자성 입자를 사용한 새로운 이미징 기술
편집부(외신)

네덜란드에 위치한 필립스 연구소의 연구진들은 자성 입자 이미징(MPI)이라고 불리는 완전히 새로운 이미지 처리 기술을 개발하고 있다.
비록 연구 초기 단계이기는 하지만, 새로운 기술은 현재의 의료용 이미징 기술과 재료 분석 기술에 사용될 것으로 기대되고 있다.
MPI가 탄생하게 된 아이디어는 추적기 내부에서 자성 입자에 의해 발생하는 자기장을 측정하여 공간적인 이미지를 작성하려는 노력에서 비롯되었다. 예전의 접근 기술들은 조악한 공간 분해능과 낮은 민감도를 보인 반면, 이번 필립스에 의해 개발된 방법은 고분해능 이미지를 만들어내었다. 이러한 성과는 작은 자성 입자의 비선형 자화 곡선을 불균일 자기장과 결합함으로써 이루어낼 수 있었다.
입자들은 자신의 자화를 비선형 구간으로 몰고 갈 수 있을 정도로 충분히 큰 진폭으로 시간에 따라 사인곡선 같은 자기장을 만들게 된다. 따라서 고주파 하모닉 진동을 유발하여 시간에 따른 자화를 일으키게 된다.
만약 자성 입자들이 동시에 충분히 큰 진폭을 가진 시간에 따라 일정한 자기장에 노출이 된다면, 입자 자화는 포화되어 하모닉 진동의 발생이 억제되게 된다. 이러한 특성이 시간에 따라 일정한 자기장이 구성되어 ‘자기장 영 점’이라고 불리는 곳에서 자기장이 영으로 떨어지고 가장자리로 갈수록 증가하는 이미지 장치를 만들 수 있는 가능성을 열어주게 된 것이다.
하모닉 진동을 포함하고 있는 신호는 자기장 영 점 근처에 위치한 자성 입자로부터만 검출되게 된다. 다른 곳에서는 자성 입자가 시간에 따라 일정한 자기장에 의해 완전히 포화되고 신호를 만들어 내지 못하게 된다.
원하는 물체 전체를 자기장 영 점을 검색함으로써, 자성 입자 분포의 3차원 이미지를 만들 수 있게 된다. 자기장 영 점의 이동은 기계적으로 또는 자기장 유도- 움직임을 통해 얻을 수 있다. 필립스 팀은 두 기술을 모두 연구하였다.
연구진은 상업적으로 이용 가능한 자성 추적기를 이용하여 이 새로운 MPI기술을 평가하였다. ‘미지의 물체들’에 대해 평가를 함으로써, MPI의 가능성을 보였고 높은 공간 분해능과 고감도를 얻을 수 있는 이미지 방법을 개발할 수 있는 잠재성을 증명하였다. 이 기술로 기대되는 고 분해능은 다른 의학 이미지 처리 양식에도 중요한 밑바탕이 될 것으로 기대되고 있다.
이 기술의 의학 분야의 잠재성 외에도, MPI 기술은 재료 연구, 특히 폴리머나 세라믹 같은 절연 물질의 크렉이나 구멍을 탐지하는 분야의 이미지 기술에 응용될 것으로 기대되고 있다.
네덜란드의 로얄 필립스 전기는 세계에서 가장 큰 전기 회사 중에 하나이며 유럽에서는 가장 큰 회사이다. 회사와 제품에 대한 자세한 사항은 다음 웹사이트에서 확인할 수 있다.           www.philips.com
 (Ceramic Bulletin)