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새로운 단층 촬영 기술

단층 촬영 기술이란 어떤 것인가

NMR－CT(핵자기공명 단층 촬영 기술)은 체내의 병변(종양 등)의 위치를 분명히 밝힐 뿐만 아니라, 그것이 암과 같은 악성(惡性)인지 아닌지까지 밝혀 낼 수 있는 획기적인 진단 장치이다. 이 NMR－CT란 대체 어떠한 장치이며, 진단 결과는 어느 정도 정확한 것일까? X선 CT라는 진단 장치가 있다. 이것은 마치 인체를 10㎜ 폭으로 썰 듯이 X선을 통과시켜, 뇌든 내장이든 그 단면을 영상화(映像化)한다. 이 X선 CT의 성능을 훨씬 능가하는 장치가 NMR－CT이다. 이 장치는 X선 CT에 비하여 다음과 같은 이점이 있다. ⑴ 방사선에 의한 장애가 전혀 없다. ⑵ X선 CT의 약점(공기가 많은 곳이라든가 뼈로 둘러싸인 부분)에 대해서도 효과적이다. ⑶ 조직이 변형되어 있지 않더라도 병변(病變)을 찾아낼 수 있다. ⑷ 병변의 위치뿐만 아니라 그 성질까지도 알아낼 수 있다.

수소의 운동 방식으로 병변을 읽어 낸다

NMR－CT의 원리는 매우 복잡하지만 여기서는 아주 간단히 소개해 본다. 성인의 경우 체중의 약 60%는 체액(體液)인데, 그 대부분은 물이다. 그 물의 수소 원자의 원자핵은 여러 방향을 향해 회전하고 있는데, 강력한 자기장(磁氣場) 속에 두면 모두 그 자기장의 방향을 향하여 팽이와 같은 운동을 시작한다. 거기에 새로 수직 방향의 고주파 자기장(펄스라고 한다)을 걸면, 수소 원자핵은 새 자기장의 방향으로 가로눕는다. 그리고 펄스를 끊으면 가로누운 수소 원자핵은 원래 상태로 되돌아가는데, 이 때 약한 전자파를 낸다. 이 전자파를 검출하는 것이다. 그리고 가로누운 수소 원자핵이 원래 상태로 되돌아가기까지의 시간(완화 시간이라고 한다)은 주위에 있는 다른 원자핵의 상태에 따라서 차이가 있으므로, 이 시간차를 측정하여 수소 원자의 운동 상태를 산출하고, 평면 화상으로 만들어 병변 부분을 찾아내려는 것이 NMR－CT이다. 예를 들어 암의 경우 완화 시간이 정상 세포보다 길고 그것이 화상에 나타나기 때문에 쉽게 진단할 수 있다.

돈과 시간이 많이 드는 단점

그런데 NMR－CT에도 몇 가지 문제점은 있다. 우선 X선 CT에 비해 진단 시간이 오래 걸린다는 점이다. 한사람당 2시간 전후로, 하루 3∼4명밖에 진단하지 못한다. 다음으로 현재의 NMR－CT로는 수소 원자의 모습밖에 알 수 없다. 수소는 물을 구성하는 원자이기 때문에 체내의 어디에나 있는데, 역시 다른 원자가 지니는 정보도 병변의 발견, 진단에는 필요하다. 그래서 나트륨·인 등의 모습을 알아보는 NMR이 각국에서 연구되고 있다. 셋째로, 비용의 문제이다. 이 NMR－CT 한 대의 값은 약 15억 원이다. 그리고 강한 자기장을 만들기 위해 드는 전기 요금 또한 엄청나다.

암이 되기 전에 암을 찾아낸다

만약 NMR－CT가 보급된다면 암은 줄어들 것인가？ NMR－CT는 종래 X선 CT로는 뼈에 방해되어 화상을 얻기가 어려웠던 골반(骨盤) 내의 암 등에 대해 절대적인 위력을 발휘한다. 그리고 종래의 CT로는 조직이 변형하기 시작해야만 비로소 암이라는 것을 알았는데, 이 장치로는 그 이전의 전암 증상(前癌症狀)의 단계에서 진단할 수 있다. 초전도(超電導) NMR이라면 더욱 좋은 영상을 얻을 수 있다. 이것은 현재의 것보다도 강력한 자기장을 만들기 위하여 코일을 액체 헬륨으로 냉각하는 것이다. 그런데 심장이나 폐 등 크게 움직이는 장기에 대해서는 화상이 일그러지는 것이 단점이다. 그러므로 먼저 X선 CT로 촬영하고, 그것으로 포인트를 잡아서 NMR－CT로 검사하는는 방식을 취하게 된다.