안녕하세요. MRI의 원리는 화학 분석에서 사용하는 핵자기공명과 매우 밀접하게 연결되어 있으며, 실제로 MRI는 NMR의 원리를 의학적 영상 기술로 발전시킨 것이라고 볼 수 있습니다. 우선 인체에는 물이 매우 많기 때문에 수소 원자핵이 풍부한데요, 이때 수소 원자핵은 작은 자석처럼 행동하는 성질을 가지고 있습니다. MRI는 강한 자기장을 걸어 이 수소 원자핵들의 방향을 일정하게 정렬시킨 뒤, 특정 주파수의 라디오파를 가하는데요, 그러면 수소 원자핵이 특정 주파수에서 에너지를 흡수하며 공명하고, RF를 끄면 다시 원래의 상태로 돌아가면서 에너지를 전자기파 형태로 방출합니다.
이때 중요한 것은 조직마다 수소 원자핵이 놓인 환경이 다르기 때문에 신호가 서로 다르게 나타난다는 것입니다. 예를 들어 물과 지방은 수소 원자핵의 주변 환경과 자기적 특성이 달라 서로 다른 신호를 내며, MRI는 이러한 신호의 차이를 분석하여 뇌, 근육, 지방, 혈액 등의 조직을 구분하고 단면 영상을 만들어냅니다. 이 원리는 화학 분석법인 NMR 분광법과 기본적으로 동일한데요, NMR에서는 물질의 원자핵이 어떤 주파수에서 공명하는지를 분석하여 분자의 구조와 화학적 환경을 알아냅니다. 반면 MRI에서는 인체 내부의 서로 다른 위치에서 발생하는 NMR 신호를 공간적으로 분석하여 조직의 위치와 구조를 영상으로 표현하게 되는 것입니다. 감사합니다.