• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제58권3호
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• pp.242-247
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• 2015

Objective : The purpose of this study is to determine whether the changes of contralateral sensorimotor cortical activation on functional magnetic resonance imaging (fMRI) can predict the neurological outcome among spinal cord injury (SCI) patients when the great toes are stimulated without notice. Methods : This study enrolled a total of 49 patients with SCI and investigated each patient's preoperative fMRI, postoperative fMRI, American Spinal Injury Association (ASIA) score, and neuropathic pain occurrence. Patients were classified into 3 groups according to the change of blood oxygenation level dependent (BOLD) response on perioperative fMRI during proprioceptive stimulation with repetitive passive toe movements : 1) patients with a response of contralateral sensorimotor cortical activation in fMRI were categorized; 2) patients with a response in other regions; and 3) patients with no response. Correlation between the result of fMRI and each parameter was analyzed. Results : In fMRI data, ASIA score was likely to show greater improvement in patients in group A compared to those belonging to group B or C (p<0.001). No statistical significance was observed between the result of fMRI and neuropathic pain (p=0.709). However, increase in neuropathic pain in response to the signal change of the ipsilateral frontal lobe on fMRI was statistically significant (p=0.030). Conclusion : When there was change of BOLD response at the contralateral sensorimotor cortex on perioperative fMRI after surgery, relief of neurological symptoms was highly likely for traumatic SCI patients. In addition, development of neuropathic pain was likely to occur when there was change of BOLD response at ipsilateral frontal lobe.

• 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.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제9권3호
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• pp.67-76
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• 2002

We report the reorganization of motor network resulted from intensive unilateral coordination training and the effect of cross education on the untrained side in patient with traumatic brain injury using functional magnetic resonance imaging (fMRI). A 22 year-old male patient who had suffered from diffuse axonal injury for 58 months showed coordination deficit in the left hand at initial examination. Intensive motor training including complex finger movements and coordination activities using a metronome was introduced to the patient 4 hours per day for a week. FMRI was performed on a 3T ISOL Forte scanner. All functional images were analyzed using SPM-99 software. Hand function was improved after training not only in the trained left hand, but also in the untrained right hand. There was no activation in the right primary motor area (M1) during left hand movement before training whereas robust activation of left M1 was demonstrated by the right hand movement. Profuse activation of bilateral prefrontal lobes was seen during both hand movements before training. After training of left hand, right M1 became prominently activated during the left hand motion. The activation of bilateral prefrontal lobes disappeared after training not only for the left hand movement but also for the right, which clearly demonstrated the effect of cross education. This case report demonstrated the learning-dependent reorganization of the M1 and the effect of cross education.

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2002년도 제7차 학술대회 초록집
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• pp.111-111
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• 2002

Purpose： This study is to compare the distinct brain activation between implicit and explicit memory retrieval tasks using a non-invasive blood-oxygenation-level-dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging(fMRI). Materials ＆ Methods： We studied seven right-handed, healthy volunteers aged 21-25 years(mean；22 years) were scanned under a 1.5T Signa Horizon Echospeed MR imager(GE Medical Systems, Milwaukee, U.S.A.). During the implicit and explicit memory retrieval tasks of previously teamed words under the conceptual processing, we acquired fMRI data using gradient-echo EPI with 50ms TE, 3000ms TR, 26cm${\times}$26cm field-of-view, 128${\times}$128 matrix, and ten slices(6mm slice thickness, 1 mm gap) parallel to the AC-PC(anterior commissure and posterior commissure) line. By using the program of statistical parametric mapping(SPM99), functional activation maps were reconstructed and quantified.

