인체의 기도 내 섬모 세포는 세포간의 동기화된 고 속의 움직임을 통하여 호흡기를 통하여 들어오는 유해한 물질을 제거하는 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 자동화된 영상처리 기법을 기반으로 CBF를 객관적이고 정량적인 방법으로 측정할 수 있는 방법을 연구하였다. 광학 현미경의 세포 영상은 영상 수집 보드를 통하여 연속적으로 디지털화 된다. 이러한 디지털 영상으로부터 분석에 필요한 신호가 추출되고 분석된다. 획득된 영상을 현미경의 배율을 고려하여 적당한 크기의 사각형 블록으로 나눈 다음 각각에 대하여 FFT 방법에 의해 파워 스펙트럼을 구한다. 파워 스펙트럼의 최고치 주파수가 CBF로 간주되고 이 주파수들을 이용하여 영상 필드 내의 CBF분포를 시각적으로 보여주는 CBF 분포도가 구성된다. 스펙트럼의 최고치 주파수가 CBFD로 간주되고 이 주파수들을 이용하여 영상 필드 내의 CBF 분포를 시각적으로 보여주는 CBF분포도가 구성된다. CBF분포도는 세포간의 CBF차이를 쉽게 구분할 수 있게 해줄 뿐만 아니라 CBF분포의 전체적인 변화 양상을 파악하기 쉽게 해준다. 관찰자가 지정하는 다각형의 윈도우 내의 CBF히스토그램 분포를 통하여 세포 또는 세포 크러스트의 특정 부분의 CBF를 측정할 수 있다.
By their rapid and periodic actions, the cilia of the human respiratory tract play an important role in clearing inhaled noxious particles. Based on the automated image-processing technique, we studied ciliary beat frequency (CBF) objectively and quantitatively. Microscopic ciliary images were transformed into digitized gray ones through an image-grabber, and from these we extracted signals or CBF. By means of a FFT, maximum peak frequencies were detected as CBFs in each partitioned block or the entire digitized field. With these CBFs, we composed distribution maps visualiy showing the spatial distribution of CBFs. Through distribution maps of CBF, the whole aspects of CBF changes or cells and the difference of CBF of neighboring cells can be easily measured and detected. Histogram statistics calculated from the user-defined polygonal window can show the local dominant frequency presumed to be the CBF of a cell or a crust the region includes.
기도에 존재하는 섬모는 인체의 방어기전으로서 중요한 역할을 하며 섬모운동의 장애는 여러 가지 기도질환을 유도하는 원인이 된다. 본 연구에서는 기도 내 섬모의 운동을 생채 내에서 측정할 수 있는 시스템을 개발하여 섬모 운동 주파수(ciliary beat frequency, CBF)를 autoregressive(AR) 스펙트럼 분석을 통하여 정량화하였다. 생체 내에서 운동하고 있는 섬모의 주파수를 측정하기 위해서 레이저와 광섬유 프루브를 사용하는 광전신호(photoelectric signal)방법을 응용하였다. 섬모운동에 의해 산란된 레이저 빛은 광섬유 프루브에 의해 탐지되어 포토 다이오드에서 전기적인 신호로 전환된다. 시리얼 통신을 통하여 PC로 전송된 디지털 섬모운동 신호는 화면에 디스플레이 되며 AR 스펙트럼 방법에 의해 실시간으로 CBF가 결정될 수 있다. 인체의 비강 중비갑개 전단부(anterior end of middle turbinate)에서 직접적으로 프루브를 적용하여 획득된 신호를 분석하였다. 8명의 정상인에 대하여 분석한 결과 CBF는 5에서 10Hz 사이에서 분포했으며 평균적으로 7.3$\pm$1.1Hz 값을 나타냈다. 이는 현재까지 알려진 CBF 값과 유사한 결과이며 측정된 값들의 표준편차도 또한 보고된 결과와 유사한 양상을 나타냈다. 본 연구 결과는 약물에 대한 섬모운동의 영향 및 질별 발달 과정에서의 섬모 운동의 변화 분석 등의 임상 연구에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
