라모어주파수 (Larmor Frequency)
한 줄 정의: 자기장 속 원자핵의 자화가 자기장 축을 중심으로 도는 세차운동의 주파수로, 자기장 세기에 비례합니다.
쉽게 풀면
팽이가 기울어진 채 돌면 축이 원을 그리며 천천히 돕니다. 자기장 속 수소 원자핵도 비슷하게 자기장 방향을 축으로 도는데, 이 도는 빠르기가 라모어주파수입니다. MRI는 바로 이 주파수와 같은 전파를 쏘아야 원자핵을 흔들 수 있습니다.
왜 중요한가
라모어주파수는 MRI가 신호를 만들고 위치를 구분하는 원리의 출발점입니다. 경사자장으로 위치마다 자기장을 조금씩 다르게 하면 주파수도 달라져, 그 차이로 영상의 위치 정보를 얻습니다. 화학이동 인공물이나 지방억제 원리를 이해할 때도 필요합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
""3T 장비에서 수소 원자핵의 라모어주파수는 약 128 MHz이며, 지방과 물의 주파수 차이는 약 440 Hz이다.""
자기장 세기와 주파수의 관계, 그리고 화학이동의 크기를 함께 적은 문장입니다.
조금 더 깊게 보면
라모어 방정식은 ω = γB₀로, γ는 원자핵마다 정해진 자기회전비이고 B₀는 정자기장 세기입니다. 수소 원자핵의 γ/2π는 약 42.58 MHz/T이므로 1.5T에서는 약 64 MHz, 3T에서는 약 128 MHz가 됩니다. 같은 수소라도 분자 안 전자 환경에 따라 실제로 느끼는 자기장이 조금 달라 주파수가 미세하게 차이 나는데, 이것이 화학이동이며 지방과 물을 구분하는 근거가 됩니다. 자기장이 강할수록 주파수가 높아져 신호는 커지지만 인체 흡수 에너지(SAR)도 커집니다.
주의할 점
핵자기공명이 현상과 분석법 전체를 가리킨다면, 라모어주파수는 그 공명이 일어나는 특정 주파수라는 물리량입니다. 원자핵 자체가 회전하는 스핀과 자화 축이 도는 세차운동을 혼동하지 않아야 합니다.