MEG System

MEG란 MagnetoEncephaloGraphy의 약어 이며, 뇌에서 발생하는 미세 자기장을 측정하는 장치입니다.

왼쪽 그림과 같이 사람의 머리에 초전도양자간섭소자(SQUID)를 이용하여 뉴런 활동 시 발생하는 뇌자기장을 검출합니다.

다음의 자료에서는 자기장 신호를 어떻게 분석하는지를 보여줍니다.

이 장치는 이미 상용화 되었고, 국내연구로는 "한국표준연구원"에서 이 장치를 개발하고 있는 중입니다.

큰 그림을 보시려면 클릭하세요.

1. 뇌 자기장의 발생 메카니즘과 MEG 기기 구성.

뇌자기장을 최초로 검출한 D. Cohen의 논문 소개, "SCIENCE, 1968년" ---클릭!

뇌파의 발생 원리와 동일합니다.

뇌파는 신경세포의 흥분 작용에 의한 이온성 전류에 의한 전압입니다.

한편, 뇌 전류는 자기장도 발생시킵니다. (좀더 상세한 내용은 이 글을 읽어 보세요.)

전기적 신호인 뇌파의 파형과 매우 유사합니다.

그림 . 뉴런 활동에 의한 뇌 자기장.

뇌에서 발생하는 자기장은 그 세기가 지구자기장보다

100억배 작기 때문에 초전도양자간섭소자(SQUID)를

사용한 gradiometer를 이용하여 검출합니다.

Gradiometer는 전용 헬멧에 적절히 배치하고,

SQUID가 작동하는 액체헬륨 보관 통에 부착하면 검출 시스템이 구성됩니다.

2. 뇌 자기장 측정 환경

주변 지구자기장 등에 의한 영향을 차단하기 위하여 검사실은

위와 같이 강자성체를 재료로 사용한 자기차폐실이 사용되고

오퍼레이터실과도 분리되어 있습니다.

3. MEG 신호 검출 및 분석의 예

SQUID 센서에서 검출되는 신호 그림.

그림. 여러개의 센서에서 검출된 신호(청각자극이 주어진 경우)

한편, 위의 신호에서 peak 가 출현한 시점의 자기장의 공간적 분포를 나타내면 다음 그림과 같습니다.

왼쪽 그림은 등고선 표시, 오른쪽 그림은 색표시.

추가 그림. 이 그림은 somatosensory영역이 활성화 된 경우.

추가 그림. 간질 환자인 경우 오른쪽 2개는 신경전류 추적법을 이용하여 간질 발생위치 검출한 예.

4. Equivalent Current Dipole.

위와 같은 자기장 분포를 이용하여 신경전류 추적법을 이용하여

흥분뉴런의 3차원 위치를 검출하는데, 이 방법은 EEG에서 사용되는

기본적인 가정은 뉴런군의 흥분을 전류쌍극자로 다룹니다.

이 방법을 이용하여 최종적으로 검출되는 흥분 뉴런의 위치는 왼쪽 그림과 같이 단순히 3차원 좌표축에서 계산됩니다.

위의 점으로는 해부학적인 위치를 판별하기 쉽지 않기 때문에 최종적으로 X-ray CT 나 MRI로 얻어지는 해부학적인 영상과 합성하여 다음과 같은 최종적인 영상을 얻게 됩니다.

Brain Master Information Center

최종 수정일 1997년 07월 22일

처음 글 등록 1996년 12월 02일