목적 : Tc-99m HMPAO 아세타졸아미드(이하, ACZ) 부하 뇌관류 SPECT(이하 중재적 SPECT)는 뇌혈관 질환에서 조기진단, 수술 적응증 선별이나 방법 결정, 그리고 수술 효과 판정과 경과 관찰시 매우 유용하게 사용되고 있다. 중재적 SPECT의 정화한 해석과 진단율을 높이기 위해서는 정상인의 CVR 자료가 필요하지만 국내엔 이런 자료가 없다. 본 연구에서는 연령에 따라 뇌혈류분포와 혈류예비능이 차이를 보이는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 정상 지원자 34명을 대상으로 하였고, 남자 20명, 여자 14명이었으며, 평균연령은 $40.3{\pm}24.9$세, 범위는 4세에서 82세였다. 이들은 신경학적 검사상 특이 소견이 없었으며, 뇌혈관질환, 당뇨, 고혈압, 허혈성 심질환, 그리고 두부외상의 병력은 없었다. 중재적 SPECT는 Tc-99m HMPAO와 이중 헤드 회전형 감마카메라를 이용하여 휴식 및 ACZ부하 SPECT를 연속적으로 시행하여 감산영상을 얻는 방법을 사용하였다. Tc-99m HMPAO는 휴식 및 부하 모두 925 MBq을 주사하였다. ACZ(성인: 1 g, 소아: $250{\sim}500 mg$) 주사 후 23분째에 두 번째 Tc-99m HMPAO를 주사하고 10분 후 부하영상을 얻었다. 동일한 관심영역을 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽, 기저핵, 시상, 소뇌반구에 설정하여 평균 방사능계수를 얻었다. 정량적 지표로 R/L, R/Cbll와 R/WB를 사용하였다. 감산영상에서 구한 평균방사능계수를 상응한 휴식기 계수를 기준으로하여 백분율을 구하여 CVR 평가지표로 사용하였다. 모든 통계적 검정에서 통계적 유의성은 P값이 0.05 미만인 경우만 차이가 있다고 인정하였다. 결과: 한국 정상인에서 뇌혈류 분포는 전 연령에서 R/L의 대뇌반구의 평균 1.004에서 1.018로 좌우 대뇌반구간의 차이가 5%미만이었다. 각 연령군 모두에서 소뇌의 측정치가 가장 높았고, 기저핵과 시상은 가장 낮은 혈류분포를 보였다. 연령이 증가할수록 전두엽과 측두엽은 유의하게 감소하였고 후두엽과 시상부는 유의하게 증가하였다. 모든 연령에서 남녀간에 혈류분포의 차이는 없었다. CVR은 $29.9{\pm}12.9%$이었고, 소아에서는 CVR이 연령에 따라 유의하게 증가하여 10대 후반에 가장 높았다. $20{\sim}49$세 사이에는 서서히 감소하는 경향을 보였고, 50세 이상의 연령군에서 양측 전두엽, 좌측 두정엽, 그리고 우측 기저핵에서 나이가 들어감에 따라 의의있게 감소하였다. 평균 CVR이 여자에서 남자보다 높은 경향을 보였으나 통계학적으로 유의한 차이는 없었다. 결론: ACZ와 Tc-99m HMPAO을 이용한 감산법으로 CVR를 정량적으로 평가할 수 있었고, 한국 정상인에서 뇌혈류 분포와 CVR이 연령에 따라 변한다는 사실을 알 수 있었다.
HEVC(High Efficient Video Coding)는 H.264/AVC 대비 하여 50% 정도의 높은 압축률을 보이지만 인코더의 복잡도가 크게 증가하였다. 이러한 높은 복잡도로 인한 실사용에 있어서의 문제를 줄이기 위하여 본 논문에서는 변환계수의 분포와 cbf(coded block flag)를 이용하여 예측블록의 크기를 빠르게 결정짓는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 HM16.0 대비 42%의 부호화 속도를 향상시켰으며 1.9%의 성능 감소를 갖는다.
목적: 본 연구는 내측 측두엽 간질 환자가 국소 혈류 변화를 보이는 두뇌 영역을 ${H_2}^{15}O-PET$을 이용하여 확인하는 것을 목적으로 하였다. 대상 및 방법: 12명의 내측두엽간질 환자(우측 6명, 좌측 6명)와 6명의 정상인에게 '+' 응시 조건과, 위로 향한 화살표에만 단추를 눌러 반응하는 감각-운동 과제를 수행하면서 ${H_2}\;^{15}O-PET$을 실시하였다. 각 스캔의 영상과 SPM99 소프트웨어를 이용하여 화소 분석방법으로 정상인과 환자 집단 사이에 기저 뇌혈류 또는 뇌혈류 증가 정도의 차이를 조사하였다. 결과: 응시기저 조건 중에는 우 내측두엽 간질 환자는 좌우 양반구의 후측 도와 오른쪽 전두말단 부분의 혈류가 감소하였다. 같은 조건에서, 좌 내측두엽 간질 환자에서는 왼쪽 전두말단 영역과 측두엽 영역의 혈류가 정상인들보다 감소되었다. 응시조건과 비교하여 감각-운동 과제 중에 혈류가 증가하는 정도를 정상인과 비교하였을 때 우 내측두엽 간질 환자에게서는 왼쪽의 전두엽과 상측두 영역이, 좌 내측두엽 간질 환자들에게서는 우반구의 여러 영역이 저하되었다. 반면 두 환자 집단 모두 왼쪽의 하 두정엽과 전시상핵/뇌궁 연접 영역의 혈류 증가 정도가 정상인 집단에 비하여 증가되었다. 결론: ${H_2}\;^{15}O-PET$으로 측정된 두뇌 국소 혈류 분포를 SPM99을 이용하여 분석함으로써, 단순한 감각 운동 조건 동안의 두뇌 국소 혈류 증가 양상은 물론이고, 응시점을 주시하는 단순 기저 조건 중 측정된 두뇌의 국소 혈류량의 분포에도 내측 간질 환자 집단과 정상인 집단간에 유의미한 차이가 있음이 발견되었다.
