• 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.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.474-476
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• 2021

신경 교세포에서 발생하는 가장 흔한 뇌 악성종양인 교모세포종은 조기 진단 및 치료계획 수립이 중요하다. 주로 조영제를 통해 촬영된 T1CE 영상을 통해 암의 진단이 이뤄지는데, 최근 가돌리늄 기반 조영제 주입의 위험이 보고되고 있다. 의료영상에서 새로운 영상을 합성하는 GAN 모델과 영역분할에 대한 심층신경망 모델에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 교모세포종 환자의 T1CE 영상의 생성과 암의 영역분할을 동시에 학습하는 하나의 모델을 제안한다. 제안된 모델의 성능은 평균 제곱오차, 최대신호대잡음비 등의 유사성 측정을 통해 평가되어 0.002, 55dB의 평균 결과 값을 보여준다.

• 전자통신동향분석
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• 제29권2호
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• pp.97-105
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• 2014

본고에서는 시냅스의 생물학적 기능과 이를 모방하는 멤리스터, 멤리스터와 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 트랜지스터의 하이브리드, 그리고 멤리스터 기반의 집적회로 구현에 관한 최신 연구개발 동향을 다루었다. 기억과 스위칭을 동시에 수행할 수 있는 시냅스 모방 멤리스터는 Moore의 법칙에 따른 집적도 한계의 도래시점을 지연시킬 수 있으며, 디지털 컴퓨팅의 한계를 극복하여 학습능력을 가지는 지능형 실시간 병렬처리 시스템을 구현할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 또한 멤리스터는 신경세포의 기능을 재해석하는 계기가 되어 뇌과학 발전에도 크게 기여할 것으로 예상된다. 저전력으로 구동하는 지능형 프로세서의 조기 등장을 위해서는 뇌 과학, 나노소재 및 소자기술, 집적회로 설계 및 공정기술, 뉴로컴퓨팅(neuro-computing) 등 다양한 분야의 융합전략이 요구된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.722-723
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• 2023

가속화되는 인구 감소와 COVID-19로 인하여 지방 도시 쇠퇴 현상이 심화되고 있다. 한편, 지역 활성화의 핵심 전략이자 수단이 되는 관광 산업은 트렌드에 맞는 새로운 컨텐츠가 부족하여 어려움을 겪고 있다[1]. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결해보고자 가상현실(VR)과 증강현실(AR) 기술을 적용한 새로운 관광 컨텐츠를 제안한다. 실제 도시를 3D 모델링 한 배경과 3D 페인팅 기능을 통해 작품 만들기 서비스를 구현하였고, GPS 기능과 AR 카메라를 통해 작품 관람하기 서비스를 구현하였다. 이 프로그램은 메타버스 기술을 적용한 관광 컨텐츠의 사례로써 향후 지방 도시 활성화에 기여할 것으로 기대한다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권4호
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• pp.543-547
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• 2016

급성 뇌졸중(acute stroke)의 경우 빠른 처치가 이루어지지 않으면 뇌손상으로 인해 평생 장애를 가지고 살아가야 하는 질환이다. 따라서 뇌졸중 환자가 발생할 경우에는 신속한 진단과 치료가 이루어져야 하므로 장시간의 검사를 해야 하는 MRI 보다는 빠른 검사와 3D 구현이 가능한 뇌 관류전산화단층촬영(Brain Perfusion CT)이 널리 활용되고 있다. 그러나 환자에게 많은 방사선 피폭이 이루어질 수 있기 때문에 저선량(low dose) 기법을 사용하여 영상을 획득하게 된다. 이로 인해 촬영된 영상의 질 저하가 유발되며, 특히 가우시안노이즈의 영향을 크게 받아 정확한 혈관 영상의 확인을 저해한다. 본 연구에서는 관류전산화단층촬영을 통해 얻어진 동적 CT 데이터에 시공간 분석 기법을 적용하여 진단 영상의 질을 향상시키고자 한다. 특히, 가우시안노이즈를 제거하기 위해서 선형 특징 축출 방법 중 하나인 주성분 분석 기법을 적용하여 분석하였으며, 그 결과 시공간 특징에 따른 각각의 관류 영상 성분을 축출한 경우 뇌-혈관 영상뿐만 아니라 뇌-실질 영상의 질이 향상됨을 가시적으로 확인할 수 있었다. 새롭게 시도된 시공간 기반 영상기법이 향후 급성 뇌졸중 진단뿐만 아니라 다양한 시계열 정보가 포함된 뇌질환 진단 영상분석에 활용된다면, 임상 진단의 질 향상에 도움이 될 것이라 기대한다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제33권1호
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• pp.61-66
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• 2010

