• 한국자기공명학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.14-25
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• 2008

To investigate the 3-bond connectivity of human brain metabolites by scalar coupling interaction through 2D-correlation spectroscopy (COSY) techniques using high field NMR spectroscopy. All NMR experiments were performed at 298K on Unity Inova 500 or 600 (Varian Inc.) equipped with a triple resonance probe head with z-shield gradient. Human brain metabolites were prepared with 10% $D_2O$. Two dimensional 2D COSY spectra were acquired with 4096 complex data points in $t_2$ and 128 or 256 increments in $t_1$ dimension. The spectral width was 9615.4 Hz and solvent suppression was achieved using presaturation using low power irradiation of the water resonance during 2s of relaxation delay. NMR data were processed using VNMRJ (Varian Instrument) software and all the chemical shifts were referenced to the methyl resonance of N-acetyl aspartate (NAA) peak at 2.0 ppm. Total 10 metabolites such as N-acetyl aspartate (NAA), creatine (Cr), choline (Cho), glutamine (Gln), glutamate (Glu), myo-inositol (Ins), lactate (Lac), taurine (Tau), ${\gamma}$-aminobutyricacid (GABA), alanine (Ala) were included for major target metabolites. Symmetrical 2D-COSY spectra were successfully acquired. Total 14 COSY cross peaks were observed even though there were parallel/orthogonal noisy peaks induced by water suppression. Except for Cr, all of human brain metabolites produced COSY cross peaks. The spectra of NAA methyl proton at 2.02 ppm and Glu methylene proton ($CH_2(3)$) at 2.11 ppm and Gln methylene proton ($CH_2(3)$) at 2.14 ppm were overlapped in the similar resonance frequency between 2.00 ppm and 2.15 ppm. The present study demonstrated that in vitro 2D-COSY represented the 3-bond connectivity of human brain metabolites by scalar coupling interaction. This study could aid in better understanding the interactions between human brain metabolites in vivo 2D-COSY study. Also it would be helpful to determine the molecular stereochemistry in vivo by using two-dimensional MR spectroscopy.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제51권5호
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• pp.312-315
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• 2012

We report magnetic resonance image (MRI) and magnetic resonance spectroscopy (MRS) findings in a patient of cerebral fat embolism (CFE) occurred in a 26-year-old woman after an autologous fat injection into the face. After initial neurologic symptom onset, MRI and MRS data were obtained two times to investigate repeated CFE. We obtained the MRS data in the two different time intervals and two different echo times to compare the lesions with normal brain parenchyma. The results of MRS data showed that a decrease in N-acetyl-aspartate, an increase in lactate and a very high early peak of free lipids between 0.9 and 1.4 ppm were obtained at the acute infarcted lesion as compared with normal brain parenchyma. In addition, these findings were more clearly detected on short echo time spectrum rather than long spectrum. A close relationship between the clinical manifestations and MRI and MRS findings of the brain can helpful to distinguish CFE with other conditions and to evaluate the cause materials of infarctions rather than conventional MRI or diffusion-weighted imaging.

• Korean Journal of Radiology
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• 제1권1호
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• pp.25-32
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• 2000

Objective: The purpose of our study was to determine the ability of H-1 MR spectroscopy (MRS) to lateralize the lesion in patients with hippocampal sclerosis. Materials and Methods: Twenty healthy volunteers and 25 patients with intractable temporal lobe epilepsy whose MR imaging diagnosis was unilateral hippocampal sclerosis were included. This diagnosis was based on the presence of unilateral atrophy and/or high T2 signal intensity of the hippocampus. Single-voxel H-1 MRS was carried out on a 1.5-T unit using PRESS sequence (TE, 136 msec). Spectra were obtained from hippocampal areas bilaterally with volumes of interest (VOIs) of 6.0 cm³ and 2.25 cm³ in healthy volunteers, and of either 6.0 cm³ (n = 14) or 2.25 cm³ (n = 11) in patients. Metabolite ratios of NAA/Cho and NAA/Cr were calculated from relative peak height measurements. The capability of MRS to lateralize the lesion and to detect bilateral abnormalities was compared with MR imaging diagnosis as a standard of reference. Results: In healthy volunteers, NAA/Cho and NAA/Cr ratios were greater than 0.8 and 1.0, respectively. In patients, the mean values of these ratios were significantly lower on the lesion side than on the contralateral side, and lower than those of healthy volunteers (p < .05). The overall correct lateralization rate of MRS was 72% (18/25); this rate was lower with a VOI of 6.0 cm³ than of 2.25 cm³ (64% versus 82%, p < .05). Bilateral abnormalities on MRS were found in 24% (6/25) of cases. Conclusion: Although its rate of correct lateralization is low, single-voxel H-1 MRS is a useful and promising diagnostic tool in the evaluation of hippocampal sclerosis, particularly for the detection of bilateral abnormalities. To improve the diagnostic accuracy of H-1 MRS, further investigation, including the use of a smaller VOI and measurement of the absolute amount of metabolites, are needed.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제12권1호
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• pp.8-19
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• 2008

