• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.277-289
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• 2009

최근 침의 신경생리학적 기전 및 경혈의 특이성을 밝혀내기 위해 기능적 자기공명영상(functional MRI, fMRI)을 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. fMRI 영상은 손가락 마주치기검사(Finger Taps test), 깜박이는 체크무늬 흑백영상에 의한 시각자극과 같은 연구주제에서 동일한 대상자의 반복되는 동일 검사에서 유의한 편차가 나타난다는 보고가 있다. 하물며 다른 개별 대상자의 fMRI 검사를 이용한 자침의 효과 및 경혈의 특이성 연구에 있어서 그룹분석 결과를 확고하게 하기 위해서는 개별 대상자들 간의 편차의 정도를 파악하고 개별데이터가 그룹 분석에 미치는 영향을 이해할 때 fMRI를 이용한 연구의 한계와 그 극복 방안에 대하여 본질적으로 접근할 수 있다고 판단된다. 따라서, 본 연구에서는 fMRI를 이용한 침 연구에서 개별분석 결과가 그룹분석 결과에 미치는 영향을 알아보는 것을 목적으로 계획되었다. 신체 건강한 성인 남자 15명을 대상으로 3.0 테슬러 자기공명영상장치를 이용하였다. 개인별 뇌구조영상과 뇌기능영상을 얻었으며, 뇌기능 영상은 진짜 침과 거짓 침 자극을 실시하였다. 자극방법은 블록방식(Block design)으로 30초의 비자극시간과 45초의 자극 시간을 3회 반복하여 총 3분 45초간 시행하였다. 자극은 우측 다리의 족삼리(ST36)를 이용하였고, 자침한 후 2 Hz의 속도로 침이 좌우로 반복하여 회전하도록 하여 자극을 주었다. 거짓 침 자극은 끝이 둥근 모양의 침으로 실시하였다. 뇌기능적 영상은 BOLD (Blood oxygenation level dependent) 경사자장 EPI (echo-planar imaging) 영상기법을 이용하였다. 각 피험자에 대한 개별 분석과 전체 피험자에 대한 그룹분석을 하였다. 족삼리 자침을 통한 개별분석 결과 거짓 침과 진짜 침 자극에 의한 뇌 활성화 반응은 개별 대상자들간의 편차가 큰 것으로 나타났으며, 이는 일부 대상자들에서만 나타난 뇌 활성화 반응의 결과가 그룹 분석의 결과에 크게 반영되었다는 것을 의미한다. 우리는 fMRI를 이용한 자침의 효과 및 경혈의 특이성 연구에 있어서 그룹분석 결과를 확고하게 하기 위해서는 개별 데이터들이 제공되어야 한다는 것을 제안한다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.46-54
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• 2003

본 논문에서는 T1 강조 영상, T2 강조 영상 그리고 PD 영상의 히스토그램 특징을 상호 보완적으로 이용한 영상 분할 방법을 제안한다. 제안한 분할 알고리듬은 3단계로 이루어지는데, 첫 번째 단계에서는 T1과 T2, PD 영상으로부터 각각의 대뇌 영상을 추출하고, 두 번째 단계에서는 대뇌 영상의 히스토그램에서 봉우리 범위를 추출하고, 마지막 단계에서는 클러스터링을 이용하여 대뇌 영상을 분할한다. 본 논문에서는 봉우리 범위에 따른 분할결과와 수행 시간을 비교하고 기존의 분할 방법에 의한 실험 결과와 수행시간을 비교하여 보이는데 제안한 방법의 분할결과가 기존의 방법에 의한 결과보다 더 나은 결과를 보임을 확인할 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.231-240
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• 2014

