본 연구의 목적은 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI) 기술의 역사적 발전 과정을 분석하고, 인공 지능(Artificial Intelligence, AI)과 초고자장(Ultra-High Field, UHF) 시스템에 의해 주도되는 차세대 MRI 기술 로의 패러다임 전환을 고찰하여 향후 발전 방향을 제시하는 데 있다. 연구 방법으로는 1991년부터 2025년까지 대한 자기공명기술학회(KSMRT) 학회지에 게재된 총 734편의 학술 논문을 주요 분석 대상으로 선정하였으며, 기술 발전 과정을 제1단계 하드웨어 중심기(1991–2005), 제2단계 물리 및 신호처리 중심기(2005–2020), 제3단계 AI 정의 혁신기(2020–현재), 제4단계 차세대 지능형 융합기(2026–)의 네 단계로 구분하였다. 이를 기반으로 문헌 고찰, 기술 속성 비교 분석, 미래 동향 예측을 수행하였다. 분석 결과, MRI 기술은 물리적 하드웨어 성능 향상 중심에서 소프트 웨어 알고리즘 및 AI 기반 지능형 시스템 중심으로의 뚜렷한 패러다임 전환을 보였다. 특히 제3단계 이후 도입된 딥러닝 기반 재구성(deep learning reconstruction, DLR) 기술은 기존 방식 대비 재구성 속도와 영상 충실도 측면 에서 우수한 성능을 나타냈다. 또한 데이터 획득 방식은 full sampling에서 intelligent undersampling으로 발전 하였으며, 영상 재구성은 분석적 방법에서 학습 기반 모델로 전환되었다. 이에 따라 영상 품질의 주요 결정 요인 역시 하드웨어 사양에서 소프트웨어 알고리즘으로 이동하였다. 향후 차세대 MRI는 7T 이상의 초고자장 하드웨어와 물리 법칙 기반 인공지능(physics-informed neural networks, PINN)이 통합된 고도 자동화 또는 반자율 진단 시스템으로 발전할 것으로 예상된다. 이러한 기술 발전은 검사 시간 단축, 워크플로우 자동화, 실시간 영상화 등을 가능하게 하여 임상 효율성을 향상시키고 정밀의료 발전에 기여할 것으로 기대된다. 결론적으로, AI 기반 MRI 기술 의 성공적인 임상 적용을 위해서는 임상적 신뢰성 확보와 표준화에 대한 지속적인 연구가 필요하다.
본 연구에서는 요추 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI)검사 시 통증으로 인해 표준 앙와위 (Supine) 자세를 유지하기 힘든 환자들을 대상으로, 딥러닝 기반 재구성 알고리즘인 AIR™ Recon DL을 적용한 측와위(Lateral decubitus) 자세 촬영의 임상적 실용성을 검증하였다. 기존 측와위 검사는 긴 촬영 시간과 신호대잡 음비(signal-to-noise ratio, SNR) 및 대조도대잡음비(contrast-to-noise ratio, CNR) 저하가 고질적인 문제였 으나, 본 연구에서는 가속 계수(AC 1.3) 상향과 유연한 30-channel AIR Coil을 통해 이를 극복하였다. 또한 자체 제작한 비자장용 고정 용구를 적용하여 측와위 자세에서의 환자 유동성을 최소화하고 움직임 인공물을 효과적으로 억제하였다. 분석 결과, 측와위 실험군의 SNR(p=0.651)과 CNR(p=0.476)은 앙와위 대조군과 통계적으로 유의미 한 차이가 없었으며, 6인의 전문가가 평가한 화질 점수 또한 동등한 수준으로 나타났다. 특히 평가자 간 일치도(ICC) 가 0.958로 매우 높게 산출되어 영상의 객관적 신뢰도를 입증하였다. 결론적으로 본 프로토콜은 검사 시간을 기존 대비 약 30% 단축하면서도 표준 영상에 준하는 화질을 제공함으로써, 통증 환자에게 심리적·신체적 부담을 주지 않고도 정확한 진단을 가능케 하는 환자 중심의 최적화된 대안임을 확인하였다.
본 연구에서는 3.0 T 고자장 MRI 환경에서 무선주파수 흡수로 인한 국소적 발열 문제를 해결하기 위해, 상변화 물질을 활용한 수동적 열 완충 기술이 영상 품질에 미치는 영향을 ACR 팬텀 가이드라인을 통해 정량적으로 평가하 였다. 이를 위해 3.0 T MRI 시스템에서 ACR 전용 팬텀을 이용하여 PCM 적용 전후의 영상을 비교 분석하였으며, T1, T2, FLAIR 시퀀스에서 기하학적 정확도, 고대조도 공간 분해능, 절편 두께 및 위치 정확도, 영상 강도 균일성, 고스트 신호 백분율, 저대조도 분해능 등 7가지 핵심 지표를 정밀 측정하였다. 연구 결과, 모든 시퀀스에서 PCM 적용 전후의 측정값은 ACR 권고 기준을 안정적으로 충족하였으며, 기하학적 오차는 190 ± 2 mm 이내로 유지되었 고 공간 분해능은 0.9 mm 패턴까지 식별되어 우수한 해상도를 확인하였다. 저대조도 구조물 검출 개수(40개)는 대조군과 동일한 수준으로 나타나 대조도 대 잡음비가 안정적으로 유지됨을 입증하였고, 영상 강도 균일성(82% 이 상)과 고스트 신호 백분율(2.5% 이하) 역시 합격 기준을 만족하였다. 통계 분석 결과, 측정 지점에 따라 일부 항목에 서 0.05 미만의 nominal p-value가 산출되기도 하였으나, Holm–Bonferroni 보정 후 최종 유의확률이 유의수준 을 상회하여(Adjusted p ≥ 0.18) PCM 적용에 따른 유의미한 영상 왜곡이나 지표 변동이 없음을 시사하였다. 결론 적으로 본 연구는 PCM이 3.0 T 고자장 환경에서 영상 품질에 간섭을 주지 않는 안정적인 보조 소재임을 정량적으로 입증하였으며, 이는 향후 MRI 검사 환경에서 환자의 안전성을 강화하면서도 영상의 진단적 정확성을 유지할 수 있 는 효과적인 발열 관리 기술 및 영상 품질 안정화 전략 마련을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
조영증강 자기공명혈관조영술(contrast-enhanced magnetic resonance angiography, CE-MRA)은 뇌혈관 평 가에 널리 사용되나 조영제 관련 부작용 및 체내 축적에 대한 우려가 제기되고 있다. 본 연구의 목적은 저용량 조영 제 환경에서 압축센싱 기반 체적 보간 호흡정지 검사(compressed sensing-based volumetric interpolated breath-hold examination, CS VIBE) 시퀀스의 임상적 유용성을 평가하는 데 있다. 50명을 대상으로 조영제를 분할 투여하여 CE-MRA와 CS VIBE를 비교하였다. 정량적 분석에서 CS VIBE는 CE-MRA보다 유의하게 높은 대조도 대 잡음비와 낮은 반치폭을 나타냈다(p<0.001). 정성적 평가에서 전반적 영상 품질과 정맥 오염은 CS VIBE 에서 유의하게 우수하였으며(p<0.001), 동맥 묘사에서는 유의한 차이는 없었으나 높은 경향을 보였다(p=0.06). 또 한 다중 시기 획득을 기반으로 시간 분해능 정보를 제공하였다. 이는 CS VIBE가 CE-MRA와 동등한 동맥 평가를 유지하면서 추가적인 동적 정보를 제공할 수 있음을 시사한다.