• 한국방사선학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.49-54
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• 2017

MRI장비에서 자장의 세기가 증가 하게 되면 사용하는 RF(Radiofrequency) pulse 또한 증가 하게 되고 이는 MRI 장비 안에 놓인 인체의 체온 상승을 증가 시키게 하는 역할을 하게 된다. 이에 국소부위에서의 열 발생을 알아보고자 젤라틴과 pork sample 이용하여 측정하였다. 본 연구는 2014년 12월 21일부터 2015년 8월 14일까지 153명의 환자를 대상으로 실시하였다. 3대의 MRI(1.5T- 1대, 3.0T- 2대)장비를 사용하여 뇌 또는 간 부위에서 일상적으로 쓰이는 sequence 프로토콜을 동일하게 적용하여 검사하였다. 검사 전 후 체온 측정은 적외선 타입의 귀 체온계(Braun社)를 사용하였으며 대상자의 심리적 상태는 직접 설문을 통하여 파악했다. 임상 환자를 대상으로 한 체온 상승 결과를 보면 3.0T가 1.5T에서보다 평균 $0.15^{\circ}C$정도 높았고(p<0.012) 3.0T내 에서도 Philips제조회사에서 보다 GE社 MRI장비에서 $0.14^{\circ}C$정도 더 높았다. 심인성 상태에 따른 결과를 살펴보면 MRI검사 진행 중 나는 소리에 대한 민감성 정도와 체온상승과의 관계는 무관하였고, 폐쇄성에 대한 응답이 긴장감으로 느꼈다고 대답하는 사람일수록 체온이 더 상승하는 경향을 보였다. 자장의 세기가 높은 MRI장비일수록 RF 반응물질(물, 금속물질)에 의한 화상이나 체온상승으로 인한 위험한 상황발생(체온조절 장해 환자의 경우 고온 손상, 과다 땀 발생으로 인한 탈진)이 나타나지 않도록 환자의 상태를 좀 더 예의 주시하며 MRI검사를 진행할 필요가 있겠다. 높은 자기장을 기반으로 한 MRI장비는 인체에 흡수되는 전자파 흡수율인 SAR를 비례적으로 증가시키므로 앞으로는 RF 코일 성능을 향상하거나 영상의 질을 향상시키기 위한 이미지 프로그램을 개발하는 등 자기장 이외의 방법을 강구하는 것이 필요하다.

• 전기학회논문지
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• 제64권3호
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• pp.429-432
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• 2015

Radio Frequency (RF) coils in Magnetic Resonance Imaging (MRI) systems interact with a patient's tissues, resulting in the absorption of RF energy by the tissues. The presence of an electrically conducting medical implant may concentrate the RF energy and causes tissue heating near the implant devices. Here we present a novel design for a medical lead to reduce this undesired heating. Specific Absorption Rate (SAR), an indicator of heating, was calculated. Remcom XFdtd software was used to calculate the peak SAR distribution (1g and 10 g) in a realistic model of the human body. The model contained a medical lead that was exposed to RF magnetic fields at 64 MHz (1.5 T MRI), 128 MHz (3 T MRI) and 300 MHz (7 T MRI) using a model of an MR birdcage body coil. Our results demonstrate that, our proposed design of adding nails to the medical lead can significantly reduce the SAR for different MRI systems.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.139-146
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• 2017

Brain MRI 검사에서는 영상을 얻기 위해 RF Pulse를 인체에 조사하게 되는데 이때 조사된 RF Pulse 에너지의 상당부분은 우리 몸에 그대로 흡수되게 되고 이로 인해 인체의 온도가 상승하게 되는데 노출 정도에 따라 인체에 영향을 주게 된다. 동일한 RF Pulse 에너지를 주었더라도 인체에 금속이 삽입되었다면 금속으로 인해 인체의 전도도가 상당히 증가하기 때문에 SAR값이 증가하고 체온도 역시 상승할 것이다. 따라서 치아임플란트를 했을 때와 하지 않았을 때 인체의 머리에 나타나는 SAR값의 변화와 인체의 온도변화는 차이가 있지 않을까라는 의문으로 이번 연구를 시작하게 되었다. 실험은 3.0 Tesla MRI장비에서 발생되는 128MHz RF Pulse 주파수대에서 치아임플란트의 사용 유무에 따른 인체가 받는 SAR와 체온의 변화를 XFDTD 프로그램을 사용하여 인체두부 모델과 치아임플란트 모델을 활성화시켜 실험하였다. MRI장비에서 치아임플란트로 인해 인체두부 모델에 흡수되는 SAR의 평균값과 체온 상승을 살펴 본 결과 모두 증가하고 있음을 알 수 있다. 또한 계산 결과 평균 최대 SAR값과 뇌 부분의 최대 온도 상승이 국제 안전 기준치 이하로 나타났으나, 치아임플란트의 개수 증가에 따라 값이 변할 수 있으므로 그 영향을 간과할 수 없으며, 향후 과제로 치아임플란트 개수와 체적의 증가와 치아임플란트 재질에 따른 SAR, 온도 상승 시뮬레이션이 필요하다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제13권2호
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• pp.161-170
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• 2009

