• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권5호
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• pp.373-380
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• 2009

In general, Independent component analysis (ICA) is a statistical blind source separation technique, used either in spatial or temporal domain. The spatial or temporal ICAs are designed to extract maximally independent sources in respective domains. The underlying sources for spatiotemporal data (sequence of images) can not always be guaranteed to be independent, therefore spatial ICA extracts the maximally independent spatial sources, deteriorating the temporal sources and vice versa. For such data types, spatiotemporal ICA tries to create a balance by simultaneous optimization in both the domains. However, the spatiotemporal ICA suffers the problem of source ambiguity. Recently, constrained ICA (c-ICA) has been proposed which incorporates a priori information to extract the desired source. In this study, we have extended the c-ICA for better analysis of spatiotemporal data. The proposed algorithm, i.e., constrained spatiotemporal ICA (constrained st-ICA), tries to find the desired independent sources in spatial and temporal domains with no source ambiguity. The performance of the proposed algorithm is tested against the conventional spatial and temporal ICAs using simulated data. Furthermore, its performance for the real spatiotemporal data, functional magnetic resonance images (fMRI), is compared with the SPM (conventional fMRI data analysis tool). The functional maps obtained with the proposed algorithm reveal more activity as compared to SPM.

• 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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• 제9권1호
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• pp.24-29
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• 2005

목적 : 기존의 시각 자극과 관련한 뇌기능 연구가 일반적인 이차원 시각 자극을 이용한 데 반하여 본 논문에서는 삼차원 스트레오스코픽 비젼에 의한 시각 자극을 이용한 뇌기능 영상 연구를 수행하였다. 본 연구를 통하여 삼차원 시각처리와 관련한 뇌의 기능 영역 및 특징을 이차원 시각 자극 결과와 비교 검토하였다. 대상 및 방법 Anaglyph(이차원 그림을 칼라 코딩한 후 왼쪽과 오른쪽에 서로 다른 색깔의 렌즈를 사용하여 스트레오스코픽 비젼을 구현)를 이용하여 삼차원 시각 자극을 주었으며, 이와 비교를 위하여 동일한 영상으로 이차원 시각 자극을 구현하였다. 건강한 volunteer들에 대하여 삼차원 및 이차원 시각 자극에 대한 뇌기능 영상을 3.0 Tesla MRI 시스템에서 얻었다. 결과 : 삼차원 시각 자극에 의하여 활성화된 뇌의 영역은 이차원 시각 자극과 동일하게 후두엽으로 나타났으며, 삼차원 시각 자극에 의한 활성영역이 이차원 시각 자극에 의한 영역 보다 약 $18\%$ 더 넓게 나타났다. 결론 : 사람은 양 눈을 사용하여 삼차원 물체를 인식한다. 삼차원 물체 인식은 스테레오스코픽 비젼에 기인하는데, anaglyph 를 이용하여 삼차원 시각 자극에 대한 뇌기능 영상을 3.0 Tesla MRI 시스템에서 수행하였다. 삼차원 시각 자극에 의하여 활성화된 뇌의 영역은 이차원 시각 자극과 동일하게 후두엽으로 나타났으나, 활성영역이 이차원 자극에 비하여 약 $18\%$ 더 넓게 나타났다. 이것은 삼차원 영상 처리가 이차원 영상 처리에 비하여 왼쪽 영상과 오른쪽 영상의 차이에서 거리 정보를 추출하는 삼차원 시각 처리 기능이 추가됨에 따라 뇌의 처리 영역이 넓어진 것으로 판단된다. 이러한 삼차원 시각 자극 뇌기능 영상은 가상현실이나 3-D 디스플레이, 3-D 멀티미디어 콘텐츠 연구 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제13권1호
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• pp.40-46
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• 2009

목적 : 기능적 뇌 자기공명영상 (fMRI)과 확산텐서영상(DTI) 합성기법을 이용하여 피질척수로의 여러 부위에서 정량적 특성을 연구하고자 하였다. 대상 및 방법 : 신경학적 이상이 없는 정상인 10명 (남: 8, 여: 2, 평균연령: 30세, 연령분포 : 22 -38세)을 대상으로 하였다. fMRI는 1.5T를 이용하였으며, 손의 쥐기 펴기를 수행하였다. fMRI와 확산텐서섬유로(DTT)의 합성이 가능한 DtiStudio 프로그램을 이용하여 피질척수로를 3차원 영상화하였다. 이때, 시작 관심영역은 2차원 분할 비등방성(fractional anisotropy, FA) 색지도(color map)에서 fMRI의 운동 수행 시 활성부위가 가장 많은 곳으로, 목표 관심영역은 하부 전방 뇌교의 피질척수 부위로 설정하였다. 정량적 분석을 위하여 관심영역을 부채살부터 연수까지 좌우 각각 5곳에 설정하여 분할 비등방성과 현성 확산계수(ADC)를 측정하였다. 결과 : 모든 대상자는 fMRI에서 일차 감각운동 영역이 주로 활성화되었다. 확산텐서 영상에서 피질척수로의 경로는 일차 감각운동 영역부터 연수까지 주행하였다. 피질척수로의 FA 값은 모든 대상자에서 중뇌와 내측 섬유띠의 후지가 타 부위보다 높았다. 결론 : fMRI와 DTT의 합성기법은 피질척수로 상태의 3차원 영상화 및 각 부위에서 FA와 ADC값을 이용한 정량적 분석이 가능하였다. 앞으로, fMRI와 DTT 합성기법은 뇌손상 환자에서 피질척수로의 명확한 상태를 연구하는 데 유용하게 이용될 것으로 사료된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제3권2호
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• pp.173-178
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• 1999