목적 : 본 연구에서는 인체 뇌 대사물질에 대하여 2D MR 기술인 correlation spectroscopy (COSY) 와 nuclear Overhauser effect/enhancement spectroscopy (NOESY)를 직접 적용하고, 데이터를 획득하여 인체 뇌대사물질들간의 스칼라 짝지움 (coupling)과 쌍극자 (dipolar) 상호작용- NOE에 대한 분석을 통하여 결합연결관계 및 공간연결관계에 대한 정보를 획득하고자 하였다. 대상 및 방법 : 모든 2-D (dimensional) MR 실험 (즉, COSY와 NOESY)은 z축 능동차폐 펄스경사자장, 삼중공명 동결탐침기가 장착된 Bruker Avance 500 (11.8 T) 장비에서 298 K에 수행되었다. MRS상에서 뇌 대사물질과 유사하도록만든 희석액을 만들었고, 최종 MRS 샘플은 10% $D_2O$를 이용하였다. 2-D 스펙트라는 2048 복합 (complex) 데이터 포인트로서 총 320개 의 free induction decay (FID)를 평균화 (averaging)하였고, $H_2O$에서 얻어진 스펙트라는 8012 Hz 였다. 반복지연 (repetition delay) 시간은 2초, 각각의 FID는 4개의 평균화를 선택하였다. 얻어진 2D-COSY, 2D-NOESY 데이터는 Top Spin 2.0 소프트웨어에서 후 처리기법 (post-processing)에 의해 분석되었다. 분석 대상 대사물질은 N-acetyl aspartate (NAA), creatine (Cr), choline (Cho), glutamine (Gln), glutamate (Glu), myo-inositol (Ins), lactate (Lac)로서 총 7 가지 화학물로서 주요 목표 피크로 정했다. 결과 : 인체 뇌 대사물질에 대한 대칭형태의 2D-COSY와 2D-NOESY 스펙트럼을 획득하였고, COSY 스펙트럼상에서는 오직 1.0-4.5 ppm 사이에서만 교차피크들이 생성된 반면 NOESY 스펙트럼상에서는 1.0-4.5 ppm 외에도 7.9 ppm에서 공명 교차피크를 발견할 수 있었다. COSY 스펙트럼을 통하여 lactate에서 메틸 프로톤과 CH 프로톤의 COSY 크로스피크가 발견되었고, NAA에서 메틸렌 프로톤들간과 메틸렌 프로톤과 NH프로톤의 크로스피크가 발견되었고, Ins에서 CH 프로톤 들간의 크로스피크가 발견되었다. NOESY 스펙트럼을 통하여 NAA 분자내 NH 프로톤과 메틸 (-CH3) 프로톤과의 NOESY 크로스피크가 발견되었고, lactate에서 메틸 프로톤과 CH 프로톤과의 크로스피크가 발견되었고, Cr에서 메틸 프로톤과 메틸렌 프로톤과의 크로스피크가 발견되었고, Glu에서 메틸렌 프로톤 들간과 또한 메틸렌 프로톤과 CH 프로톤과의 크로스피크가 발견되었고, Gln에서 메틸렌 프로톤과 CH 프로톤과의 크로스피크가 발견되었고, Ins에서 CH 프로톤 들간의 크로스피크가 발견되었다. 결론 : 본 연구에서는 in vitro 상태의 인체 뇌 대사물질에 2D-COSY와 2D-NOESY 기술을 직접 적용하고, 결합연결관계 및 공간연결관계에 대한 정보를 성공적으로 획득하여 분석하여 보았다. 본 연구 결과물은 향후 인체 내 in vivo 2D-COSY를 이용한 뇌 대사물질 연구에 매우 유용하리라 사료된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제1권1호
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• pp.86-93
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• 1997

