韓연구진, 뇌속 미세혈관까지 촬영 가능한 MRI 기술 개발

서울대 한승용 교수팀, 삼성미래기술육성사업 지원 성과
직류 자기장 45.5테슬라 최고기록…13일 네이처에 발표

서울대 한승용 교수 연구팀의 무절연 고온 초전도 자석 구조 (서울대 제공) © 뉴스1

뇌 속 미세혈관까지 고해상도로 촬영이 가능한 MRI(자기공명영상) 자석 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 과거 20여년간 넘지 못했던 직류 자기장 최고 기록을 경신한 것으로 이번 성과는 세계 최고 권위 학술지인 ‘네이처’에 발표됐다.

13일 서울대학교와 삼성전자 등에 따르면 한승용 전기정보공학부 교수 연구팀이 미국 국립 고자기장연구소와 공동으로 ‘무절연 고온 초전도 자석’을 이용해 직류 자기장 세계 최고 기록을 달성했다.

한 교수팀은 이번 연구를 통해 직류 자기장 45.5테슬라(Tesla)를 기록했다. 지난 20여년간 넘지 못했던 세계 최고 기록 44.8테슬라를 넘어선 것이다.

현재 임상용으로 활용되는 암 진단용 MRI의 경우 자기장이 3테슬라 수준이며 자기장 10테슬라 수준의 장비가 연구되고 있다. 이번에 한 교수팀이 만들어낸 45테슬라 이상의 임상용 MRI가 개발될 경우 기존 대비 100배 이상 해상도의 진단 영상을 얻을 수 있어 초기 암이나 치매 등 혈관성 뇌질환 진단에 효과적일 것으로 기대된다.

한 교수는 기존 초전도 자석에서 필수적으로 여겨졌던 전기 절연부를 의도적으로 제거한 ‘무절연 고온 초전도 자석’ 구조를 세계 최초로 제안했다. 기존 초전도 자석에 비해 50배 이상의 높은 에너지 밀도를 가지면서도 직경 34㎜, 높이 53㎜의 초소형 인서트 코일을 개발한 것이다.

삼성미래기술육성사업의 지원으로 ‘차세대 초고자기장 고온 초전도 전신 MRI 자석을 위한 핵심 요소기술 개발’ 연구를 진행중인 서울대 한승용 교수(가운데) © 뉴스1

특히 한 교수는 연구 초반 무절연 고온 초전도 자석이 45.5테슬라의 초고자기장에서 구동될 때 발생하는 독특한 기계적 변형의 원인을 규명하지 못하는 어려움을 겪었다. 하지만 삼성전자의 미래기술육성센터의 연구 지원을 통해 비선형 전튜 특성을 새롭게 해석하는 기법을 개발하고 기계적 변형의 원리를 규명한 것으로 나타났다.

한 교수는 “이번 연구결과는 새로운 무절연 고온 초전도 자석 기술을 통해 기존 한계를 뛰어넘는 초고자기장을 보다 안전하게 발생시키는 한편, 기존에는 상상하기 어려웠던 수준으로 초소형화가 가능하다는 것을 보여준다”고 말했다.

이번 연구결과는 국제 학술지 네이처(Nature) 본지에 발표됐다. 지난해 6월 삼성미래기술육성사업 과제로 선정돼 연구 지원을 받았으며 한국연구재단, 미국국립과학재단의 지원도 받은 바 있다.

(서울=뉴스1)