• 제목/요약/키워드: Functional Magnetic Resonance Imaging

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융합 사고와 화학문제풀이 과정에서의 두뇌 활성 양상과 기능적 연결성 (Brain Activation Pattern and Functional Connectivity during Convergence Thinking and Chemistry Problem Solving)

  • 권승혁;오재영;이영지;엄증태;권용주
    • 대한화학회지
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    • 제60권3호
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    • pp.203-214
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    • 2016
  • 본 연구는 창의적 문제해결능력의 향상에 필수적인 융합 사고의 특성을 알아보기 위해 기능적 자기공명영상을 이용하여 창의적 문제해결에 기반한 융합 사고와 화학문제풀이를 하는 동안의 두뇌 활성 영역과 기능적 연결성을 알아보았다. 이를 위하여 시각 기반의 융합 사고 유발 과제와 화학문제풀이 과제를 개발하고 고등학생 17명을 대상으로 적용하여 과제 수행 동안의 두뇌활성영상을 분석하였다. 연구 결과, 융합 사고 시에는 두뇌 좌측의 상전두이랑, 중전두이랑, 하전두이랑, 내측전두이랑, 전대상이랑, 쐐기전소엽, 미상핵체에서 두뇌 우측의 쐐기소엽, 미상핵체에서 활성이 나타났다. 화학 문제풀이에서는 두뇌 좌측의 중전두이랑, 내측전두이랑, 미상핵체, 미상핵꼬리에서 두뇌 우측의 중전두이랑, 혀이랑, 미상핵체, 미상핵꼬리, 시상, 소뇌정상에서 활성이 나타났다. 기능적 연결성분석 결과 융합 사고 시에는 각 활성 영역들이 모두 기능적 연결망을 형성하고 있는 것으로 나타났으며 이와 대조적으로 화학문제풀이 시에는 우측 중전두이랑, 좌우측미상핵꼬리, 소뇌정상만이 기능적 연결망을 형성한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 고등학생들이 융합 사고 시에 논리적 사고, 작업기억활성, 계획, 상상, 언어화, 학습동기 유발이 일어나며 이러한 기능들이 과제를 수행하는 동안 서로 밀접하게 동조하고 있음을 보여준다. 반면 화학문제풀이 시에는 논리적 사고와 계획, 비교, 학습동기유발의 기능들을 수행하지만 각영역들이 동시에 활발히 작용하지 못하는 것을 보여준다. 이러한 결과는 융합 사고에 대한 구체적인 정보를 제공할 수 있을 것이다.

외상에 노출된 소방관들의 뇌 구조 및 휴식기 뇌기능 변화: 예비 결과 (Structural and Resting-State Brain Alterations in Trauma-Exposed Firefighters: Preliminary Results)

  • 박예원;전선영;노주환;정석종;한상훈;이필휴;김창수;이승구
    • 대한영상의학회지
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    • 제81권3호
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    • pp.676-687
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    • 2020
  • 목적 외상 후 스트레스 장애(posttraumatic stress disorder; 이하 PTSD)가 없는 외상에 노출된 소방관들에서 뇌 구조의 변화와 휴식기 뇌기능 변화를 연구하고자 한다. 대상과 방법 모든 피험자는 휴식기 기능 뇌자기공명영상(resting-state functional MRI; 이하 rsfMRI) 검사를 시행하였다. PTSD가 없는 40세 이상의 31명의 소방관(31명, 평균 연령, 49.8 ± 4.7세)이 포함되었다. 26명의 외상을 받지 않은 건강한 대조군(26명, 평균 연령, 65.3 ±7.84세)도 포함되었다. Voxel-based morphometry 분석을 시행하여 뇌 해부학상의 국소적 차이를 조사하였으며, 휴식기 뇌기능의 차이를 조사하기 위해 seed-based functional connectivity analysis 분석을 시행하였다. 결과 서울언어학습결과(Seoul Verbal Learning Test)의 평균 z 값을 비교했을때 소방관은 건강한 대조군에 비해 즉각회상(immediate recall), 지연 회상(delayed recall), 통제단어연상검사(Controlled Oral Word Association Test; 이하 COWAT)의 동물(animal)과 음소(phonemic) 항목에서 점수가 유의하게 낮았으며, 신경인지 기능이 감소한 것으로 나타났다. 소방관은 좌위마루이랑(left superior parietal gyrus)과 좌하관자이랑(left inferior temporal gyrus)의 회색질 부피가 건강한 대조군에 비해 감소되어 있었다. 소방관은 방추향이랑(fusiform gyrus)과 소뇌(cerebellum) 등을 포함한 여러 부위에서 rsfMRI 값의 변화를 보였다. 결론 구조적 뇌 및 휴식 상태 기능 이상은 외상에 노출된 소방관의 변화를 확인하는 데 유용한 이미징 바이오 마커일 수 있다.

