• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권4호
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• pp.409-417
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• 1999

Talarirach 뇌지도(atlas)는 서로 수직인 두정방향(coronal), 시상봉합방향(sagittal), 축방향(axial)의 3세트 슬라이스들로 구성되어 있으며, 뇌기능 질환진단 및 병인 분석에서 표준 뇌지도로서 그 중요성이 부각되고 있다. 특히 컴퓨터상에서 이들로부터 얻어진 3차원 디지털 볼륨 데이터는 처리결과의 가시화와 정량적 분석에서 그 응용범위가 크다. 본 노문은 Talairach 뇌지도의 3차원 볼륨 데이터 재구성에서 쌍선형(bi-linear) 보간법의 적용 방법과 삼평면(tri-planar)보간법을 제안하고, Talairach 뇌지도 편집기를 제작하여 볼륨 데이터 재구성의 문제점을 고찰하였다. 쌍선형 보간법과 뇌지도에 적용은 1세트의 슬라이스에 대하여 하나씩의 밝기값만 고려하였으며, 삼평면 보간법은 서로 수직인 3방향의 슬라이스의 노구조물 정보를 동시에 이용하였다. Talairach 뇌지도 편집기는 3방향의 슬라이스를 동일 좌표계에 동시에 시각화하여 편집할 수 있도록 하였다. 뇌지도 편집기를 이용하여 Talairach 뇌지도의 3방향의 슬라이스간의 뇌구조물의 부합이 다름을 보여줌으로써 볼륨 재구성의 문제점을 밝혔다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권1호
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• pp.45-53
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• 2004

통계적 파라미터를 이용한 뇌지도작성(SPM)은 어른에서부터 어린이에게까지 환자그룹간 또는 개개의 서로 다른 상태의 그룹간의 기능 영상을 비교하는데 널리 사용되고 있다. 그러나 SPM을 이용하여 어린이 뇌 영상을 분석할 경우 성인의 표준틀영상에 정규화되어 분석되고, 이로 인해 오차가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구는 국내 어린이 2세에서 6세 사이 36명(평균 나이: 4.36세, 표준편차: 1.41세, 남자: 17명, 여자: 19명)의 MRI 영상을 이용하여 평균 MRI 영상을 만들고, 2세에서 6세 사이 13명의 어린이(평균나이: 4.80세, 표준편차: 1.17세, 남: 10명, 여: 3명)의 SPECT 뇌영상을 이용하여 평균 SPECT 영상을 만들었다. 이들 평균영상으로 국내어린이의 뇌 표준틀영상을 만들고, 어린이 ADHD의 뇌영상을 국내 어린이 표준틀영상과 SPM의 표준틀영상에 정규화 시켜 뇌혈류량에 따라 발생하는 화소덩어리의 위치를 비교하였다. 분석결과는 각 표준틀영상에 따라 최대 25 mm의 편차가 생겼다. 따라서 SPM을 이용한 어린이의 뇌영상을 분석할 경우 표준틀영상 또는 p값을 고려해야할 필요가 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.507-518
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• 2021

자기공명영상(MRI)은 뇌의 구조적 및 기능적 연구에서 핵심 기술로 필요성이 증가하고 있다. Tractography 분석을 이용하는 뇌지도(Connectome)는 MRI를 통해 뇌의 구조적 연결성을 확인하고 연결성의 변동성을 이용해 질병 병리학에 대한 이해를 높이는 방법으로 인간을 대상으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 하지만 마우스 같은 작은 동물의 경우 분석 방법의 표준화가 부족하고 영상에 대한 정확한 전처리 전략 및 아틀라스 기반 신경 정보학에 대한 과학적 합의가 없다. 또한, 인간의 뇌에 비해 마우스의 뇌는 매우 작기 때문에 높은 해상도를 갖는 영상을 획득하는 것에도 어려움이 있다. 연구에서는 구조적 영상과 확산 텐서 영상을 이용해 구조 영역 세분화를 포함한 구조적 연결성 분석을 가능하게 하고 마우스 뇌 데이터를 처리하는 Allen Mouse Brain Atlas 기반 영상 데이터 분석 파이프라인을 제시한다. 각 분석 방법은 마우스 뇌 영상 데이터의 분석을 가능하게 하고 이미 인간 영상데이터로 검증된 소프트웨어를 이용해 신뢰성을 가질 수 있게 하였다. 또한, 연구에서 제시되는 파이프라인은 복잡한 분석 과정과 다양한 기능들 중 마우스 Tractography에 필요한 기능들을 정리하여 사용자가 효율적으로 데이터 처리를 하는데 최적화되었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제26권2호
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• pp.71-78
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• 2003

