Tailored RF 경사자계 영상법을 이용하여 혈류효과를 배제한 자화율 효과만의 뇌기능 영상을 얻을수 있었다. 일반적인 RF를 이용한 경사자계 뇌기능 영상법은 빠른 경사자계 영상법으로 인해 정맥뿐만 아니라 동맥에서의 혈류효과와 $T2^{*}$ 효과가 합쳐진 영상을 얻게되는 반면, tailored RF를 이용한 경사자계 영상법은 산소소모와 관계된 자화율 변화에 의한 뇌기능 영상을 얻을 수 있었다. 본 논문에서 tailored RF를 이용하여 뇌기능 영상에서 자화율효과와 혈류효과를 명확히 구분할 수 있음을 보였다. 그리고 실험결과로 얻은 신호는 충분히 크고 산소 소모의 변화를 보다 더 정확히 표현하므로 지금까지 다른 경사자계 영상법으로는 어려웠던 뇌기능 영상에서 정량화된 산소 신진대사 연구의 가능성을 보여주었다.
의료영상정합을 통해서 이상징후 발현시점과 소멸시점의 기능영상을 비교함으로써 기능이상부위를 판별하는 것은 질환의 진단에 매우 유용하다. 본 논문에서는 기존 변화시점간 기능영상 감영법이 정확한 소멸시점에서의 영상 취득이 어려움으로 인해 정확도가 떨어질 우려가 있는 점을 개선하고자 뇌 혈류이상을 나타내는 뇌기능영상인 SPECT의 변화시점 기능이상부위 추출을 위하여 정상인집단 영상의 비선형 영상정합기법과 영상평균화를 통해 뇌기능영상 템플릿을 구축하였다. 또한 이를 기반으로 영상감영을 수행함으로써 간질환자의 발작중(ictal) SPECT 뿐만 아니라 발작간(interictal) SPECT에서도 뇌혈류의 이상을 정확히 분석할 수 있는 3차원 추출가시화 방법을 제시하였다.
경사 자계 펄스에 의한 MR 소음은 환자의 촬영뿐만 아니라 뇌기능 영상과 같은 신경 과학 영상에도 문제점 중의 하나이다. 특히 뇌기능 영상에서 소음은 피질과 혈관의 산소량의 변화로부터 생기는 작은 신호의 변화에 영향을 미치는 심각한 잡음 중의 하나이다. 본 연구에서는 청각, 운동, 및 시각피질에서 소음이 뇌기능 영상에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 그 결과 소음이 운동과 시각 피질에 미치는 여향은 서로 반대였다. 즉, 운동 피질에서는 소음이 총반응을 증가시켰고, 반대로 시각 피질에서는 소음이 총반응을 감소시켰다. 현재의 연구가 시작 단계에 있고, 앞으로 더 많은 실험적 검증이 필요한 실정이나, 소음이 운동과 시각 피질의 뇌기능 영상에 미치는 여향에 관한 첫번째 보고이며, 이결과는 앞으로 뇌기능 연구의 데이터 해석에 기초 자료로 이용될 수 있다.
1948년 Harvard 대학의 Purcell교수와 Stanford 대학의 Bloch교수가 핵자기 공명(Nuclear Magnetic Resonance : NMR) 현상을 발견한 이래로 NMR은 물질의 분자단위에서 화학적, 물리학적 성질을 밝혀내는 탁월한 방법으로 널리 이용되어 왔다. NMR 현상을 이용한 영상촬영법(Magnetic Resonance Imaging, MRI)은 1970년대초 Lauterber와 Damadian 교수가 처음 영상을 얻을 수 있다는 가능성을 제시한 이후 급속한 발전을 하여 1980년대 초에는 Moore와 Holland에 의해 의학분야에 응용 가능할 정도의 영상이 얻어졌다. 1980년대 중반부터 상용화 되었으며 최근 그 기법도 NMR현상과 연관된 파라미터인 $T_{1}$, $T_{2}$는 물론 혈류의 속도, 자화율, 확산(Diffusion), Perfusion의 영상기법을 비롯해 혈관조영술(MR Angiography), 뇌기능영상(Functional Imaging)등 과거에는 상상도 할 수 없었던 다양한 영상기법 개발되었다. 여기서는 먼저 MRI의 원리를 설명한 후 MRI의 여러 촬영기법들과 그 응용에 관해 설명하겠다.