폴리그라프 비교질문검사의 타당성: fMRI 연구 (Validity of the Comparison Question Test: An fMRI Study)

  • 전하정;음영지;손진훈;엄진섭
    • 감성과학
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    • 제21권2호
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    • pp.113-124
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    • 2018
  • 비교질문 검사의 논리적 가정은 유죄인 조사대상자는 비교질문보다 관련질문에 주의를 더 기울이고 무죄인 조사대상자는 관련질문보다 비교질문에 주의를 더 기울인다는 것이다. 본 연구는 기능적자기공명영상(fMRI)을 이용하여 비교질문검사의 논리적 타당성을 검증하였다. 이를 위하여 실험참여자에게 모의 범죄를 수행하도록 한 후 유죄조건과 무죄조건에서 비교질문검사를 실시하면서 뇌 반응을 측정하였다. 뇌 영상을 촬영한 후에는 관련질문과 비교질문에 '아니오'라고 응답하는 것이 얼마나 심리적으로 부담되는지를 평가하도록 하였다. 행동 반응 결과, 유죄조건에서 비교질문보다 관련질문에 '아니오'라고 응답하는 것이 더 부담이 되는 것으로 나타났고 무죄조건에서는 두 질문 유형 간에 유의한 차이가 나타나지 않았다. 뇌 반응 결과, 유죄조건에서는 비교질문에 비해 관련질문이 제시되었을 때 우측 상측두회와 우측 하전두회에서 더 큰 활성화가 관찰되었다. 그러나 무죄조건 분석 결과 질문유형에 따른 뇌 영역 활성화 차이는 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과에 근거하여 유죄조건과 무죄조건에 대한 비교질문검사의 논리적 가정을 논의하였다.

Successful Motor Evoked Potential Monitoring in Cervical Myelopathy : Related Factors and the Effect of Increased Stimulation Intensity

  • Shim, Hyok Ki;Lee, Jae Meen;Kim, Dong Hwan;Nam, Kyoung Hyup;Choi, Byung Kwan;Han, In Ho
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제64권1호
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    • pp.78-87
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    • 2021
  • Objective : Intraoperative neurophysiological monitoring (IONM) has been widely used during spine surgery to reduce or prevent neurologic deficits, however, its application to the surgical management for cervical myelopathy remains controversial. This study aimed to assess the success rate of IONM in patients with cervical myelopathy and to investigate the factors associated with successful baseline monitoring and the effect of increasing the stimulation intensity by focusing on motor evoked potentials (MEPs). Methods : The data of 88 patients who underwent surgery for cervical myelopathy with IONM between January 2016 and June 2018 were retrospectively reviewed. The success rate of baseline MEP monitoring at the initial stimulation of 400 V was investigated. In unmonitorable cases, the stimulation intensity was increased to 999 V, and the success rate final MEP monitoring was reinvestigated. In addition, factors related to the success rate of baseline MEP monitoring were investigated using independent t-test, Wilcoxon rank-sum test, chi-squared test, and Fisher's exact probability test for statistical analysis. The factors included age, sex, body mass index, diabetes mellitus, smoking history, symptom duration, Torg-Pavlov ratio, space available for the cord (SAC), cord compression ratio (CCR), intramedullary increased signal intensity (SI) on magnetic resonance imaging, SI length, SI ratio, the Medical Research Council (MRC) grade, the preoperative modified Nurick grade and Japanese Orthopedic Association (JOA) score. Results : The overall success rate for reliable MEP response was 52.3% after increasing the stimulation intensity. No complications were observed to be associated with increased intensity. The factors related to the success rate of final MEP monitoring were found to be SAC (p<0.001), CCR (p<0.001), MRC grade (p<0.001), preoperative modified Nurick grade (p<0.001), and JOA score (p<0.001). The cut-off score for successful MEP monitoring was 5.67 mm for SAC, 47.33% for the CCR, 3 points for MRC grade, 2 points for the modified Nurick grade, and 12 points for the JOA score. Conclusion : Increasing the stimulation intensity could significantly improve the success rate of baseline MEP monitoring for unmonitorable cases at the initial stimulation in cervical myelopathy. In particular, the SAC, CCR, MRC grade, preoperative Nurick grade and JOA score may be considered as the more important related factors associated with the success rate of MEP monitoring. Therefore, the degree of preoperative neurological functional deficits and the presence of spinal cord compression on imaging could be used as new detailed criteria for the application of IONM in patients with cervical myelopathy.