SPM99를 이용한 뇌지도 작성 과정에서 각각의 뇌 영상을 SPM99에서 제공하는 template image와 소아의 영상으로 만든 template image로 각각 공간 규격화하였을때 소아 ADHD 환자의 정상인 소아와 환자 그룹간의 비교를 실행하여 뇌혈류의 변화를 분석, 결과를 비교하였다. P-value를 0.05로 하였을 때 SPM99에서 제공하는 template image로 규격화하여 t-test를 한 결과 Inter-hemispheric 부근과 대뇌 후두엽에서 혈류량이 증가하는 것을 볼 수 있으나 12명의 정상 소아의 평균 image로 만든 template image로 규격화한 결과의 경우 좌뇌(Left Cerebrum)의 두정엽(Parietal Lobe)에서 또 다른 혈류량증가의 cluster가 나타났다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.901-907
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• 2019

이 연구의 목적은 기능성 질환의 감마나이프 시상하핵파괴술(또는 담창구파괴술, 시상파괴술)에서 렉셀 감마플랜의 표적 위치측정의 능력을 평가하는 것이다. 렉셀 감마플랜의 위치 설정의 정확성을 평가하기 위해 본원에서 뇌심부 자극술 수술을 받은 10명의 환자에 대해 렉셀 감마플랜(또는 렉셀 써지플랜)과 저자의 알고리즘에 의해 계산된 표적 좌표들의 차이 Δr가 평가 되었다. Δr는 0.0244663 mm에서 0.107961 mm까지 범위의 값을 가졌다. Δr의 평균은 0.054398 mm이었다. 또한 정위 공간과 뇌지도 공간 두 좌표계 사이의 위치 관계를 결정하기 위하여 좌표변환 행렬을 매스매티카(Mathematica)의 의사역행렬 또는 특이값 분해를 사용하여 계산하였다. 정교한 정위틀 장착에도 불구하고 요(yaw)는 -3.44739 도에서 1.82243 도, 피치(pitch)는 -4.57212 도에서 0.692063 도, 롤(roll)은 -6.38239 도에서 7.21426 도까지의 정렬 불량(misalignment)이 나타났다. 결론적으로, 사내 알고리즘을 사용하여 감마나이프 플랫폼에서 렉셀 감마플랜(또는 렉셀 써지플랜)의 위치 설정에 대한 정확도를 확인함으로써 뇌심부 자극술에 금기 사항이 있는 개인이나 노인과 같이 종래 수술에 고위험으로 간주되는 환자에 대한 난치성 운동이상 질환의 대체 치료법으로 안전과 효능을 가진 감마나이프 시상하핵파괴술(또는 담창구파괴술, 시상파괴술)이 추천된다. 향후 기능성 질환의 표적 위치측정을 위해 제안된 알고리즘은 여러 감마나이프 센터의 운동이상 질환 치료에 기여할 것이라 사료된다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제43권4호
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• pp.280-286
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• 2009