목적 : 평행영상(Parallel imaging)기법의 개발로 긴 촬영시간 때문에 종종 사용되지 못하던 삼차원 영상기법이 최근 들어 환자 병을 진단하는데 새로이 사용되고 있다. 이 연구의 목적은 최근에 뇌 영상에서 개발되어 이용되고 있는 삼차원 자기공명영상을 사람의 뇌에서 짧은 시간 내에 얻을 수 있도록 2차원 평행영상 기법을 사용한 최적화 방법을 연구하는데 있다. 대상 및 방법 : 검사 장비는 3.0T 자기공명영상장치를 이용하였으며 8-채널 SENSE(sensitivity encoding) 머리 코일을 이용하였다. 팬텀 및 3명의 사람 머리에서 영상을 얻었다. 세 가지의 삼차원 영상법인 3D T1WI, 3D T2WI 및 3D FLAIR 영상 방법에 대하여 평행인자(SENSE factor)의 변화에 따른 팬텀 영상을 얻었다. 각각의 영상법에서 영상획득에 적당한 SENSE 인자를 찾기 위해 Phase encoding 방향과 Slice encoding 방향을 조합한 SENSE 인자를 변화시키면서 영상을 얻었다. 영상분석을 위하여 특정영역(ROI)를 설정한 후에 신호대 잡음비 (Signal-to-noise ratio, SNR), 감소분율(Percent Signal Reduction Rate, %R), 대조도(contrast-to-noise ratio, CNR)를 계산하였다. 결과 : 팬텀을 이용한 SENSE 인자 변화에 따른 SNR 및 %R 값의 변화 결과 3D T1WI 방법에서 SENSE 인자를 사용한 것들 중에서 SENSE 인자를 총 3인 경우 약 0.2%의 신호 감소가 나타났고 영상시간은 5분 이내였다. 3D T2WI 방법의 경우 SENSE 인자를 사용한 것들 중에서 SENSE 인자를 총 3인 경우에 약 1.0% 신호 감소가 나타났고 영상 시간은 약 5분 이내였다. 3D FLAIR 방법의 경우 SENSE 인자를 사용한 것들 중에서 SENSE 인자를 4를 사용한 경우에 약 0.2% 신호 감소가 나타났고 영상시간은 약 6분이었다. 사람을 대상으로 할 경우 3D T1W 및 3D T2W영상에서 SNR 및 CNR은 SENSE 인자를 3으로 한 경우에서 SENSE 인자를 4로 한 경우 보다 높게 나타났다. 3D FALIR 영상의 경우 CNR은 SENSE 4에서는 SENSE 3에 비하여 낮았다. 결론 : 본 연구에서는 3가지 3차원 영상법을 실제 임상적용이 가능한 시간 영역에서 SENSE 인자를 변화 시키면서 치적의 영상을 얻도록 하는 연구를 실시한 결과 SNR 감소를 최소화 하면서 영상획득 시간을 약 5분에서 6분 정도 소요되는 2차원 SENSE 인자를 찾았다. 이를 뇌 영상에 적용하였을 경우 SENSE 인자를 적용하지 않은 경우와 비교하면 신호 감소는 최소화 하면서 영상의 질은 큰 영향을 주지 않은 것으로 나타났다. 3D T1W및 3D T2W는 SENSE 인자를 3으로 3D FLAIR인자는 SENSE 인자를 4로 하는 것이 환자를 대상으로 한 뇌 영상에 적합하다고 생각된다. 앞으로는 이들 영상법이 뇌 영상뿐만 아니라 다른 영역의 영상에 적용을 위한 최적화가 필요하다고 생각된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제23권3호
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• pp.202-209
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• 2019