보행 환자에서의 위볼기동맥천공지뒤집기피판을 이용한 허리엉치 부위 연부조직 결손의 치료 (Superior Gluteal Artery Perforator Turn-Over Flap Coverage for Lumboscaral Soft Tissue Defect in Ambulatory Patient)

  • 문석호;김동석;오득영;이중호;이종원;서제원;안상태
    • Archives of Plastic Surgery
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    • 제37권5호
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    • pp.712-716
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    • 2010
  • Purpose: Extensive lumbosacral defects after removal of spinal tumors have a high risk of wound healing problems. Therefore it is an effective reconstructive strategy to provide preemptive soft tissue coverage at the time of initial spinal surgery, especially when there is an instrument exposure. For soft tissue reconstruction of a lumbosacral defect, a variation of the gluteal flap is the first-line choice. However, the musculocutaneous flap or muscle flap that is conventionally used, has many disadvantages. It damages gluteus muscle and causes functional disturbance in ambulation, has a short pedicle which limits areas of coverage, and can damage perforators, limiting further surgery that is usually necessary in spinal tumor patients. In this article, we present the superior gluteal artery perforator turn-over flap that reconstructs complex lumbosacral defects successfully, especially one that has instrument exposure, without damaging the ambulatory function of the patient. Methods: A 67 year old man presented with sacral sarcoma. Sacralectomy with L5 corpectomy was performed and resulted in a $15{\times}8\;cm$ sized complex soft tissue defect in the lumbosacral area. There was no defect in the skin. Sacral stabilization with alloplastic fibular bone graft and reconstruction plate was done and the instruments were exposed through the wound. A $18{\times}8\;cm$ sized superior gluteal artery perforator flap was designed based on the superior gluteal artery perforator and deepithelized. It was turned over 180 degrees into the lumbosacral dead space. Soft tissue from both sides of the wound was approximated over the flap and this provided in double padding over the instrument. Results: No complications such as hematoma, flap necrosis, or infection occurred. Until three months after the resection, functional disturbances in walking were not observed. The postoperative magnetic resonance imaging scan shows the flap volume was well maintained over the instrument. Conclusion: This superior gluteal artery perforator turn-over flap, a modification of the conventional superior gluteal artery perforator flap, is a simple method that enabled the successful reconstruction of a lumbosacral defect with instrument exposure without affecting ambulatory function.

Neural Activation in the Somatosensory Cortex by Electrotactile Stimulation of the Fingers: A Human fMRI Study

  • Seok, Ji-Woo;Jang, Un-Jung;Sohn, Jin-Hun
    • 대한인간공학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.395-405
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    • 2014
  • Objective: The aim of this study is to investigate 1) somatotopic arrangement of the second and third fingers in SI area 2) difference of neural activation in the SI area produced by stimulation with different frequencies 3) correlation between the intensity of tactile perception by different stimulus intensity and the level of brain activation measurable by means of fMRI. Background: Somatosensory cortex can obtain the information of environmental stimuli about "where" (e.g., on the left palm), "what" (e.g., a book or a dog), and "how" (e.g., scrub gently or scrub roughly) to organism. However, compared to visual sense, the neural mechanism underlying the processing of specific electrotactile stimulus is still unknown. Method: 10 right-handed subjects participated in this study. Non-painful electrotactile stimuli were delivered to two different finger tips of right hand. Functional brain images were collected from 3.0T MRI using the single-shot EPI method. The scanning parameters were as follows: TR and TE were 3000, 35ms, respectively, flip angle 60, FOV $24{\times}24cm$, matrix size $64{\times}64$, slice thickness 4mm (no gap). SPM5 was used to analyze the fMRI data. Results: Significant activations produced by the stimulation were found in the SI, SII, the subcentral gyrus, the precentral gyrus, and the insula. In all participants, statistically significant activation was observed in the contralateral SI area and the bilateral SII areas by the stimulation on the fingers but ipsilaterally dominant. The SI area representing the second finger generally located in the more lateral and inferior side than that of the third finger across all the subjects. But no difference in brain area was found for the stimulation of the fingers by different frequencies. And two typical patterns were observed on the relationship between the perceived psychological intensity and the amount of voxels in the primary sensory cortex during the stimulation. Conclusion: It was possible to discriminate the representation sites in the SI by electrotactile stimulation of digit2 and digit3. But we could not find the differences of the brain areas according to different stimulation frequencies from 3 to 300Hz. Application: The results of the study can provide a deeper understanding of somatosensory cortex and offer the information for tactile display for blinds.

