• 대한영상의학회지
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• 제83권5호
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• pp.1059-1070
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• 2022

목적 계산형 확산강조영상 b2000과 실제 획득한 확산강조영상 b2000 사이에 전립선암 발견을 위한 민감도 및 관찰자 간 일치도를 비교하였다. 대상과 방법 근치적 전립선 절제술 및 확산강조영상(b, 0, 100, 1000, 2000 s/mm²)을 포함한 수술 전 3 Tesla 자기공명영상을 통해 전립선암으로 진단받은 총 88명의 환자가 연구에 포함되었다. 계산형 확산강조영상 b2000은 실제 획득한 확산강조영상 b0, 100, 1000으로부터 단일 지수 감쇠 모델에 의해 계산되었다. 두 명의 독립된 검토자가 4주 간격으로 무작위 순서로 두 영상 세트를 검토하여, 가장 큰 종양에 대해 관심 영역을 그렸고, Prostate Imaging-Reporting and Data System 2.1에 기반한 점수를 기록하였다. 전층 절편 조직 검사가 참고 기준으로 제공되었다. 결과 연구에 포함된 환자의 글리슨 점수는 6 (n = 16), 7 (n = 53), 8 (n = 9), 9 (n = 10)로 구성되었다. 두 명의 검토자 모두 계산형 확산강조영상 b2000과 실제 획득한 확산강조영상 b2000 간 전립선암 발견에 대한 민감도 차이는 없었다(검토자 1, 모두 94% [83/88]; 검토자 2, 모두 90% [79/88], 모두 p = 1.000). 관찰자 간 PI-RADS 점수에 대한 일치도는 계산형 확산강조영상에서 0.422 (95% 신뢰구간, 0.240-0.603), 실제 획득한 확산강조영상에서 0.495 (95% 신뢰구간, 0.308-0.683)였다. 결론 계산형 확산강조영상 b2000과 실제 획득한 확산강조영상 b2000은 전립선암 발견 민감도에 차이가 없고, 관찰자 간 일치도는 유지되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.157-168
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• 2020

자기공명영상(Magnetic Resonance Image)을 이용한 구조적 연구 방법에서 뇌 구조 세분화 방법은 최근 빠르게 발전하여 구조 이미지의 자동 분할을 위한 유능한 방법론이 되었다. 특히 아틀라스 정보를 이미지에 등록해 피사체의 이미지로 전달하는 분할(Segmentation) 방법은 아틀라스(Atlas)의 정확도에 편향되기 때문에 높은 정확도를 갖고 있는 아틀라스가 필요하게 된다. 알렌 마우스 뇌 아틀라스(Allen Mouse Brain Atlas)는 마우스의 아틀라스 중에서 높은 정확도를 갖고 있어 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 신경섬유지도(Tractography)에 필수적인 마우스 뇌구조의 정확한 좌표와 분할 정보를 제공할 수 있다. 또한 기능적 연구 방법인 뇌의 백질 경로를 재구성하는 확산텐서영상(Diffusion Tensor Image)에 대한 확률론적 신경섬유지도를 사용하여 포괄적인 뉴런 네트워크를 매핑 하였다. 인간의 뇌 연구 결과와 마우스의 뇌 연구 결과는 비교분석 할 수 있어 인간에게 적용하기 어려운 실험들을 질환이 모델링된 마우스를 통해 결과를 얻어 임상적으로 이용이 가능하기 때문에 마우스 실험의 중요성이 올라가고 있다. 하지만 마우스를 이용한 연구에서 인간과 마우스의 뇌 크기 차이로 인한 문제가 있어 동등한 영상의 질을 달성하려면 다양한 조건이 필요하게 되며, 그중 대표적으로 충분히 긴 스캔시간이 필요하게 된다. 충분히 긴 스캔시간을 확보하기 위해 본 연구에서는 마우스의 뇌를 샘플화시켜 Ex-vivo 실험이 진행되었으며, 마우스 커넥톰(Connectome) 매핑에 대한 참조를 제공하기 위해 이 연구는 아틀라스 정규화 도구인 ANTx와 확산 텐서 영상을 분석할 도구인 FSL을 사용하여 마우스 뇌의 반자동 분할 및 신경섬유지도 분석 파이프라인을 제시하여 다양한 마우스 모델에 적용하고자 했다. 또한, 신경섬유지도 분석을 위해 획득하는 확산텐서영상의 유용한 신호대 잡음비를 결정하기 위해 다양한 여기수의 영상을 획득해 비교분석하였다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제54권6호
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• pp.467-476
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• 2013

