초고자장 자기공명영상장치(Ultra-High-Field Magnetic Resonance Imaging, UHF MRI)는 일반적으로 7 T 이상의 정자장에서 동작하는 M RI 시스템을 의미한다. 이러한 시스템은 기존 임상용 M RI에 비해 신호대잡음비의 향상, 자기회전비 기반 대조도의 증가, 분광 분해능의 향상 등 다양한 측면에서 계측 성능을 크게 향상시키며, 자기공명 실험을 통해 획득할 수 있는 정보의 범위와 밀도를 확장시킨다. 최근 UHF MRI는 기초적 개발 단계를 넘어 인체 영상이 가능한 실질적인 시스템 개발 단계로 진입하고 있으며, 이에 따라 대형 UHF MRI 장치의 설비가 본격화 되는 등 빠른 기술적 진보가 현실화 되고 있다. 그러나 자기장의 세기가 증가할수록 초전도 자석, 경사자장 시스템, Radio-Frequency(RF) 신호 송수신 구조 등 시스템을 구성하는 요소들은 다양한 공학적 제약조건의 영향을 받게 되고, 각 요소들을 어떻게 선택하고 운용할지에 대한 결정이 M RI 시스템의 성패를 좌우하게 된다. 고자장 환경에서 제약조건들로는 시스템의 운영에서 RF 신호 파장의 단축에 따른 송신 균일도 저하, 국소적 전력 흡수 증가 문제, 경사자장 시스템에서는 높은 스위칭 성능과 발열 및 기계적 안정성 사이의 균형 등이 있으며 초전도 자석의 설계에서도 초전도 재료의 특성, 극저온 냉각 방식, 차폐 구조와 운전 모드의 선택 등 여러 공학적 요소들이 시스템 성능과 운용 가능성을 결정하는 중요한 조건으로 작용한다. 이러한 조건 속에서 각 연구소와 연구 그룹은 서로 다른 설계 전략과 기술적 선택을 통해 초고자장 M RI 시스템을 구현해 왔다. 본 논문에서는 현재 전 세계적으로 운영되거나 구축 중인 주요 UHF MRI 시스템에서 발견되는 핵심 설계 전략과 기술적 선택의 양상을 심도 있게 고찰하였다. 특히, 자석의 형상 및 소재 선택, 다채널 RF 송수신 기술의 최적화, 그리고 경사자장 시스템의 효율적 운용 방안 등을 비교 분석함으로써 UHF M RI 시스템이 직면한 공학적 과제를 체계적으로 정리하였다. 이를 바탕으로 향후 UHF MRI 기술이 임상적 범용성을 확보하기 위해 나아가야 할 발전 가능성과 차세대 하드웨어 기술의 지향점을 제시하고자 한다.
Ryu et al. (Thu,) studied this question.