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Mar 11, 2023

모두를 위한 MRI: 의료 영상 혁신을 목표로 하는 저렴한 휴대용 스캐너

은발의 충격을 받은 70대 남성 환자는 신경신경에 누워 있다.

은발의 충격을 받은 70대 남성인 환자는 예일 뉴헤이븐 병원 신경중환자실(신경중환자실)에 누워 있다. 그를 보면 며칠 전에 뇌하수체에서 종양이 제거되었다는 사실을 전혀 알 수 없습니다. 표준대로 외과 의사가 그의 코를 통해 종양에 접근했기 때문에 수술은 흔적을 남기지 않았습니다. 그는 테스트 중인 새롭고 잠재적으로 혁명적인 장치의 진행 상황을 확인하기 위해 온 두 명의 연구원과 유쾌하게 대화를 나눕니다.

원통형 기계는 가슴 높이까지 솟아 있으며 스타워즈 로봇인 R2D2의 우울한 형일 수도 있습니다. 연구원 중 한 명이 조이스틱을 사용하여 630kg의 자체 추진 스캐너를 침대 머리 위로 조심스럽게 안내합니다. 연구원들은 남자를 침대 시트 옆으로 들어올려 그가 Hyperfine이라는 회사에서 만든 휴대용 자기공명영상(MRI) 스캐너인 Swoop에 머리를 편안하게 넣을 수 있도록 도와줍니다.

"귀마개 드릴까요?" 두 번째 연구원인 Vineetha Yadlapalli에게 묻습니다.

"일반 MRI만큼 큰가요?"

"별말씀을요."

"그럼 나한테는 그런 게 필요 없을 것 같군."

Yadlapalli는 환자의 다리를 받쳐 허리의 긴장을 완화한 후 iPad에서 몇 가지 지침을 입력하여 기계가 작동하도록 설정합니다. 기계가 낮은 으르렁거림을 낸 다음 경고음과 딸깍 소리를 냅니다. 몇 분 안에 환자의 뇌 이미지가 Yadlapalli의 태블릿에 나타납니다.

30분 동안 남자는 배 위에 손을 포개고 조용히 누워 있었습니다. 그는 구식 헤어드라이어로 머리를 세팅하고 있을 수도 있습니다. 작은 의미에서 그는 이전에 한 번도 가본 적이 없는 MRI 촬영을 돕는 선구자입니다.

많은 경우 MRI는 의료 영상 분야의 표준을 설정합니다. 최초의 유용한 MRI 이미지는 1970년대 후반에 나타났습니다. 10년 이내에 상업용 스캐너가 의학 전반에 확산되어 의사가 뼈뿐만 아니라 연조직의 이미지를 촬영할 수 있게 되었습니다. 의사가 뇌졸중이 발생했거나 종양이 발생했거나 무릎 연골이 찢어졌다고 의심하는 경우 MRI를 처방할 가능성이 높습니다.

당신이 하나를 얻을 수 있을 만큼 운이 좋다면, 그것은 바로 그것입니다. MRI 스캐너는 자기장을 사용하여 살아있는 조직의 원자핵, 특히 수소 원자의 중심에 있는 양성자를 회전시켜 전파를 방출합니다. 자기장을 생성하기 위해 표준 스캐너는 기계 비용을 150만 달러 이상으로 높이는 크고 강력한 초전도 전자석을 사용하며, MRI 가격은 세계 인구의 70%가 도달할 수 없는 수준입니다. 미국에서도 MRI를 찍으려면 며칠을 기다려야 하고 자정에 먼 병원까지 운전해서 가야 할 수도 있습니다. 환자는 스캐너 쪽으로 와야 하며 반대 방향으로 와서는 안 됩니다.

수년 동안 일부 연구자들은 책상용 장난감에서 흔히 볼 수 있는 합금으로 만들어진 훨씬 작은 영구 자석을 사용하는 스캐너를 만들기 위해 노력해 왔습니다. 그들은 표준 MRI 자석보다 대략 1/25 정도 강한 자기장을 생성하는데, 한때는 너무 약해서 사용 가능한 이미지를 수집할 수 없었습니다. 그러나 더 나은 전자 장치, 더 효율적인 데이터 수집 및 새로운 신호 처리 기술 덕분에 여러 그룹이 표준 MRI보다 해상도가 낮음에도 불구하고 낮은 필드에서 뇌의 이미지를 촬영할 수 있게 되었습니다. 그 결과 스캐너는 환자의 침대로 굴러갈 수 있을 만큼 작고 아마도 전 세계에서 MRI에 접근할 수 있을 만큼 충분히 저렴할 것입니다.

기계는 기술적 승리를 상징합니다. Hyperfine 스캐너를 테스트하고 있는 국립 표준 기술 연구소(National Institute of Standards and Technology)의 생의학 엔지니어인 Kathryn Keenan은 "여기에 오는 모든 사람은 그것이 작동한다는 사실에 깊은 인상을 받았습니다."라고 말합니다. 어떤 사람들은 스캐너가 의료 영상을 변화시킬 수도 있다고 말합니다. "우리는 잠재적으로 완전히 새로운 분야를 개척하고 있습니다"라고 Swoop과 광범위하게 협력했지만 Hyperfine에 재정적 이해관계가 없는 Yale School of Medicine의 신경학자 Kevin Sheth는 말합니다. "'이런 일이 일어날 것인가?'라는 질문이 아닙니다. 별 일이겠지."

2020년 8월, Swoop은 미국 식품의약국(FDA)의 뇌 영상 촬영 승인을 획득한 최초의 저자기장 스캐너가 되었으며, 의사들은 Yale New Haven 및 다른 곳에서 임상 연구를 진행하고 있습니다. 다른 장치가 뒤에 가까이 있습니다. 그러나 물리학자이자 컨설팅 회사인 NeuvoMR, LLC의 설립자인 Andrew McDowell은 해상도가 낮은 저역 스캐너 시장이 확실하지 않다고 경고합니다. "진정한 도전은 의사들이 이 제품을 사용하도록 설득하는 것입니다."라고 그는 말합니다. "그들은 정당한 이유로 매우 보수적이기 때문에 그것은 매우 어렵습니다."