유골골종의 경피적 고주파 열 치료 (Percutaneous Radiofrequency ablation for the Treatment of Osteoid osteoma)

  • 서재곤;정광훈;양일순
    • 대한골관절종양학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.83-89
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    • 2002
  • 목적: 유골골종의 진단 후 경피적 고주파 열 치료를 시행한 환자에서 수술 후 기능적 결과 및 방사선학적인 추시 결과를 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 본 연구는 1999년 7월부터 2001년 1월 사이에 임상소견 및 방사선 소견상 유골골종으로 진단 받고 저자들이 경피적 고주파 열 치료를 시행한 7명의 환자를 대상으로 하였으며 추시 기간은 최소 8개월에서 최장 2년 1개월로 평균 15.5개월이었다. 술 전 방사선학적 검사로는 단순방사선촬영, 전산화단층촬영, 자기공명영상이 진단 및 병소의 정확한 위치파악을 위하여 이용되었으며 술 후에는 정기적인 단순방사선 사진 및 자기공명영상으로 추적관찰 하였다. 결과: 술 후 환자의 증상 소실은 7례의 환자에서 3일 이내에 완전 소실이 이루어 졌으며 평균 입원 기간은 1례의 화상이 발생한 환자를 제외하고는 평균 2.4일 이었고 퇴원의 기준은 환자의 동통이 완전 소실된 이후로 하였다. 술 후 야간통 및 주간통 점수는 각각 평균 1.8점과 1.3점으로 이었다. 직업 활동 및 여가 활동의 점수도 각각 평균 1점과 0.6점이었다. 결론: 유골골종에 대하여 경피적 고주파 열 치료로 비교적 만족할 만한 기능적 결과를 얻었다. 이 시술은 기존의 고식적 방법으로 인한 입원기간의 증가, 술 후 골절 방지를 위한 내고정술 및 뼈 이식의 필요, 그리고 장기간의 고정으로 인한 관절운동의 장애 등의 합병증 없이 유골골종의 제거에 효과적인 방법으로 사료된다.

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약물 복용력이 없는 주의력결핍 과잉행동장애 아동에서의 뒤쪽 내정상태회로 이상 : 휴식상태 기능적 뇌자기공명영상 연구 (The Abnormality of Posterior Default Mode Network in Medication-Naïve Attention-Deficit Hyperactivity Disorder Children : Resting State fMRI Study)

  • 최지욱;고효진;우영섭;송승훈;양보성;정범석
    • Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
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    • 제23권2호
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    • pp.57-62
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    • 2012
  • Objectives : Characteristic symptoms, including hyperactivity and easy distractibility, in children with attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) suggest that their brain status, even at rest, might differ from that of healthy children. This study was conducted in order to determine whether resting state brain activity is compromised in medication-naive children with ADHD. Methods : Twenty medication-naive children with ADHD (mean age $10.3{\pm}2.5$) and 28 age- and gender-matched healthy volunteers (mean age $10.3{\pm}2.0$) underwent measurements for resting state brain activity using functional magnetic resonance imaging (fMRI). Among resting state related-independent components (RSICs) extracted from fMRI data using independent component analysis, a significant difference in RSICs was observed between groups, using a mixed Gaussian/gamma model. Results : Except for IQ, which was higher in the healthy control group, no demographic difference was observed between the two groups (p<.001). Significantly less activation of one RSIC, which includes the bilateral precuneus/posterior cingulate cortex, occipito-temporal junction, and anterior cingulate cortex, was observed in the ADHD group, compared with the control group (p<.05). Conclusion : An abnormal RSIC, posterior default mode network (DMN), was observed in the medication-naive ADHD group. Results of our study suggest that abnormality of posterior DMN is one of the main pathophysiologies of ADHD.