Objective : This study aimed to evaluate the hypotheses that administration routes [intra-arterial (IA) vs. intravenous (IV)] affect the early stage migration of transplanted human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (hBM-MSCs) in acute brain infarction. Methods : Male Sprague-Dawley rats (n=40) were subjected to photothrombotic infarction. Three days after photothrombotic infarction, rats were randomly allocated to one of four experimental groups [IA group : n=12, IV group : n=12, superparamagnetic iron oxide (SPIO) group : n=8, control group : n=8]. All groups were subdivided into 1, 6, 24, and 48 hours groups according to time point of sacrifice. Magnetic resonance imaging (MRI) consisting of T2 weighted image (T2WI), $T2^*$ weighted image ($T2^*WI$), susceptibility weighted image (SWI), and diffusion weighted image of rat brain were obtained prior to and at 1, 6, 24, and 48 hours post-implantation. After final MRI, rats were sacrificed and grafted cells were analyzed in brain and lung specimen using Prussian blue and immunohistochemical staining. Results : Grafted cells appeared as dark signal intensity regions at the peri-lesional zone. In IA group, dark signals in peri-lesional zone were more prominent compared with IV group. SWI showed largest dark signal followed by $T2^*WI$ and T2WI in both IA and IV groups. On Prussian blue staining, IA administration showed substantially increased migration and a large number of transplanted hBM-MSCs in the target brain than IV administration. The Prussian blue-positive cells were not detected in SPIO and control groups. Conclusion : In a rat photothrombotic model of ischemic stroke, selective IA administration of human mesenchymal stem cells is more effective than IV administration. MRI and histological analyses revealed the time course of cell migration, and the numbers and distribution of hBM-MSCs delivered into the brain.

• 대한임상검사과학회지
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• 제52권3호
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• pp.278-283
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• 2020

중추성 수면 무호흡은 수면 중 상기도 저항이 없을 때 흉부와 복부의 호흡 노력 없이 10초 이상의 호흡부전을 보이는 것이 특징이다. 본 증례에서 뇌자기공명영상 확산 강조 영상검사를 통해 외측 연수 경색의 진단을 받은 환자가 수면다원검사를 통해 중추성 수면 무호흡 진단 기준에 미치지 못하는 호흡부전과 중추성 수면 무호흡이 관찰되었다. 호흡부전과 중추성 수면 무호흡에 대한 일차 치료는 CPAP을 사용하였다. CPAP을 사용한 후 수면다원검사와 이전의 수면다원검사를 비교한 결과 무호흡-저호흡 지수(42.5/hr→82.8/hr)와 각성 지수(21.7/hr→40.8/hr)는 악화되었다. 이에 이차 치료로 ASV를 사용하여 적정압력검사를 시행하였다. 이전의 수면다원검사와 비교한 결과 무호흡-저호흡 지수(42.5/hr→8.6/hr)가 상당히 호전되었다. 이러한 결과로 ASV는 중추성 수면 무호흡과 호흡부전에 대한 좋은 치료방법이 될 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권4호
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• pp.348-353
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• 2010

임상적용 전 단계에서 마우스와 같은 작은 설치류를 이용한 신경학적 실험의 필요성이 높아지면서 임상용 3T MRI를 이용한 마우스 뇌 영상의 요구가 높아지고 있다. 본 연구에서는 임상용 3T MRI를 이용한 마우스 뇌 영상의 가능성과 기술적인 적용과 최적화에 대해 알아보고자 하였다. 20~25g 체중 마우스 3마리에서 임상용 3T MRI를 이용하여 T1 강조영상(T1WI), T2 강조영상(T2WI), FLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery) 영상, 가돌리늄 조영 T1 강조영상(Gd-T1WI), 확산 강조영상(DWI)을 시행하였다. 대상이 되었던 마우스 1마리는 뇌 경색을 유발시키지 않았으며 2마리는 우측 중대뇌동맥을 결찰하여 일측 뇌경색을 유발하고 1시간, 24시간, 72시간에 각각의 MRI 영상을 시행하였으며 각 영상에서 마우스 뇌의 striatum, 뇌실, 대뇌 피질의 해부학적 구별, 뇌 경색 부위의 진단 가능성 등을 분석하였다. T2WI에서 마우스 뇌의 striatum, 뇌실, 대뇌 피질의 해부학적 구별이 모두 가능하였고 T1WI, FLAIR, DWI 영상에서는 위의 해부학적 경계부위의 해상도는 감소하였다. 뇌경색 부위는 경색 후 1시간, 24시간, 72시간 영상 모두에서 발견되었고 T2WI, FLAIR에서는 24시간, 72시간에서만 구분되었다. 임상용 3T MRI를 이용한 마우스 뇌 영상에서 해부학적 부위의 구별이 가능하였고 특히 DWI를 이용하여 급성기 뇌 경색의 진단이 가능하였다. 앞으로 기술적인 적용과 최적화를 위한 노력이 계속 진행된다면 임상 실험에 큰 도움을 줄 수 있을 것이라 생각된다.