목적: 두개강내 고형성 종야에서 병리조직학적 진단과 악성도에 따라 특징적 H-1자기공명분광(MRS) 양상이 나타나는지를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 고형성 뇌종양 환자 81명(저등급 교종 17예, 고등ㅇ급 교종 31예, 림프종 9예, 뇌수막종 8예, 신경세포종 4예, 수아세포종 3예, 원시성신경외배엽종 3예, 전이암 2예, 기타 4예)을 대상으로 생체내 MRS를 시행하여 스펙트럼을 분석하였다. MRS는 1.5T 장치를 사용하여 PRESS기법으로 TR/TE 2000/270msec, VOI $2{\times}2{\times}2cm^3$로 얻었다. 대사 산물의 공명(resonance) 분석은 N-acetyl aspartate(NAA)/Creatine complix(Cr)비, Choline complex(Cho)/Cr비, Lactate(Lac)/Cr비를 구하였으며, 기타 산물에 대하여는 기존의 문헌에 기초하여 존재 유무를 분석하였다. 결과: 모든 고형성 뇌종양에서 NAA는 감소하고, Cho과 lactate는 증가하였다. Cr은 증가하거나 감소하는 등 다양한 결과를 보였다. 모든 종야에서 NAA/Cr이 감소한 반면, Cho/Cr과 Lac/Cr은 증가하였다. 고등급 교종에서는 평균 Cho/Cr과 lactate/Cr이 각각 저등급 교종에 비해 모두 유의하게 높았다(Cho/Cr ; $2.4{\pm}0.7{\;}vs.{\;}1.7{\pm}0.8,{\;}P<0.05,{\;}lactate/Cr{\;};{\;}1.3{\pm}1.9{\;}vs.{\;}0.4{\pm}0.6$, P<0.05). 그러나 NAA/Cr은 유의한 차이가 없었다. 뇌수막종과 신경세포종, 수아세포종에서 Cho/Cr이 고등급 교종의 수준 이상으로 높았다. 결론: H-1 MRS는 고형성 뇌종에서 저등급과 고등급 교종의 감별에 유용하게 이용될 수 있으나, 교종이외의 고형성 양성종양에서도 고등급 교종과 같은 양상을 보이므로 한게가 있다고 생각된다.

• 한국자기공명학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.1-15
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• 2003

PURPOSE - To investigate neurometabolism from the brain destructive lesions and striatal putamen-pallidus regions to the clinically worst side in patients with Parkinson's disease after stereotactic functional neurosurgery. METHODS - Using proton magnetic resonance spectroscopy ($^1$H MRS), fifteen patients (7 males and 8 females; mean age 56.5 years; age range 43-67 years) with Parkinson's disease (PD) were studied to measure N-acetylaspartate (NAA), creatine (Cr), choline-containing compounds (Cho) and lactate (Lac) levels on the neurosurgical lesions of thalamus, globus pallidus and striatal putamen-pallidus regions in a brain. RESULTS - Brain destructive lesion and striatal putamen-pallidus region in PD compared with controls were highly and significantly related to NAA/Cho ratios reduction, respectively (P =0.002, P =0.04), but showed no difference from the same regions of PD prior to neurosergery (P =0.06, P =0.77). Increased lactate peaks at 1.3 ppm were present in all the cerebral lesions, and these resonances were confirmed at a long TE =136 ms, indicating that these signals distinguished from lipids. CONCLUSIONS - Our results suggest that NAA/Cho ratios may provide as a neurometabolite marker for neurochemical changes in brain surgical lesion, and the ratios might be related to functional change of neuropathophysiological status in the striatal putamen-pallidus region of PD. Increase of lactate signals, being remarkable in surgical lesions, could be consistent with a common consequence of surgical necrosis. Therefore, MR spectroscopy could be a sensitive diagnostic tool in monitoring neurometabolic changes in PD with neurosurgical treatment.

• 대한핵의학회지
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• 제34권6호
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• pp.465-477
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• 2000

