MRI (Magnetic Resonance Imaging)의 작용 기전

MRI (Magnetic Resonance Imaging)의 작용 기전

MRI(자기공명영상)는 강한 자기장과 라디오파(RF, radio frequency pulse)를 이용해 신체 내부의 조직을 영상화하는 기술입니다. X-ray나 CT와 달리 방사선을 사용하지 않고, 인체의 수분(수소 원자핵, H⁺)을 기반으로 영상을 생성합니다.

MRI 작용 기전 (기본 원리)

1. 강한 자기장 (B₀) 적용
   • MRI 기기는 강력한 자기장을 형성하여 인체 내 수소 원자핵(프로톤, H⁺)을 정렬시킵니다.
   • 정상 상태에서는 수소 원자핵이 무작위 방향으로 정렬되어 있지만, 자기장을 가하면 특정 방향(자기장 축)으로 정렬됩니다.
2. RF 펄스(라디오파) 적용
   • 특정 주파수(RF 펄스)를 가하면, 수소 원자핵이 자기장 축에서 벗어나며 에너지를 흡수하고 ‘여자(Excitation)’ 상태가 됩니다.
3. RF 펄스 제거 → 에너지 방출(공명, Relaxation)
   • RF 펄스를 제거하면 수소 원자핵이 원래 상태로 돌아가면서 에너지를 방출합니다.
   • 이때 방출된 신호를 수신해 영상화하는 것이 MRI의 핵심 원리입니다.

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MRI의 T1과 T2 차이점 및 그 이유

MRI 영상은 **T1 강조 영상(T1-weighted image, T1WI)**과 T2 강조 영상(T2-weighted image, T2WI) 두 가지 방식으로 표현됩니다.

1. T1 강조 영상 (T1WI)

• 밝은 것: 지방
• 어두운 것: 수분(물), 뇌척수액(CSF)
• 특징: 해부학적 구조를 선명하게 보여줌

→ T1 회복(Relaxation) 시간:

• 수소 원자핵이 원래 자기장 방향으로 돌아가는 세로자화(Longitudinal Relaxation) 회복 속도를 측정
• 지방(fat)은 빠르게 복구되므로 밝게 보이고, 물(water)은 느리게 복구되므로 어둡게 보임

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2. T2 강조 영상 (T2WI)

• 밝은 것: 수분(물), 부종, 뇌척수액(CSF)
• 어두운 것: 지방
• 특징: 병변, 염증, 부종 감지에 유리

→ T2 소실(Decay) 시간:

• 수소 원자핵 간 위상이 흐트러지는 가로자화(Transverse Relaxation) 감소 속도를 측정
• 물이 신호를 오래 유지(느리게 감소)하므로 밝게 보이고, 지방은 빠르게 소실되므로 어둡게 보임

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🔹T1 vs T2 정리

 

MRI 종류	밝게 보이는 것	어둡게 보이는 것	용도
T1 강조 영상	지방	물, 뇌척수액(CSF)	해부학적 구조 파악
T2 강조 영상	물, 부종, CSF	지방	병변(염증, 부종 등) 감지

👉 쉽게 외우는 법:

• T1: "Fat is Bright" → 지방이 밝게 보임
• T2: "Water is Bright" → 물이 밝게 보임 ("H₂O = High on T2")

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T1과 T2 차이가 나는 이유

T1과 T2의 차이는 각 조직이 자기장 변화에 반응하는 방식이 다르기 때문입니다.

✔ 지방(Fat)은 자기장 환경 변화에 빠르게 반응 → T1에서 신호가 빠르게 복구되어 밝게 보임
✔ 물(Water)은 신호를 오래 유지 → T2에서 신호가 오래 남아 밝게 보임

이러한 원리를 이용해 MRI를 분석하면, 신체 내부의 구조적 변화뿐만 아니라 종양, 염증, 출혈 등의 병변을 효과적으로 진단할 수 있습니다. 😊