Purpose: To investigate the temperature-based differences of cortical bone ultrashort echo time MRI (UTE-MRI) biomarkers between body and room temperatures. Investigations of ex vivo UTE-MRI techniques were performed mostly at room temperature however, it is noted that the MRI properties of cortical bone may differ in vivo due to the higher temperature which exists as a condition in the live body. Materials and Methods: Cortical bone specimens from fourteen donors ($63{\pm}21$ years old, 6 females and 8 males) were scanned on a 3T clinical scanner at body and room temperatures to perform T1, $T2^*$, inversion recovery UTE (IR-UTE) $T2^*$ measurements, and two-pool magnetization transfer (MT) modeling. Results: Single-component $T2^*$, $IR-T2^*$, short and long component $T2^*s$ from bi-component analysis, and T1 showed significantly higher values while the noted macromolecular fraction (MMF) from MT modeling showed significantly lower values at body temperature, as compared with room temperature. However, it is noted that the short component fraction (Frac1) showed higher values at body temperature. Conclusion: This study highlights the need for careful consideration of the temperature effects on MRI measurements, before extending a conclusion from ex vivo studies on cortical bone specimens to clinical in vivo studies. It is noted that the increased relaxation times at higher temperature was most likely due to an increased molecular motion. The T1 increase for the studied human bone specimens was noted as being significantly higher than the previously reported values for bovine cortical bone. The prevailing discipline notes that the increased relaxation times of the bound water likely resulted in a lower signal loss during data acquisition, which led to the incidence of a higher Frac1 at body temperature.

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2002년도 제7차 학술대회 초록집
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• pp.109-109
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• 2002

Purpose： The aim of the study is to see the representation patterns of human visual cortex by perceiving some geometrical shapes. Method： 3 humans as subjects for the fMRI experiment. A classical block or box car design was used as experimental paradigm. 3 different types of fan shapes and concentric circles were presented.

• 대한방사선치료학회지
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• 제29권2호
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• pp.33-41
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• 2017

목 적: 종양에는 최대한의 선량을 부여하고 주변의 정상조직에는 최소한의 선량이 조사되도록 부작용을 줄이는 목적으로 방사선 치료기술이 발전함에 따라 다양한 치료계획 및 치료 방법이 개발되고 있다. 방사선 치료 시 CT(Computed tomography)와 MRI(Magnetic resonance imaging)영상의 융합은 종양에 선량을 전달하는데 커다란 역할을 한다. 본 연구의 목적은 치료계획 시 자체 제작한 팬톰을 이용하여 CT와 MRI영상들의 융합을 통해 영상의 재현성 및 유용성을 평가하고 획득한 영상에서 타겟 선량을 비교, 분석해보고자 한다. 대상 및 방법: 자체 제작한 팬톰을 이용하여 CT 촬영을 하고, 자장의 세기가 다른 1.5T 와 3.0T의 MRI 촬영을 하여 영상을 획득한다. CT 촬영을 한 팬톰의 영상과 각기 다른 자장의 세기로 촬영한 팬톰의 MRI영상에서 팬톰 내에 존재하는 작은 홀의 크기 및 용적의 재현성을 비교하고, 임의의 타겟에서 선량 변화를 비교, 분석한다. 결 과: 13개의 작은 홀 직경은 CT 촬영에서 최대 31 mm, 최소 27.54 mm를 나타냈으며, 실제 제작한 것과 비교하여 평균 29.28 mm 1 % 이내로 측정되었다. 1.5T MRI 퓨전 영상에서는 최대 31.65 mm, 최소 24.3 mm를 나타냈으며, 평균 28.8 mm 1 % 이내로 측정되었다. 3.0T MRI 퓨전 영상에서는 최대 30.2 mm, 최소 27.92 mm를 나타냈으며, 평균 29.41 mm 1.3 % 이내로 측정되었다. 타겟의 조사된 선량변화는 CT에서 95.9-102.1 %, CT-1.5T MRI 퓨전영상에서 93.1-101.4 %, CT-3.0T MRI 퓨전영상에서는 96-102 %의 선량변화를 보였다. 결 론: CT 및 MRI는 영상획득 시 다른 알고리즘이 적용된다. 또한 인체의 장기는 각기 다른 밀도를 가지고 있으므로 영상 획득 시 이미지 왜곡이 발생할 수 있다. 이러한 부정확한 영상의 묘사는 타겟의 용적범위 및 선량에 영향을 주기 때문에 정확한 타겟의 용적과 위치는 불필요한 선량이 조사되는 것을 방지하며, 치료계획 시 오차를 방지할 수 있다. 즉 CT와 MRI 영상이 가지고 있는 영상 표출 알고리즘의 장점을 이용하여 치료계획에 적용해야 할 것이다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제21권6호
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• pp.726-735
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• 2020