목적: Thallim-201 ($^{201}Tl$) 뇌 SPECT와 proton ($^1H$) magnetic resonance spectroscopy (MRS)는 뇌 신경교종의 악성도와 치료 후 종양의 생존여부를 평가하기 위하여 사용되어 왔다. 우리는 뇌 신경교종에서 $^{201}Tl$ brain 지수와 $^1H$ MRS 소견을 비교하여 보고 병리조직소견과 잘 일치하는지를 알아보고자 이 연구를 시행하였다. 대상 및 방법: 성상교세포종 4예, 미분화 성상교세포종 7예, 다형성 교모세포종 6예 등 모두 17예를 대상으로 하였다. $^{201}Tl$ 뇌 SPECT에서 $^{201}Tl$ 지수는 병변에 관심영역을 설정하고 계수한 평균값을 반대측 뇌에 관심영역을 설정하고 계수한 평균값으로 나누어 구하였다. $^1H$ MRS에서는 뇌종양 중앙에서 choline (Cho)/creatine (Cr) 비와 N-acetylaspartate (NAA)/Cr 비를 구하였다. 병리조직학으로는 Ki-67 지수, 세포충실도 유사분열정도, 다형태성정도, 괴사 및 내피생성정도 등을 검사하였다. 통계방법으로는 unpaired t test와 상관관계분석을 사용하였다. 결과: $^{201}Tl$-지수는 Ki-67 지수와 좋은 상관관계가 있는 것으로 판명되었고 (p<0.01), 세포 충실도, 유사분열정도 및 내피 생성정도 등과도 어느 정도 상관성이 있었다. 하지만 $^1H$ MRS 결과나 다형태성 및 괴사정도와는 무관하였다. $^1H$ MRS와 일치하는 병리소견이 없었다. 다형성교모세포종인 경우에는 성상교세포종보다 높은 $^{201}Tl$-지수, Cho/Cr 비, Ki-67 지수 등을 나타내었고 낮은 NAA/Cr 비를 나타내었지만 통계적인 의미는 없었다. 결론: 비록 $^{201}Tl$ 뇌 SPECT와 $^1H$ MRS가 악성 뇌교종과 양성 뇌교종을 직접적으로 감별해 낼 수는 없었다. 하지만 $^{201}Tl$ 지수는 여러 가지 병리소견을 대변하므로 종양의 생물학적 생활성이나 환자의 예후 평가 등에 도움이 될 수 있을 것이다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제59권sup1호
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• pp.139-144
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• 2016

Encephalocraniocutaneous lipomatosis (ECCL) is a rare neurocutaneous syndrome that affects ectomesodermal tissues (skin, eyes, adipose tissue, and brain). The neurologic manifestations associated with ECCL are various including seizures. However, ECCL patients very rarely develop brain tumors that originate from the neuroepithelium. This is the first described case of ECCL in combination with dysembryoplastic neuroepithelial tumor (DNET) that presented with intractable seizures. A 7-year-old girl was admitted to our center because of ECCL and associated uncontrolled seizures. She was born with right anophthalmia and lipomatosis in the right temporal area and endured right temporal lipoma excision at 3 years of age. Seizures began when she was 3 years old, but did not respond to multiple antiepileptic drugs. Brain magnetic resonance (MR) imaging performed at 8 and 10 years of age revealed an interval increase of multifocal hyperintense lesions in the basal ganglia, thalamus, cerebellum, periventricular white matter, and, especially, the right temporal area. A nodular mass near the right hippocampus demonstrated the absence of N-acetylaspartate decrease on brain MR spectroscopy and mildly increased methionine uptake on brain positron emission tomography, suggesting low-grade tumor. Twenty-four-hour video electroencephalographic monitoring also indicated seizures originating from the right temporal area. Right temporal lobectomy was performed without complications, and the nodular lesion was pathologically identified as DNET. The patient has been seizure-free for 14 months since surgery. Although ECCL-associated brain tumors are very rare, careful follow-up imaging and surgical resection is recommended for patients with intractable seizures.

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2004년도 제9차 학술대회 초록집
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• pp.43-43
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• 2004

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제7권1호
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• pp.37-52
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• 1996

뇌종양, 뇌졸중, 정신분열증과 개뇌에 대하여 영상으로 정위선정하고 수분억제 방식을 이용한 양성자 자기공명분광법을 시행하였다. STEAM 펄스 시퀀스를 채택하여 GE Signa 1.5 T 전신 MRI/MRS system 을 사용하였다. 크레아틴 (creatine)을 중심으로 양성자 대사물질의 비율을 Marquart 알고리즘을 이용하여 구하였다. 뇌이상조직의 생체내 양성자 자기공명 스펙트럼은 N-acetylaspartate (NAA), choline (Cho), lactate (Lac)의 신호 강도가 현격히 차이를 보였다. 본 연구의 결과는 양성자 자기공명분광에 의해 얻어진 대사물질의 비율은 뇌종양, 뇌졸중, 정신분열증 등의 지표로 사용할 수 있으며, 또 뇌사 판정 기준에 유용한 대사 정보를 제공할 수 있음을 시사해 주고 있다.