목적 : 후두엽의 허혈성 경색환자에서 시각피질의 기능적 자기공명영상의 유용성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 후대뇌동맥의 시각파절 부위에 대한 혈류공급 장애로 인하여 시각피질의 허혈 또는 경색 증후를 보이는 환자 4명을 대상으로 하였다. 모든 환자는 안과적 시야검사를 받았으며 자기공명 혈관조영술(n=4)과 디지털 감산 혈관조영술(n=2)을 시행하여 혈관이상을 확인하였다. 기능적 자기공명영상은 2D-FLASH 기법(TRITE = 90/56 msec, TA = 8.32 see, $FOV{\;}={\;}240{\times}240,{\;}matrix{\;}No.={\;}64{\times}128$, slice thickness = 8mm)을 이용하였으며 초당 8 회로 점멸하는 적색 광자극원을 이용하여 5회의 광자극기간과 5회의 휴식기간을 번갈아 8차례, 총 40회의 검사를 시행하였다. 기능적 자기공명영상 소견을 안과적 시야검사 결과, 고식적 자기 공명영상 결과, 혈관조영술 결과와 비교 분석하였다. 결과 : 기능적 자기공명영상에서는 모든 환자가 혈관조영술에서 혈관이상을 보인쪽의 시각피질의 활성화가 이루어지지 않는 소견을 보였다. 그러나 이중에 2 환자는 고식적 자기공명영상이 정상이었다. 시야결손이 3 환자에서 관찰되었는데 이중 한 환자는 고식적 자기공명영상과 확산 자기공명영상에셔 정상소견이었지만 기능적 자기공명영상에서는 시야결손이 있는 쪽의 시각피 질의 촬성화가 이루어지지 않는 소견을 보였다. 결론 : 시각피질의 기능적 자기공명영상은 안과적 시야검사, T2강조영상 또는 확산강조명영상에서 발견되지 않는 시각피질의 허혈 또는 혈류잠재능 감소 상태를 감지할 수 있는 민감한 검사 방법이라고 생각된다.효율적이고 강력한 QA 도구로 자리 잡을 수 있을 것으로 기대된다.지하였으며 폐사율은 각각 1.9%, 1.9%, 2.9%와 1.0%로써 대조군의 4.8%에 비하여 낮은 수준을 보여 질병에 대한 저항능력이 향상되었다.kg/h로 분석되었다. 6. 건조작업 중에 소요되는 전력은 9.5~19.3 Wh/kg이었으며, 연료효율 6.9~9.3kg-$H_2$O/L와 열효율 50.2~65.1%에 의한 수분증발량은 124.0~125.4 kg-$H_2$O/h 로 나타났다. 7. 건조기의 열효율을 70%를 기준으로 평가한다면, 시작기의 열효율은 조금 낮은 수준이며, 열관리 계통의 개선을 필요로 하였다. 8. 제작된 계분건조기의 시작기를 15,000수 규모의 양계농장에서 사용한다면 관행의 계분처리 방법에 비하여 약 590,700(원/월)의 비용을 절감할 수 있을 것으로 추정되었다}0.09\;ml/1.5\;hr)$. 이상(以上)의 결과(結果)는 ethanol의 혈중농도(血中濃度)가 높을수록 더 심(甚)한 혈압강하작용(血壓降下作用)을 나타내며, ethanol 로 인(因)한 이뇨작용(利尿作用)도 ethanol 량(量)이 증가(增加)함에 따라 뇨량(尿量)도 증가(增加)함을 보여 주었다.ults showed that the overall quality of Sullungtang significantly decreased as the parity increased for Hanwoo cows. The Sullungtang extracted from bones of heifer had the best sensory scores as well as nutritional quality when compared

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2000년도 춘계학술대회 제4차 심포지움
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• pp.35-50
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• 2000

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 1999년도 제4차 추계학술대회 초록집
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• pp.119-119
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• 1999

• 대한불안의학회지
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• 제10권2호
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• pp.143-150
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• 2014