HEVC(High Efficiency Video Coding)는 H.264/AVC 대비하여 두 배 가까이 높은 압축률을 갖지만 부호화기의 복잡도가 크게 증가하였다. 이러한 높은 복잡도는 실시간 소프트웨어 부호화기 구현에 있어 문제가 될 수 있다. 부호화기의 계산복잡도를 줄이기 위하여 본 논문에서는 첫 번째로 화면 내 예측과정에서 입력 영상의 변환계수의 분포를 분석하여 예측블록의 크기와 모드를 빠르게 결정짓는 방법을 제안한다. 두 번째로, cbf(coded block flag)를 이용하여 예측블록의 크기를 빠르게 결정짓는 방법도 제안한다. 제안된 방법은 HM16.0 대비 0.8%의 비트율 증가하였지만 41%의 부호화 속도를 향상시켰다.
차량 통신 환경의 멀티 홉 라우팅은 차량의 이동성, 도로 특성, 차량 분포에 따라 네트워크 토폴로지 및 라우팅 경로의 심한 변동 때문에 지속적으로 유지하기 어렵다. 차량 안전 서비스 유지를 위해 유럽 통신 표준(ETSI: European Telecommunication Standard Institute)을 기반으로 하여 GeoNetworking을 구현하였다. GeoNetworking은 유니캐스트와 브로드캐스트로 데이터를 전달하는 방식이 있다. 본 논문에서는 QualNet 네트워크 시뮬레이터를 이용하여 GeoNetworking에 대한 패킷 전달율과 종단 간 지연 등의 성능 지표를 비교하였다. 이전 연구[5]는 GeoUnicast의 성능만을 평가했다. 본 연구에서는 GeoBroadcast에 대한 연구도 추가적으로 수행하였고, GeoUnicast의 CBF(Contention based Forwarding)와 GeoBroadcast의 Greedy 전달 알고리즘을 비교하여 GeoNetworking에 대한 알고리즘 성능 평가를 진행하였다.
목적: 뇌졸중 등을 포함한 신경질환에 여러 경혈이 사용되고 있는데 이에 대한 작용기전은 아직 불분명하며, 경혈과 뇌혈류의 변화, 그리고 뇌영역 간의 차이에 관한 연구는 없다. 본 연구는 뇌졸중에 사용되는 경혈인 백회, 인중, 합곡, 족삼리과 삼음교에서 체침 자극시 뇌혈류의 변화 여부와 이에 따른 뇌영역의 차이을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 건강한 정상 성인 54명(남:여=34:20, 연령분포 $18{\sim}62$세)을 대상으로 하였다. 경혈에 따라 백회 6명, 인중 5명, 합곡 15명, 족삼리 16명, 그리고 삼음교는 6명에서 시행하였고, 대조군으로 이 중 6명에서 비경혈 부위를 자극하였다. Tc-99m ECD 925 MBq를 수사하고 5분 째 기저영상 촬영을 시작하였으며, 촬영시작 8분 째 각 경혈에 체침을 놓은 상태로 검사 끝까지 43분간 유지시켰다. 첫 촬영이 끝난 직후 동일양의 Tc-99m ECD를 주사하고 5분후 동일한 방법으로 두 번째 촬영을 하였다. IBM 컴퓨터에서 PC용 MATLAB과 윈도우용 SPM'97 이용하여 분석하였다. 결과: 백회의 경우 양측 전두엽 앞쪽, 우측 측열구(sylvian fissure) 주위의 전두엽과 측두엽, 좌측 측두엽 앞쪽과 소뇌반구 일부에서 의의있는 뇌혈류 증가가 관찰되었다. 인중의 경우 좌측 전전두엽에서 뇌혈류가 의의있게 증가하였고, 이에 인접한 우측 전두엽 일부에서 뇌혈류의 증가가 관찰되었다. 우측 합곡에서는 좌측 대뇌반구, 즉 좌측 전두엽 대부분, 측두엽 앞쪽 일부와 좌측 소뇌, 그리고 우측 전두엽 하방에서 의의있게 뇌혈류가 증가하였다. 우측 족삼리의 경우 좌측 측두엽, 우측 전두엽 하방과 측두엽 일부, 좌측 소뇌에서 뇌혈류가 증가되었다. 우측 삼음교에서는 좌측 전두엽 하방과 측두엽 전면부, 그리고 촤측 소뇌 일부에서 의의있게 뇌혈류가 증가되었다. 비경혈부위에서는 의의있는 뇌혈류 증가는 없었다. 결론: 체침은 뇌혈류를 증가시키고, 각 경혈은 특정한 뇌영역과 관련이 있음을 알았다. 따라서 체침은 뇌졸중에 효과가 있음을 암시하고, 효과적인 경혈을 선택하는데 기초가 될 것으로 생각되었다.