선형가속기를 기반으로 하는 뇌정위적 방사선 수술에 있어 전용 콘과 동일한 정방형 조사면에서의 소조사면 선량특성에 관해 알아보고자 6 MV 광자선과 소조사면 전용 검출기를 이용해 측정하였다. 선원 표면간 거리는 100 cm로 하고, 전용 cone ${\Phi}1\;cm$, ${\Phi}2\;cm$, ${\Phi}3\;cm$과 정방형 조사면 $1{\times}1\;cm^2$, $2{\times}2\;cm^2$, $3{\times}3\;cm^2$ 조사면 으로 1.5 cm, 5 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm 지점에서 심부선량을 측정하였고, 최대 선량점에서 각 조사면에서 출력선량을 측정하여 비교하였다. 반음영의 측정을 위한 선량측면도 측정은 ${\Phi}1\;cm$, ${\Phi}3\;cm$ 및 동일한 정방형 조사면에서 선원 표면간 거리 95 cm, 깊이 5 cm에서 SFD를 이용하여 측정하였다. 물리학적 조사면(90%) 내에서는 1 mm 간격으로, 반음영 영역(20~80%)에서는 0.5 mm 간격으로 측정하였다. 전용 콘 과 정방향 조사면의 PDD 변화는 기준조사면을 기준으로 5 cm 깊이에서 4.3~7.9% 낮게 나타났으며, 콘의 크기와 조사면 크기가 커질수록 PDD 변화는 적게 나타났다. 선질 비교를 위해 $PDD_{20,10}$를 비교한 결과 ${\Phi}1\;cm$ 콘과 $1{\times}1\;cm^2$을 제외한 다른 조사면에서는 1% 이내의 변화를 보였다. 출력선량은 콘을 이용한 방법에서 정방형 조사면에서 보다 3.1~4.6% 출력선량이 증가하였다. 반음영 영역은 ${\Phi}1\;cm$, ${\Phi}3\;cm$ 동일한 정방형 조사면에서 콘을 이용한 방법이 반음영 영역이 20% 감소하였다. 뇌정위적 방사선 수술은 소조사면을 이용해 1회 대선량을 조사하는 방법으로 조사면의 선량특성을 고려한 처방이 중요하게 된다. 본 실험을 통해 뇌정위적 방사선 수술에 있어 정방형 소조사면 보다 전용 콘을 이용한 방법이 유효하다고 사료되며, 향후 다양한 측정기를 이용한 소조사면의 선량특성에 관한 연구가 필요하다고 생각된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.226-232
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• 2016

효율적으로 수학 및 과학 성적 향상을 위해서는 뇌 체조 및 스트레스 해소 및 감성 조명이 효과적이라는 연구가 이루어지고 있다. 이러한 원리는 과학 과목은 뇌파가 안정되고, 수학문제를 풀 경우에, 스트레스를 최소화 하고 안정감을 느낄 정도의 편안한 조도를 유지 시키면, 두뇌 회전을 빠르게 수행 한다는 연구 결과를 기반으로 이루어지고 있다. 본 논문에서는 과학 및 수학 학습을 효과적으로 하기위해서, 스트레스 치료 및 음악치료를 이용해서, 최적의 학습조건 모의실험을 하였다. 그러나, 사용자의 취향에 따라서, 좋아하는 음악이나 색깔은 많은 차이점이 있다. 그러므로, 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 최적의 조명 치료및 음악치료를 제안하고 모의실험 하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제31권6호
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• pp.1084-1091
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• 2002