Objective : The subgenual cingulate cortex, a part of default-mode network, has been known to playa key role in the pathophysiology of depression. The previous studies have reported abnormal functional connectivity between the subgenual cingulate cortex and other brain regions in the patients with depression. The goal of this shldy was to explore the resting-state functional connectivity of the subgenual cingulate cortex between the patients with depression and healthy subjects. Methods : Twenty patients with major depression and age- and sex-matched 20 healthy subjects underwent 5-minute resting state fMRI scans. The functional connectivity map in each subject was acquired using seed-based correlation analysis with the seed located in the subgenual cingulate cortex (Talairach coordinates; x=-10, y=5, z=-10). The functional connectivity maps were calculated using AFNI and compared between the patient and healthy subject group via two-sample T-test using 3dttest++ in AFNI package. Results : Functional connectivity was decreased between the subgenual cingulate cortex and both sides of fusiform gyrus in depressed subjects. Connectivity was also decreased between the subgenual cingulate cortex and the left cerebellum in the patient group. There was no correlation between the severity of depression and the degree of functional connectivity between the subgenual cingulate cortex and the regions showing decreased functional connectivity. Conclusion : Decreased resting-state functional connectivity between the subgenual cingulate cortex and both sides of fusiform gyrus, and decreased connectivity between the subgenual cingulate cortex and the left cerebellum found in the patients with major depression in comparison to the healthy subjects might be related to abnormal emotional and cognitive processing of depressed patients.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제9권1호
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• pp.30-35
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• 2005

목적 : 본 논문은 뇌 기능 자기공명영상(Brain Functional Magnetic Resonance Imaging: Brain fMRI)을 이용하여 짠 맛 자극에 대한 인지활동으로 뇌 신경세포의 활성화에 따른 국소 대사 및 혈류역학적 변화가 일어나는 뇌 영역을 분석 및 가시화함으로써 맛에 대한 뇌 활성화 부위의 기초자료를 마련하고자 하였다. 대상 및 방법 : 건강한 비흡연 남자 12명을 대상으로 1.5T MRI 장치에서 혈액산소수준의존(Blood Oxygen Level Dependent, 이하 BOLD) 방법을 이용한 fMRI 실험을 수행하여 인간의 미각 중 짠맛에 대한 반응을 관찰하였다. 잔 맛의 자극은 $3\%$ 농도의 소금물(NaCl)을 미각 자극기를 이용하여 혀 전체에 자극을 주었다. 미각 자극기인 Auto Syringe Pump는 일정한 자극을 반복적으로 가할 수 있도록 마이크로프로세서를 이용하여 연구실에서 자체 제작되었다. 자극의 패러다임은 5회의 휴식기간과 4회의 자극기간으로 구성되었으며, 자극기간은 15초씩 진행되고 휴식기간은 30초로 하여 각 slice당 42 영상을 연속적으로 획득하였다. 자극에 대해 얻은 fMRI 영상은 SPM99'(Statistical Parametric Mapping, UCL)를 이용하여 분석하였다. 활성화 영상은 EPI 영상과 동일한 부위의 T1 강조영상에 registration 기법을 이용하여 overlapping시켜 활성화 부위의 해부학적 판별을 용이하도록 하였다. 결과 : 농도 $3\%$ 소금물의 짠맛 자극에 대해서 insula, amygdala, frontal opercular taste cortex (OFC), orbitofrontal cortex 영역에서 활성화 영역을 fMRI로 확인하였으며, dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) 영역에서도 유효한 신호를 관찰하였다. 결론 : 본 연구의 결과는 미각의 주요 신경이 뇌의 insula, OFC 그리고 DLPFC 영역에 주로 분포한다는 기존의 결과와 잘 일치하고 있다. 마이크로 프로세서로 동작하는 자동펌프를 미각 자극기로 사용함으로써 미각자극에 대한 뇌의 활성화 영역을 안정되게 관찰할 수 있었다. 본 연구의 결과는 fMRI를 이용한 고차원적 미각작용 과정 연구에 튼튼한 밑거름이 될 것으로 생각된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제28권1호
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• pp.8-16
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• 2007

Finite element analysis (FEA) is an effective means for the analysis of bioelectromagnetism. It has been successfully applied to various problems over conventional methods such as boundary element analysis and finite difference analysis. However, its utilization has been limited due to the overwhelming computational load despite of its analytical power. We have previously developed a novel mesh generation scheme that produces FE meshes that are content-adaptive to given MR images. MRI content-adaptive FE meshes (cMeshes) represent the electrically conducting domain more effectively with far less number of nodes and elements, thus lessen the computational load. In general, the cMesh generation is affected by the quality of feature maps derived from MRI. In this study, we have tested various feature maps created based on the improved differential geometry measures for more effective cMesh head models. As performance indices, correlation coefficient (CC), root mean squared error (RMSE), relative error (RE), and the quality of cMesh triangle elements are used. The results show that there is a significant variation according to the characteristics of specific feature maps on cMesh generation, and offer additional choices of feature maps to yield more effective and efficient generation of cMeshes. We believe that cMeshes with specific and improved feature map generation schemes should be useful in the FEA of bioelectromagnetic problems.