Objective: Recent innovations in biology are boosting gene and cell therapy, but monitoring the response to these treatments is difficult. The purpose of this study was to find an MRI-reporter gene that can be used to monitor gene or cell therapy and that can be delivered without a viral vector, as viral vector delivery methods can result in long-term complications. Materials and Methods: CMV promoter-human organic anion transporting polypeptide 1B3 (CMV-hOATP1B3) cDNA or CMV-blank DNA (control) was transfected into HEK293 cells using Lipofectamine. OATP1B3 expression was confirmed by western blotting and confocal microscopy. In vitro cell phantoms were made using transfected HEK293 cells cultured in various concentrations of gadoxetic acid for 24 hours, and images of the phantoms were made with a 9.4T micro-MRI. In vivo xenograft tumors were made by implanting HEK293 cells transfected with CMV-hOATP1B3 (n = 4) or CMV-blank (n = 4) in 8-week-old male nude mice, and MRI was performed before and after intravenous injection of gadoxetic acid (1.2 µL/g). Results: Western blot and confocal microscopy after immunofluorescence staining revealed that only CMV-hOATP1B3-transfected HEK293 cells produced abundant OATP1B3, which localized at the cell membrane. OATP1B3 expression levels remained high through the 25th subculture cycle, but decreased substantially by the 50th subculture cycle. MRI of cell phantoms showed that only the CMV-hOATP1B3-transfected cells produced a significant contrast enhancement effect. In vivo MRI of xenograft tumors revealed that only CMV-hOATP1B3-transfected HEK293 tumors demonstrated a T1 contrast effect, which lasted for at least 5 hours. Conclusion: The human endogenous OATP1B3 gene can be non-virally delivered into cells to induce transient OATP1B3 expression, leading to gadoxetic acid-mediated enhancement on MRI. These results indicate that hOATP1B3 can serve as an MRI-reporter gene while minimizing the risk of long-term complications.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.96-100
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• 2012

정 자장($B_0$)의 세기가 7 T(Tesla) 또는 9.4 T 고자기장 MRI(Magnetic Resonance Imaging) 시스템은 정 자장의 세기가 1.5 T 또는 3 T MRI(Magnetic Resonance Imaging) 시스템에 비하여 인가된 RF(Radio Frequency) 필드의 높은 불균질성을 보여준다. 다채널(multi-channel) RF 코일에서는 인가된 RF 자장($B_1^+$)의 불균질성을 개선시키기 위해서 각각의 코일 소자(element)에 인가되는 전류의 크기와 위상을 독립적으로 조절할 수 있다. 선택된 관심 영역에서의 RF 자장이 균일하도록 RF 코일의 각 요소로 들어가는 최적화된 전류의 크기와 위상 값을 얻기 위해서 iterative 방법과 함께 convex 최적화 방법이 사용된다. 이러한 방법을 입증하기 위하여 9.4 T MRI 시스템에 RF 코일의 공진 주파수가 400 MHz을 가지는 다채널 전송 선로 코일이 인체 두상 모형과 함께 모델링되었으며, 이 코일에 의하여 자장이 얻어진다. 9.4 T MRI 시스템을 위한 시뮬레이션 결과가 자세히 논의된다.

• 전기학회논문지
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• 제64권2호
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• pp.280-283
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• 2015

This paper demonstrates a new radio frequency (RF) resonator at 3 T magnetic resonance imaging (MRI) system. An approach based on a split ring resonator (SRR) having effective metamaterial properties is investigated. Electromagnetic simulation results are compared for RF resonators and discussed in detail at 3 T. A new RF resonator has approximately 10% higher magnetic fields at the center of the human phantom than the previous RF resonator.