Impact of Collateral Circulation on Futile Endovascular Thrombectomy in Acute Anterior Circulation Ischemic Stroke

  • Yoo Sung Jeon;Hyun Jeong Kim;Hong Gee Roh;Taek-Jun Lee;Jeong Jin Park;Sang Bong Lee;Hyung Jin Lee;Jin Tae Kwak;Ji Sung Lee;Hee Jong Ki
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제67권1호
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    • pp.31-41
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    • 2024
  • Objective : Collateral circulation is associated with the differential treatment effect of endovascular thrombectomy (EVT) in acute ischemic stroke. We aimed to verify the ability of the collateral map to predict futile EVT in patients with acute anterior circulation ischemic stroke. Methods : This secondary analysis of a prospective observational study included data from participants underwent EVT for acute ischemic stroke due to occlusion of the internal carotid artery and/or the middle cerebral artery within 8 hours of symptom onset. Multiple logistic regression analyses were conducted to identify independent predictors of futile recanalization (modified Rankin scale score at 90 days of 4-6 despite of successful reperfusion). Results : In a total of 214 participants, older age (odds ratio [OR], 2.40; 95% confidence interval [CI], 1.56 to 3.67; p<0.001), higher baseline National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) scores (OR, 1.12; 95% CI, 1.04 to 1.21; p=0.004), very poor collateral perfusion grade (OR, 35.09; 95% CI, 3.50 to 351.33; p=0.002), longer door-to-puncture time (OR, 1.08; 95% CI, 1.02 to 1.14; p=0.009), and failed reperfusion (OR, 3.73; 95% CI, 1.30 to 10.76; p=0.015) were associated with unfavorable functional outcomes. In 184 participants who achieved successful reperfusion, older age (OR, 2.30; 95% CI, 1.44 to 3.67; p<0.001), higher baseline NIHSS scores (OR, 1.12; 95% CI, 1.03 to 1.22; p=0.006), very poor collateral perfusion grade (OR, 4.96; 95% CI, 1.42 to 17.37; p=0.012), and longer door-to-reperfusion time (OR, 1.09; 95% CI, 1.03 to 1.15; p=0.003) were associated with unfavorable functional outcomes. Conclusion : The assessment of collateral perfusion status using the collateral map can predict futile EVT, which may help select ineligible patients for EVT, thereby potentially reducing the rate of futile EVT.

외상성 견갑하건 파열의 관절경하 봉합술 (Arthroscopic Repair of Traumatic Subscapularis Tendon Tear)

  • 조수현;조형래;구정회;황태혁;박만준;최재혁
    • 대한관절경학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.180-187
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    • 2010
  • 목적: 회전근 개 파열 중 견갑하건의 파열은 극상건이나 극하건의 파열 보다는 드물다. 저자들은 외상 후 발생한 견갑하 건의 단독 파열에 대해 관절경하 봉합술 후 기능적 결과 및 구조적 연속성에 대해 보고하고자 한다. 대상 및 방법: 2003년 2월부터 2008년 10월까지 외상 후에 발생한 편측 견갑하건 파열로 관절경하 봉합술을 시행한 15예(남자 13예, 여자 2예, 평균 연령 46.2세, 범위: 35~52세)를 후향적으로 분석하였다. 전 예에서 견갑하건 이외의 다른 회전근 개의 손상의 동반은 없었고 견갑하건의 완전 파열이 9예, 상부 2/3의 파열이 6예였으며 술 후 최소한 2년간 추시 하였다(평균 28개월, 범위: 25~38개월). 술 후 최종 추시 상에서 기능적 평가는 Constant 점수와 미국 견주관절 학회 점수(ASES index)로 판정하였고 자기 공명 영상을 이용하여 봉합부의 연속성을 판정하였다. 결과: 최종 추시 결과 평균 기능적 결과 지수와 근력에 있어서 유의한 호전을 보였으며 Constant 점수는 술 전 41.5점에서 술 후 81.3점으로(P<0.05) ASES 점수는 술 전 46.4점에서 89.6점으로 향상되었다(P<0.05). 13예(87%)에서 술 후 결과에 만족하였으며 완전 파열의 경우가 부분 파열보다 기능적 점수가 높은 경향을 보였다. 술 후 평균 13개월에 촬영한 자기공명영상 검사에서 15예 중 12예(80%)에서 봉합부가 치유된 것으로 판정되었고 봉합부의 연속성이 있는 경우보다 재파열된 예에서 술 후 견관절 기능적 점수가 의미 있게 감소되었다(P<0.05). 결론: 외상성 견갑하건 단독 파열환자에서 관절경하 봉합술을 시행한 결과 동통, 견관절 운동역 및 근력의 유의한 향상 을 보였다. 술 후 봉합부의 연속성은 견관절의 기능과 연관되어 있으며, 비록 완전파열의 경우가 부분파열보다 기능적 점수가 높은 경향을 보였으나 이에 대한 추가적 연구가 필요할 것으로 사료된다.

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