본 연구는 경도인지장애가 동반된 파킨슨병 환자에 대하여 인지 기능 평가를 위한 서울신경심리검사와 뇌 자기공명 영상에서 영역별 뇌실에 대한 체적 변화를 분석하여 경도인지장애가 동반된 파킨슨병에 대한 진단적 기준을 판단할 수 있는 가이드라인을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 파킨슨병으로 진단 받은 환자(경도인지장애군: 34명, 비인지장애군: 34명)를 대상으로 주의력, 언어, 기억력, 시공간, 그리고 전두엽 집행 기능에 대한 서울신경심리검사와 뇌 자기공명영상 검사를 시행하였다. 또한 영역별 뇌실에 대한 체적 변화를 비교하기 위하여 정상인 32명(정상 대조군)을 추가 선정하여 추가적으로 뇌 자기공명영상 검사를 시행하였으며 영역별 뇌실에 대한 체적 분석은 프리서퍼(Freesurfer Ver. 5.1, Boston MA, USA)를 통해 수행되었다. 결과적으로 경도인지장애군은 시공간 및 기억력에 대한 수행 능력이 비인지장애군과 비교하여 통계적으로 유의하게 감소되었다(p<0.05). 영역별 뇌실에 대한 체적 변화는 좌 우측뇌실, 좌 우하측뇌실, 제3뇌실에서 통계적으로 유의한 체적 변화를 나타내었으며 객관화된 비교를 위하여 정규화한 백분율을 적용한 체적의 변화는 비인지장애군보다 경도인도장애군에서 확장되어 나타났다. 특히 경도인지장애를 동반한 파킨슨병 환자의 좌 우측뇌실의 확장은 서울신경심리검사에서 시공간 및 기억력 영역에 대하여 뚜렷한 양적 선형관계를 보였다(r>0.5, p<0.05). 따라서 뇌 자기공명영상에서 프리서퍼를 이용하여 영역별 뇌실의 체적 변화를 관찰하고 서울 신경심리검사와 상관관계를 분석함으로써 경도인지장애를 동반한 파킨슨병 환자의 진단적 기준을 마련할 수 있을 것으로 판단되었다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제11권2호
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• pp.87-94
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• 2007

목적: 3T 장비의 신생아 뇌자기공명영상에서 T1 강조 고속 역전회복기법 (fast inversion recovery, FIR)과 자기화 삼차원 경사에코기법, (magnetization-prepared three dimensional gradient echo sequence, 3D GRE)을 스핀에코기법 (SE)과 비교하여 유용성을 알아보는 데 있다. 대상 및 방법: 20명의 신생아에서 T1 강조 SE, FIR, 그리고 3D GRE의 신호소음비 (SNR)와 대조소음비 (CNR)를 측정하고 시각적으로 회백질-백질 구별, 수초화 인식, 인공음영 발생을 점수화하여 비교하였다. 각 영상기법의 CNR 비교에는 Wilcoxon signed ranked test를 사용하였다. 결과: 세가지 영상기법 중 3D GRE가 가장 우수한 SNR을 보였고 CNR은 FIR과 3D GRE 모두 SE보다 우수하였으며 FIR보다 3D GRE가 더 우수하였다. 회백질-백질의 구분과 수초화 유무 역시 스핀에코보다 FIR과 3D GRE에서 더 잘 보였다. 그러나 3D GRE는 움직임에 의한 인공음영이 많았고 FIR에서 혈류에 의한 혈관의 고신호강도가 자주 발견되었다. 결론: 3T 장비에서 신생아 뇌영상을 얻을 때 FIR과 3D GRE 기법은 SE보다 좋은 T1 강조영상을 제공할 것으로 기대된다.

• 감성과학
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• 제15권4호
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• pp.585-592
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• 2012