아라키돈산의 필요성에 대한 인식이 점차 증가하면서 생산가능한 균주로서 독성을 보이지 않는 Mortierella alpina를 이용할 때 오는 효과를 알아보기 위하여 곰팡이의 추출유와 곰팡이 자체의 섭취로서 arachidonic acid를 섭취토록 하여 생육과 뇌발달 및 학습에 미치는 효과를 비교하고자 하였다. 대조군으로서 우지를 섭취시킨 쥐와 비교할 때 식이군별 암컷의 체중변화에서는 비교적 체중이 증가되지 않은 군은 Mortierella alpina섭취군으로 나타났으며 새끼를 젖뗀 후 심하였지만 개체 차이가 심하여 통계적인 유의성은 없었다. 분만 직후의 체중증가는 수유동안 감소가 일어나 이유시기에는 체중 감소가 각군 모두에서 일어났다. 새끼에서는 이유전까지는 체중증가에 어미의 식이군에 따른 차이가 전혀 보이지 않았으나 이유 후 식이섭취 동안 군별 차이가 있어 특히 적은 양을 섭취한 Mortierella alpina 섭취군(LF)에서 체중이 가장 적었다. 섭취량자체도 적었고 증체량도 적었기에 이에 대한 식이 효율에서는 유의적인 차이는 보이지 않았다. 어미와 새끼의 미로실험에서 어미의 경우는 식이별 통계적 유의성을 볼 수 없었으며 또한 2차에 걸친 시기에서도 학습효과를 볼 수 없었다. 그러나, 이유가 새끼의 미로 측정 결과를 보면, 통제군에 비하여 고추출유섭취군(HO)에서 실수의 빈도가 감소하였고 backing error빈도는 다른 군보다 낮았다고 볼 수 있어 긴사슬 지방산의 효과를 일부 추정할 수 있었다. 그러나 성숙기인 7주령에 시행한 미로실험 에서는 유의적 인 차이를 보이지 않았다. 이는 뇌의 성장에 이유기까지의 중요성을 확인할 수 있는 좋은 결과로 보며, 지방급원으로서 곰팡이 자체의 섭취군에서는 통계적 유의차를 나타내지 않아 불포화지방산의 효과를 추정하기 어려우며 곰팡이의 체내 소화작용이나 식이섭취에 다른요인이 있을 것으로 생각할 수 있었다. 어미와 새끼의 DNA함량을 비교하면 Mortierella alpina 섭취군의 체중 증가의 지연에서 보듯이 뇌의 성장에서도 지연됨(무게감소)과 함께 DNA함량에서도 적게 나타났으나 어미의 경우, 간과 뇌의 DNA함량에 식이군간의 유의차가 없었다. 그러나 이유기 새끼의 뇌의 DNA함량은 Mortierella alpina 섭취군이 가장 적었고 간의 DNA 함량은 차이가 없었다. 새끼의 성숙기에는 식이군 간 차이가 있어 뇌의 DNA함량은 여전히 적었으나 간의 DNA함량에서는 체중 g당 환산할 때 Mortierella alpina를 적게 섭취한 군(LF)이 더 많아서 신체에서 간이 더 커진 모습을 보였다 아라키돈산의 섭취가 특히 어린시기의 뇌발달에 필요함을 인식할 때, 아라키돈산의 급원으로서 식이에 일정비율 공급할 필요에 맞추어 다량 생산할 수 있는 기반이 Mortieralla alpina 곰팡이를 이용함으로서 가능한 것으로 볼 수 있었다. 곰팡이의 배양과 기름의 추출과정을 통하여 생산된 기름의 섭취에서 생육에 문제를 보이지 않았으며 다량의 함유 아라키돈산의 효과를 미로를 이용한 실험에서 확인되었다. 고도의 불포화지방산을 함유하기에 산화과정을 우려하여 곰팡이 자체를 섭취시켜 본 결과 성장이 느리게 진행되는 것으로 나타났기에 이는 진균류의 세포막을 분리하여 내부에 포함된 지방을 이용하기에는 어려움이 있는 것으로 추정할 수 있었다. 아라키돈산의 가격이 워낙 비싸기에 쉽게 이용할 수 있는 Mortierella alpina를 이용한 추출유로 충분한 식품첨가 가능성을 보여 주었다고 보지만 기타 미량 성분에 대한 추적이 요구되며 모든 공정에서 문제를 발견하지 못할 때 식품산업에 응용할 수 있을 것이다.