남,여 ADHD환자별 뇌혈류 상태를 비교분석하기 위하여 SPECT 영상을 획득하고, 유의수준에 따른 클러스터(cluster)의 분포변화와 혈류량 증가율과 감소율의 변화를 조사하였다. 남자 어린이 ADHD환자군 51명과 정상군 8명, 여자 어린이 ADHD환자군 13명과 정상군 4명에 대하여. Multi SPECT3 camera를 이용하여 $^{99m}Tc-ECD$를 정맥 주사후 30분에 영상을 획득하고, 뇌혈류 상태를 통계적 파라미터 지도작성법(SPM)으로 분석하였다. 정상 어린이군에 대한 남,여 환자군의 뇌혈류 증가와 감소부위의 분포를 통계적 유의수준 P<0.001부터 P<0.05 범위에서 나타내었다. 남자 어린이 ADHD환자군에서 유의수준 P<0.02에서부터 P<0.05까지 대상회전(post. cingurate gyrus)에서만 혈류가 증가되었다. 증가율의 변화는 유의수준에 영향을 받지 않았으며, 정상군보다 환자군은 평균 15.84%가 증가되었다. 여자의 경우, P<0.003에서 소뇌후엽 중앙상부, P<0.005에서 소뇌 중앙후엽과 좌측 대뇌변연엽(limbic lobe)에서 혈류증가 클러스터가 나타났다. P<0.009에서 P<0.01까지는 좌측대뇌 측두엽에서, P<0.02에서는 우측 대뇌측두엽과 좌측 대뇌 두정엽에서 혈류증가 클러스터가 나타났으며, 각 클러스터에서 평균 $24.68{\sim}31.25%$의 혈류증가율을 나타내었다. 남자 ADHD 질환군의 혈류 감소는 P<0.004에서 좌측의 대뇌 도이랑(Insula gyrus), P<0.005에서는 우측 대뇌 측두엽, P<0.007에서는 우측대뇌 전두엽, P<0.009에서 P<0.01까지는 좌측 대뇌전두엽 그리고 P<0.02에서는 대뇌전두엽 중앙이랑에서 혈류감소 클러스터가 나타났다. 혈류 감소율은 유의 수준에 의해 영향을 받지 않았으며 평균 $15.21{\sim}16.64%$의 감소율을 나타내었다. 여자어린이 ADHD환자에서는 P<0.001에서 좌측 대뇌렌즈핵(lentiform nucleus)에서만 감소되었으며, P<0.003에서는 좌우 대뇌렌즈핵에서 모두 감소되었고 P<0.005에서 P<0.01까지는 좌우의 렌즈핵 외 좌측 대뇌 측두엽이랑등 3개의 감소 클러스터가 나타났다. P<0.03에서는 좌측 대뇌두정엽과 전두엽에서 감소되었고, 평균 $30.57{\sim}30.84%$의 혈류감소율을 나타내었다. 혈류감소율은 유의수준의 변화에 영향을 받지 않았다. ADHD환자의 뇌혈류증가, 감소율이 남자보다 여자환자에서 2배 정도가 많았고, 혈류 증가와 감소클러스터분포의 차이가 있는 것으로 나타나, ADHD환자의 분석은 남, 여별로 구분하여야 할 필요가 있다고 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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