음식물 섭취는 영양상태의 유지와 생존을 위해 필요하며, 미각은 가장 기본적인 감각 중의 하나이다. 맛을 느끼는 미각세포는 다섯 가지 기본 맛(단맛, 쓴맛, 짠맛, 신맛, 감칠맛)에 대해 반응한다. 그러나 뇌에서 맛감각의 처리과정과 미각피질의 조직화된 원리에 대한 이해는 여전히 부족한 실정이다. 최근 기능적 자기공명영상(fMRI), 뇌자도(MEG), 광영상(optical imaging)을 이용하여 미각 자극에 대한 뇌의 반응들을 영상화하는 연구들이 진행되고 있다. 뇌 활성 변화를 관찰할 수 있는 이들 뇌 영상 기법들은 서로 직접적인 비교 데이터를 제공하지는 못하지만, 이러한 기법들은 상호 보완적이다. 따라서 이러한 기법들을 이용한 데이터들의 상호비교는 미각 자극에 대해 반응하는 뇌의 시간-공간적인 활성 패턴 변화를 이해하는데 많은 도움을 준다. 본 연구는 감각 및 감성적 측면에서의 미각 자극에 따른 뇌의 정보처리에 있어서 미각영역의 활성화에 관한 영상매핑에 대해 최근까지 밝혀진 결과들과 연구동향을 소개하고자 한다. 미각 자극에 따른 뇌의 영상 변화를 관찰하여 구조해부학적 지도를 만드는 것은 매우 복잡한 미각의 신경회로망을 이해하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권5호
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• pp.465-472
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• 2006

최근 대용량 의료영상 데이터로부터 인체 기관 또는 질환 부위 추출을 위한 영상 분할 기법이 매우 다양하게 제안되고 있으나, 뇌와 같이 다중 구조를 가지면서 구조간 경계 구분이 어려운 영상의 구조적 분할에는 한계를 가진다. 이를 위해 주로 복셀을 유한 개의 군집으로 분류하는 군집화 (clustering) 기법이 이용되나 이는 개별 복셀 단위의 연산을 수행함으로 인해 잡음의 영향을 받는 제한점이 있다. 그러므로 잡음의 영상을 최소화하고 영상 경계를 강화시키는 향상기법을 적용함으로써 보다 견고한 구조적 분할을 수행할 수 있다. 본 연구에스는 뇌 자기공명영상에 대하여 백질(white matter), 회백질(gray matter), 뇌척수액(cerebrospinal fluid)의 내부 구조를 효율적으로 추출하기 위한 필터링 기반 군집화에 의한 구조적 분할 기법을 제안한다. 우선 구조간 경계를 강화하고 구조 내 잡음을 약화시키기 위해 응집성 향상 확산 필터링(coherence enhancing diffusiion filtering)을 적용한다. 또한 이 과정을 통해 강화된 영상에 퍼지 c-means 군집화 기법을 적용하여 각 복셀이 속하는 구조에 해당하는 군집의 인덱스를 할당함으로써 구조적 분할을 수행한다. 제안된 구조적 분할기법은 기존의 가우시안 또는 일반적인 비등방성 확산 필터링과 군집화 기법을 적용한 기법에 비해 전문가의 수동분할 결과와의 일치 비율에 의한 분할 정확도를 향상시킴을 보였다. 또한 경계 부분에 있어서의 세밀한 분할을 통해 재생산 가긍하고 사용자 수동후 처리를 최소화할 수 있는 결과를 제시함으로써 형태적 뇌 이상 진단을 위한 효율적인 보조 수단을 제공한다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.1-5
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• 2004

본 논문에서는 인체의 머리 부분을 촬영한 자기 공명 촬영 영상(MRI: Magnetic Resonance Imaging)에서 뇌 영역의 대뇌 피질 만을 분할하는 방법에 대해 제시하고자 한다. 뇌의 해부학적 구조를 파악할 경우에 영상 내에 함께 보여지는 두개골과 뇌척수액 등을 제외한 대뇌피질 영역을 분할하면 보다 효과적인 정보 분석 및 진단이 가능하게 된다. 본 논문에서는 3단계 알고리즘을 제시한다. 첫번째 단계에서는 Speckle reducing anisotropic diffusion (SRAD)를 이용하여 영상 내에 존재하는 잡음을 제거하기 위한 필터링이다. 두번째 단계에서는 필터링된 결과를 이용하여 추출된 임계값과 사용자의 인터렉션인 씨드 포인트를 통해 영상분할을 수행하고, 세 번째 단계에서는 후 처리를 통해 분할 결과를 보완한다. 영상분할 결과의 정확성을 측정하기 위하여 현재 병원의 의료진들이 사용하고 있는 Mayo clinic사의 Analyze를 이용하여 분할된 결과와의 오류를 측정하였다. 또한 최종 결과에 대해 ultravis를 이용한 볼륨 렌더링으로 영상분할의 최종 결과를 제시하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.13-14
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• 2023