• Molecules and Cells
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• 제38권5호
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• pp.409-415
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• 2015

Low-barrier hydrogen bonds (LBHBs) have been proposed to have important influences on the enormous reaction rate increases achieved by many enzymes. ${\Delta}^5$-3-ketosteroi isomerase (KSI) catalyzes the allylic isomerization of ${\Delta}^5$-3-ketosteroid to its conjugated ${\Delta}^4$-isomers at a rate that approache the diffusion limit. Tyr14, a catalytic residue of KSI, has been hypothesized to form an LBHB with the oxyanion of a dienolate steroid intermediate generated during the catalysis. The unusual chemical shift of a proton at 16.8 ppm in the nuclear magnetic resonance spectrum has been attributed to an LBHB between Tyr14 $O{\eta}$ and C3-O of equilenin an intermediate analogue, in the active site of D38N KSI. This shift in the spectrum was not observed in Y30F/Y55F/D38N and Y30F/Y55F/Y115F/D38N mutant KSIs when each mutant was complexed with equilenin, suggesting that Tyr14 could not form LBHB with the intermediate analogue in these mutant KSIs. The crystal structure of Y30F/Y55F/Y115F/D38N-equilenin complex revealed that the distance between Tyr14 $O{\eta}$ and C3-O of the bound steroi was within a direct hydrogen bond. The conversion of LBHB to an ordinary hydrogen bond in the mutant KSI reduced the binding affinity for the steroid inhibitors by a factor of 8.1-11. In addition, the absence of LBHB reduced the catalytic activity by only a factor of 1.7-2. These results suggest that the amount of stabilization energy of the reaction intermediate provided by LBHB is small compared with that provided by an ordinary hydrogen bond in KSI.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.555-564
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• 2021

시상은 신경 기능 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 뇌의 중앙에 위치한 시상은 수면, 각성, 감정 조절에 관여하며, 다발성 경화증, 본태성 떨림, 파킨슨병과 같은 신경퇴행성 질환과 관련이 있는 것으로 보고되고 있다. 또한, 시상의 철 침전물이 나이가 들면서 우울 증상을 유발할 수 있다는 보고가 있다. 연구 간에 차이가 있지만, 시상과 감정 조절, 처리 등의 신경 기능이 밀접한 관계가 있어 시상 영역이 신경 장애에 분명한 영향을 미친다고 추론할 수 있다. Tractography 분석을 통해 각 피질하 영역의 세부 영역 간의 연결성을 매트릭스 형태로 조사하여 강한 연결성과 약한 반구간 연결성을 보였다. 60세 이상 그룹에서 시상의 WM 연결성이 두 그룹보다 약한 것으로 나타났다. 두 그룹을 비교한 결과 젊은 그룹(10-39세 및 40-59세)가 60세 이상 그룹보다 연결 강도가 높았고 각 반구에서 3개의 연결 경로에서 통계적으로 유의한 차이가 발견되었다. 노화로 인한 시상 관련 연결 강도의 감소는 불안 및 우울증과 같은 정서적 및 신경학적 장애에 영향을 미칠 수 있으며 네트워크 측정은 임상 조건 전반에 걸쳐 인지 장애를 평가하는 데 도움이 될 수 있음을 보여주었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.507-518
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• 2021