본 연구는 외부에서 고 농도 (30%)의 산소 공급이 공간 인지 능력에 어떠한 변화를 유발하는지 뇌기능 영상의 시계열 신호 분석을 통해 관찰하고자 한다. 8명의 오른손잡이 남자 대학생 (평균 23.5세)이 피험자로 참여하였다. 21%와 30% 산소 농도를 각각 BL/min의 양으로 일정하게 공급할 수 있는 장치를 개발하였다. 공간 인지 능력 측정을 위해 20 문항을 포함하는 두 개의 문제지를 제작하였고, 과제 수행 결과로부터 정답률을 산출하였다. 3T MRI 기기를 사용하였고, single-shot EPI 방법으로 뇌기능 영상을 획득하였다.(중략)
목적: 본 연구의 목적은 미각자극에 대한 인간 뇌의 활성화 영역을 측정하고 가시화하여 미각의 뇌 활성화 부위에 대한 기초자료를 마련하는데 있다. 대상 및 방법: 5명의 남자 대학생 (평균 24.8세)을 뇌기능 연구의 실험 대상자로 선정하였고, 대상자들은 미각에 이상이 없고 구강수술 경험이 없는 오른손잡이를 대상으로 3번에 걸쳐 EPI 혈액산 소농도의존(blood oxygen level dependent)법을 이용하여 미각자극에 의한 기능적 자기공명영상 실험을 수행하였다. 미각 자극을 위하여 5%의 saline을 사용하였으며 자체적으로 제작한 Stimulator를 사용하여 자극하였다. 자극은 3회의 휴식기간과 2회의 자극기간에 걸쳐 시행하였으며, 각 자극기간은 30초씩 5초 간격으로 이스 당 42개의 영상을 획득했다. Post-processing은 SPM99 (Statistical Parametric Mapping 99, The Wellcome Department of Cognitive Neurology, Oxford 1999)의 correlation법을 사용하여 threshold 0.4∼0.7의 범위에서 통계처리 하였으며, 활성화 영상은 EPI영상과 같은 부위의 T1 강조영상에 overlapping시켰다. 이렇게 얻어진 fMRI 영상으로 활성 영역의 위치를 분석하였다.
주의력결핍 과잉행동장애(ADHD) 학생의 지적결함, 학습 문제 및 저조한 학업 성취는 이들이 정상 학생에 비해 현저하게 낮은 지능을 가졌기 보다는 주의를 집중하지 못하는 특성 때문이다. 따라서 본 연구에서는 ADHD 학생들과 정상군 학생들의 뇌기능영상을 비교 분석함으로써 ADHD 학생들의 뇌기능 차이와 작업기억 과제 시 나타나는 뇌의 활성영역의 차이를 보고자 하였다. 인천지역 초등학교 학생 26명을 대상으로 뇌기능영상과 임상설문검사를 실시하였으며, 뇌기능영상의 자극은 작업기억으로 하였다. 분석에는 통계적 파라미터 지도작성법과 사회과학통계패키지를 이용하여 단일표본 t 검정, 두 표본 t 검정, 다중 회기 분석등으로 분석 하였으며, 통계적 유의수준은 p<0.05에서 나타내었다. 그 결과 ADHD 학생들의 전두 피질, 두정엽 피질, 시상, 미상핵 등 많은 부분에서 불균형적인 발달을 볼 수 있었다. 또한, 작업기억 과제 수행의 어려움을 느낄수록 일부 안와 전두 피질, 해마가 활성화되었다. 보다 많은 ADHD 학생들의 대상자가 확보되어 ADHD 유형별 연구가 필요하며, 뇌기능영상에서 보다 많은 자극으로 실험한다면 ADHD 학생들의 전반적인 뇌기능평가에 유용할 것으로 판단된다.
뇌기능 장애 환자에서 자세균형 제어능력의 저하는 보행 및 일상생활동작 수행 등에 어려움을 초래하며 이에 대한 정확한 평가 및 치료를 위하여 일상의 환경변화와 유사한 상황을 제공하고 이예 따른 자세제어력을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 뇌기능 장애환자에서 움직이는 환경에 따른 자세균형제어기능을 정확히 평가하는 환경의 움직임이 자세균형제어에 미치는 영향을 분석하였다. 15명의 뇌기능 장애 환자들과 정상인 15명을 대상으로 실생활과 유사한 환경의 조성을 위하여 HMD를 이용한 가상영상 환경변화(Moving Surround)를 네가지 움직임 종류에 따라 제공하였다. 자세동요의 정도는 힘판을 이용하여 신체압력중심의 변화를 전체이동거리, 동요주파수, 최대 빈도 COP 위치 등으로 측정하였으며 환경의 차이에 따른 변화를 비교 분석하였다. 연구결과 검사 재검사 신뢰도 평가에서 일관된 분석결과를 나타냈고 뇌기능장애 환자와 정상인간의 분석에서는 두 그룹간의 차이를 확인할 수 있었다. 특히 전후로 빠르게 변하는 가상영상 환경에서 가장 큰 자세동요를 나타내었고 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 본 연구를 통해 뇌기능 장애 환자에서 가상영성 환경변화가 자세균형제어에 미치는 영향을 확인할 수 있었으며 이러한 환자들을 위한 치료환경 조성 등에도 유용한 자료로 쓰일 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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