뇌의 전기적 신경활동을 측정하는 뇌전도(EEG)는 저렴하게 취득할 수 있고 높은 시간 해상도를 갖는 반면 공간적 정보를 제공하지는 않는다. 기능적 자기공명영상(fMRI)은 혈류변화를 감지하여 뇌활동을 측정하는 방식으로서 높은 공간 분해능을 갖지만 고가의 비용과 설비를 요구한다. 최근 저렴하게 취득할 수 있는 EEG 데이터로부터 딥러닝을 사용하여 fMRI 합성영상을 생성하는 기술이 제안되었지만, 저주파수 대역에서 EEG와 fMRI 간의 뇌과학적 상관관계를 반영하지는 않는다. 본 연구에서는 휴식상태에서 취득된 EEG 데이터를 스펙트로그램으로 변환한 후 저주파수 특성을 사용하여 fMRI 합성영상을 생성하는 U-net 기반의 크로스 모달리티 변환 모델의 실현가능성을 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.2985-2989
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• 2009

본 논문에서는 학습집중력을 향상시킬 수 있는 시트를 제작하였다. 학습집중력의 향상을 입증하기위하여 인체 내에 존재하고 있는 조영제를 이용하여 공간적 시간적 해상도가 뛰어나고 비침습적으로 뇌기능을 측정할 수 있는 기능적 자기공명영상을 획득하여 분석을 한 결과 기억작용과 관련 있는 전두엽 부근의 뇌혈류량의 활성화를 확인할 수 있었고 뇌파 측정 분석 결과 절대알파파와 절대베타파의 비율에서 유의할 만한 변화를 확인하였다. 기능적 자기공명영상은 뇌의 생리기능적 역할을 규명, 의학적으로 수술 전후 장애를 방지하고 예방하는데 활용되고 있으며 뇌신경망의 가시화로 학습집중력 향상 시트등과 같이 뇌와 관련된 제품을 개발하는데 많은 연구가 이루어질 것이다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제4권1호
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• pp.52-57
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• 2000

목적: 기능적 자기공명영상을 이용하여 정신분열증 환자에서 운동자극에 의한 뇌 피질의 반응양상을 정상인과 비교하여 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 9 명의 오른손잡이 정신분열증 환자와 정신과학적으로 이상이 없는 6 명의 건강한 오른손잡이 자원자를 대조군으로 하였다. EPI 기법을 이용하여 한 절편 당 120 개의 연속영상 중 3 번의 휴식기와 활성화 시기를 반복하여 전체 4개의 절편에서 총 480개의 영상들을 얻었으며 오른손 운동을 운동자극으로 사용하였다. 영상 후 처리는 교차상관(cross correlation)을 이용하였고 운동자극 시에 우세 대뇌반구를 결정하기 위해 편측화 지수(lateralization index)를 측정하여 환자와 정상인 사이에서 비교하였다. 결과: 정상군에서는 오른손 운동자극시 좌측 감각운동중추에서 우측에 비해 월등히 많은 활성화를 나타내어 높은 펀측화 지수를 보인 반면 정신분열증 환자군의 경우는 좌측 감각운동중추의 활성화는 상대적으로 감소하고 동측인 우측의 활성화가 증가하여 정상군에 비해 낮은 편측화 지수를 나타냈다. 한 명의 환자에서는 우측 감각운동중추가 좌측에 비해 높은 활성화를 보이는 경우도 있었다(역편측화 reversed lateralization) 결론: 정상인에서 관찰되는 좌-우 감각운동피질의 기능적 비대칭성이 정신분열증환자에서는 다른 양상으로 관찰되었다. 이는 이 질환에서 뇌 피질내 운동회로의 기능적 이상이 있음을 반영하는 소견이며, 앞으로 기능적 자기공명영상이 이 질환의 진단과 연구에 많은 도움을 줄 것으로 생각한다.