자기공명영상(MRI)은 뇌의 구조적 및 기능적 연구에서 핵심 기술로 필요성이 증가하고 있다. Tractography 분석을 이용하는 뇌지도(Connectome)는 MRI를 통해 뇌의 구조적 연결성을 확인하고 연결성의 변동성을 이용해 질병 병리학에 대한 이해를 높이는 방법으로 인간을 대상으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 하지만 마우스 같은 작은 동물의 경우 분석 방법의 표준화가 부족하고 영상에 대한 정확한 전처리 전략 및 아틀라스 기반 신경 정보학에 대한 과학적 합의가 없다. 또한, 인간의 뇌에 비해 마우스의 뇌는 매우 작기 때문에 높은 해상도를 갖는 영상을 획득하는 것에도 어려움이 있다. 연구에서는 구조적 영상과 확산 텐서 영상을 이용해 구조 영역 세분화를 포함한 구조적 연결성 분석을 가능하게 하고 마우스 뇌 데이터를 처리하는 Allen Mouse Brain Atlas 기반 영상 데이터 분석 파이프라인을 제시한다. 각 분석 방법은 마우스 뇌 영상 데이터의 분석을 가능하게 하고 이미 인간 영상데이터로 검증된 소프트웨어를 이용해 신뢰성을 가질 수 있게 하였다. 또한, 연구에서 제시되는 파이프라인은 복잡한 분석 과정과 다양한 기능들 중 마우스 Tractography에 필요한 기능들을 정리하여 사용자가 효율적으로 데이터 처리를 하는데 최적화되었다.

• 대한영상의학회지
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• 제82권5호
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• pp.1218-1230
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• 2021

목적 고위험 환자에서 초기 간암 선별 검사로써 단축 자기공명영상 검사의 환자별 진단능을 기존의 고식적 간 자기공명영상검사와 비교하고자 한다. 대상과 방법 간암 고위험군에서 간 자기공명영상 검사를 시행 받은 총 201명의 환자에 대해 연구를 시행하였다. 단축 자기공명영상 검사 군의 프로토콜은 T2 강조영상, 담도기 T1 강조영상, 확산강조영상 등으로 구성되며, 두 명의 영상의학과 의사가 각각의 환자에 대해 후향적으로 단축 자기공명영상검사 군 및 고식적 자기공명영상검사 군, 두 군의 영상을 독립적으로 평가하였다. 두 연구자 간 일관성은 Cohen's kappa 값을 이용하여 비교하였다. 복합적인 참조표준을 이용하여 두 군에서 각각 진단능을 평가하여 비교하였다. 결과 79 명의 환자에서 총 93개의 간암이 발견되었다. 두 연구자 간 일관성은 두 군에서 모두 매우 양호하였다(κ = 0.839, 0.948). 단축 자기공명영상검사 군에서 민감도 및 음성예측도는 각각 94.9% 및 96.4%였으며, 이는 고식적 자기공명영상검사 군과 큰 차이를 보이지 않았다(96.2%, 97.5%). 결론 단축 자기공명영상검사는 고식적 자기공명영상검사에 비교하여 임상적으로 허용 가능한 민감도와 음성예측도를 갖는다. 따라서 간암 고위험군 환자에서 간암 선별검사로써 새로운 대안이 될 수 있을 것이다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제21권9호
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• pp.1065-1076
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• 2020

Objective: To determine the prognostic value of MRI-based tumor regression grading (mrTRG) in rectal cancer compared with pathological tumor regression grading (pTRG), and to assess the effect of diffusion-weighted imaging (DWI) on interobserver agreement for evaluating mrTRG. Materials and Methods: Between 2007 and 2016, we retrospectively enrolled 321 patients (male:female = 208:113; mean age, 60.2 years) with rectal cancer who underwent both pre-chemoradiotherapy (CRT) and post-CRT MRI. Two radiologists independently determined mrTRG using a 5-point grading system with and without DWI in a one-month interval. Two pathologists graded pTRG using a 5-point grading system in consensus. Kaplan-Meier estimation and Cox-proportional hazard models were used for survival analysis. Cohen's kappa analysis was used to determine interobserver agreement. Results: According to mrTRG on MRI with DWI, there were 6 mrTRG 1, 48 mrTRG 2, 109 mrTRG 3, 152 mrTRG 4, and 6 mrTRG 5. By pTRG, there were 7 pTRG 1, 59 pTRG 2, 180 pTRG 3, 73 pTRG 4, and 2 pTRG 5. A 5-year overall survival (OS) was significantly different according to the 5-point grading mrTRG (p = 0.024) and pTRG (p = 0.038). The 5-year disease-free survival (DFS) was significantly different among the five mrTRG groups (p = 0.039), but not among the five pTRG groups (p = 0.072). OS and DFS were significantly different according to post-CRT MR variables: extramural venous invasion after CRT (hazard ratio = 2.259 for OS, hazard ratio = 5.011 for DFS) and extramesorectal lymph node (hazard ratio = 2.610 for DFS). For mrTRG, k value between the two radiologists was 0.309 (fair agreement) without DWI and slightly improved to 0.376 with DWI. Conclusion: mrTRG may predict OS and DFS comparably or even better compared to pTRG. The addition of DWI on T2-weighted MRI may improve interobserver agreement on mrTRG.