MRI에 비해 조금 생소하지만 MRA라는 검사도 있다. MRI와 MRA는 같은 기계를 사용하는 검사다.

하지만 진단 목적이 다르다. MRA의 'A'는 혈관조영검사를 뜻하는 'Angiography'의 약자로 MRI가 뇌실질의 상태를 확인하기 위한 반면 MRA는 뇌혈관의 상태를 파악하기 위한 검사이다. 뇌혈관질환이 의심 되는 경우 MRI와 MRA 두 가지 검사를 동시에 진행하는 경우가 많다.

이들 각각의 검사가 모두 다른 특성과 장단점을 가지고 있으며 질환에 따라 특정 검사를 통해 좀 더 정확하게 진단할 수 있으므로 전문의와 상담해 자신의 건강상태와 증상, 부위에 맞게 검사를 선택하면 된다.

국민건강보험 가입자라면 총 발생 진료비 중 특정 비율의 본인부담금을 병원에 지불하면 된다. 그러나 일부 검사나 특진비 등 국민건강보험의 적용범위가 아닌 일부 '비급여' 품목의 경우 전액을 환자 본인이 부담하게 된다.

과거 CT와 MRI는 값비싼 비급여 검사의 대명사였지만 최근에는 국민건강보험의 적용범위가 넓어져 환자의 비용부담이 줄어들었다. CT는 의사가 필요하다고 판단해 처방해 검사를 실시한 경우는 국민건강보험 적용이 가능하다.

MRI의 경우 뇌혈관질환, 척수질환, 척추질환, 무릎관절 및 인대의 손상 등에 대해 진단 시 1회 국민건강보험 급여처리가 가능하며 진료상 추가촬영의 필요성이 있는 경우 별도로 인정 기준을 적용하고 있다.

비급여 품목의 경우 병원이 자체로 수가를 책정하므로 병원마다 가격이 다르다. 검사비용이 높다고 검사의 질이 꼭 좋은 것은 아니므로 대기시간, 촬영장비의 등급수준, 기기의 도입시기, 장비를 운용하는 전문 인력과 영상을 판독하는 전문의의 수준 등을 꼼꼼히 살펴보고 결정하는 것이 좋다.