목적: 중대뇌동맥 협착증은 예후가 좋지 않아 스텐트 삽입술 같은 적극적인 치료법이 많이 시행되고 있다. 이 연구는 일측 중대뇌동맥 협착에서 시행한 스텐트 삽입술의 효용성을 기저/아세타졸아미드 국소뇌혈류 SPECT의 확률뇌지도 분석법(statistical probabilistic mapping; SPAM)을 이용하여 혈류역학적 측면에서 객관적으로 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 2005년 8월부터 2008년 2월 사이에 일측 중대뇌동맥 협착증으로 진단되어 스텐트 삽입술을 시행한 환자 중에서 시술 전후에 기저/아세타졸아미드 국소뇌혈류 SPECT를 시행한 8명의 환자(남:여 = 3:5, 평균 연령: 64.8$\pm$10.5세)를 대상으로 후향적 분석을 시행하였다. 스텐트 삽입술 전후의 기저뇌혈류 및 혈류예비능(cerebral vascular reserve: CVR)의 평가를 위해 기저/아세타졸아미드 국소뇌혈류 SPECT를 시술 전후에 시행하였다. SPAM을 이용하여 협착이 있던 측과 협착이 없던 측의 중대피동맥 영역의 뇌혈류계수를 구하였다. 스텐트 삽입술 전후의 혈류예비능지표(cerebral vascular reserve index; CVRI)차이를 구하여 혈류예비능 호전을 나타내었다. 모든 환자는 스텐트 삽입술 후 출혈성 또는 허혈성 합병증이 없었고, 시술 후 3개월 이내 폐색성 뇌혈관 질환의 추가발병이 없었다. 결과: 스텐트 삽입술 후 협착이 있던 중대뇌동맥 영역의 기저 뇌혈류계수는 8명의 환자 중 7명에서 시술 전 기저뇌혈류계수보다 증가하였다. 스텐트 삽입술 후 혈류예비능 지표는 7명의 환자에서 시술 전보다 증가하였다. 집단별 분석에서 스텐트 삽입술 전 협착이 있던 중대뇌동맥 영역의 기저뇌혈류계수는 시술 후보다 유의하게 증가하였다(47.1$\pm$2.2 ml/min/100 g vs. 48.3$\pm$2.9 ml/min/100 g, p=0.025), 스텐트 삽입술 전 협착이 있던 중대뇌동맥 영역의 혈류예비능지표는 시술 후보다 유의하게 증가하였다(-2.1$\pm$2.9% vs. 0.1$\pm$1.3%, p=0.035). 협착이 없던 중대뇌동맥 영역의 기저뇌혈류계수 및 혈류예비능지표는 스텐트 삽입술 전과후에 유의한 차이가 없었다(p=0.161, p=0.889). 결론: 이 연구에서는 국소뇌혈류 SPECT의 SPAM 분석을 통하여 중대뇌동맥 협착환자에서 스텐트 삽입술 전과 후의 기저뇌혈류와 혈류예비능을 정량적으로 측정, 비교하여 시술 후 기저뇌혈류와 혈류예비능이 모두 유의하게 개선되었음을 밝혀내었다. 따라서, 뇌혈류 SPECT의 SPAM 분석은 중대피동맥 협착환자에서 스텐트 삽입술 후의 혈류역학적 개선을 평가하는데 유용할 것으로 사료된다.

• 대한핵의학회지
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• 제36권6호
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• pp.317-324
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• 2002

목적: SPM 기법을 이용하여 뇌 영상을 분석할 때 Talairach 뇌 지도를 찾아 해부학적 정보를 추측함으로 생기는 문제점들을 해결하기 위하여 통계적 확률 뇌지도(SPAM)을 이용하여 뇌 영역에 대한 해부학적 위치와 확률을 추출하는 프로그램을 개발하였다. 대상 및 방법: 몬트리얼 신경과학연구소에서 개발한 MNI152 표준지도에 기반한 SPAM을 이용하였다. SPM 분석 결과로 주어진 x, y, z 좌표 값을 입력하면 SPAM의 해당 좌표에서 0이 아닌 확률 값을 갖는 영역의 이름 및 확률을 추출하여 출력하게 하였으며 가장 높은 확률을 갖는 영역의 SPAM을 표준지도 위에 표시하도록 하였다. IDL 및 자바를 기반으로 프로그램을 개발하였으며 향후 인터넷 기반 프로그램으로 확장이 용이하게 하였다. 이 프로그램의 유용성을 보이고자 기존의 SPM 결과보고 형식과 이 프로그램의 결과 형식을 비교하였다. 또한 이 프로그램에 대한 예비적인 검증을 위하여 활성화되는 영역이 국소화되고 또한 그 영역이 잘 알려져 있는 기억 활성화 PET 실험 분석에 이 프로그램을 이용하여 보았다. 결과: 기존의 SPM 분석한 결과는 MNI 좌표계에서의 좌표 값만을 보여주나 이 프로그램을 이용하여 그 좌표에 대한 확률적 해부학적 정보를 얻을 수 있었다. 기억 실험 결과 유의한 활성화를 보인 영역에 대해서 이 프로그램을 적용한 결과 좌측해마구성체일 확률이 80% 이상임을 알 수 있었으며 이는 이 영역이 기억기능을 담당한다는 기존의 널리 알려진 사실과 잘 부합되었다. 결론: 이 연구에서 개발한 프로그램을 이용하여 MNI 좌표에 대한 해부학적 위치와 확률을 빠르고 정확하게 찾을 수 있어서 뇌영상 분석에 유용할 것이다.