• 정보과학회 논문지
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• 제41권12호
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• pp.1050-1057
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• 2014

뇌전도 기반의 뇌-컴퓨터 인터페이스는 향후 손 또는 발과 같은 신체를 대체하거나 사용자의 편의성을 제고하는 등의 다양한 목적으로 여러 산업에서 사용이 될 수 있는 기술이다. 본 논문에서는 경험 모드 분해와 고속푸리에 변환을 통해 동작 상상 뇌전도 신호를 분해하고 특징을 추출하는 방법을 제안한다. 뇌전도 신호 분류 과정은 다음과 같이 3단계로 구성된다. 신호 분해에서는 경험모드분해를 이용하여 뇌전도 신호에 대한 내재모드함수를 생성한다. 특징 추출에서는 파워 스펙트럼 밀도를 이용하여 생성된 내재모드함수의 주파수 대역을 확인한 뒤, 뮤파 대역을 포함하고 있는 내재모드함수에 고속푸리에 변환을 적용하여 움직임 상상에 대한 특징을 추출한다. 특징 분류에서는 서포트 벡터 머신을 사용하여 동작 상상 뇌전도 신호에 대한 특징을 분류하고, 10-교차검증을 통해 분류기의 일반화 성능을 추정한다. 제안하는 방법은 다른 방법들과 비교하여 84.50%의 분류 정확도를 보여주었다.

• 재활치료과학
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• 제1권2호
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• pp.35-40
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• 2012

본 연구에서는 가상현실 치료가 뇌졸중 환자의 뇌 가소성을 동반한 상지기능 향상에 미치는 영향을 알아보고 강도 높은 가상현실 훈련이 뇌졸중 환자의 상지기능 향상을 위한 집중치료로써 임상적으로 유용한 훈련인지 알아보고자 하였다. 뇌졸중 환자에게 있어 사용-의존성 즉 운동 강도와 반복은 마비 측 사지의 운동 기능향상에 중요한 치료적 요소이다. 최근에는 상지의 지속적 사용을 통한 뇌-가소성에 기반한 변화를 유도할 수 있는 치료방법으로 가상현실 치료가 대두되었다. 가상현실 치료는 재활 임상환경에서 운동기능 향상을 위한 훈련강도와 반복을 제공할 수 있는 기술적 방법으로 채택되기 시작하였다. 특히 뇌졸중 환자의 상지 기능을 향상시키기 위한 치료적 유용성 측면에서는 강도 높은 반복적 훈련이 가능하다는 것과 게임 같은 형식으로 높은 동기부여가 가능하다는 것, 실제 수행을 통한 다중감각적 피드백 제공, 상호작용이 가능한 과제지향적 치료가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 임상 환경에서 작업치료와 더불어 부가적으로 가상현실 치료를 실시하는 것은 뇌졸중 환자의 상지 기능회복을 더욱 촉진할 것이다.