• Clinical Psychopharmacology and Neuroscience
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• 제16권4호
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• pp.449-460
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• 2018

Objective: Prior functional magnetic resonance imaging (fMRI) work has revealed that children/adolescents with disruptive behavior disorders (DBDs) show dysfunctional reward/non-reward processing of non-social reinforcements in the context of instrumental learning tasks. Neural responsiveness to social reinforcements during instrumental learning, despite the importance of this for socialization, has not yet been previously investigated. Methods: Twenty-nine healthy children/adolescents and 19 children/adolescents with DBDs performed the fMRI social/non-social reinforcement learning task. Participants responded to random fractal image stimuli and received social and non-social rewards/non-rewards according to their accuracy. Results: Children/adolescents with DBDs showed significantly reduced responses within the caudate and posterior cingulate cortex (PCC) to non-social (financial) rewards and social non-rewards (the distress of others). Connectivity analyses revealed that children/adolescents with DBDs have decreased positive functional connectivity between the ventral striatum (VST) and the ventromedial prefrontal cortex (vmPFC) seeds and the lateral frontal cortex in response to reward relative to non-reward, irrespective of its sociality. In addition, they showed decreased positive connectivity between the vmPFC seed and the amygdala in response to non-reward relative to reward. Conclusion: These data indicate compromised reinforcement processing of both non-social rewards and social non-rewards in children/adolescents with DBDs within core regions for instrumental learning and reinforcement-based decision-making (caudate and PCC). In addition, children/adolescents with DBDs show dysfunctional interactions between the VST, vmPFC, and lateral frontal cortex in response to rewarded instrumental actions potentially reflecting disruptions in attention to rewarded stimuli.

• 감성과학
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• 제8권4호
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• pp.365-374
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• 2005

통증은 다른 일반 감각과는 달리 감각적인 면과 정서적인 면이 있어, 인격, 기대, 암시, 과거 통증경험과 같은 개인의 심리적 특성이나 사회문화적 환경 등 여러 요인에 의해 크게 영향을 받는다. 이러한 환자의 주관적인 통증의 호소를 객관화하려는 노력은 여러 통증 치료 의사들한테 많이 시도되어 왔으나 아직도 정확한 객관적인 진단방법이 나타나고 있지 않다. 최근에 PET이나 fMRI의 등장은 이러한 면에서 통증에 관한 연구를 하는 학자들에게 커다란 도움을 주고 있고 현재에도 이러한 뇌 기능적 자기공명영상을 이용한 많은 연구결과들이 보고되고 있다. 뇌는 어떠한 기능을 수행하기 위하여 특정부위의 뇌 신경활동이 항진되면 이와 함께 그 부위의 국소적 뇌 혈류 및 대사가 증가하는 것으로 알려져 있다. 이러한 생리적 변화를 이용하여 뇌에 국소적 신경활성화가 생기는 위치를 mapping 할 수 있다. mapping 대상 뇌 기능은 지각, 운동, 기억, 언어 등의 기능에서 출발하여 최근 감정, 정서, 사회적 인식, 도덕적 판단, 의식, 마음까지 조사대상이 넓어지고 있다. 본 발표에서는 이러한 뇌 기능 영상기법에 대한 내용과 뇌 기능 영상 기법을 이용하여 통증의 평가를 어떻게 할 수 있는지를 알아보고자 한다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제42권2호
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• pp.153-163
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• 2008

다중영상기기는 1990년대 초에 처음 개발되어 현재 주요 영상 장비 회사에서 상품으로 개발되어 판매되고 있다. 단순한 소프트웨어적인 정합과 융합을 통해 해부학적 영상과 기능적 영상의 상호 보완하는 단계에서 발전하여 하드웨어적으로 정합하는 하드웨어의 개발은 새로운 연구의 시작이다. 다중영상기기의 발전 이전에는 해부학적 구조를 보여주는 영상 장비와 기능적 영상을 표현하는 장비가 각각 고 분해능과 고 해상도로 많은 발전을 이루어 왔다. 현재는 각 영상 장비의 특징을 살려 효과적으로 결합시킨 다중영상기기의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 다중영상기기는 단순하게 두 장비를 결합시키는 개념에서 기능적 영상에서 필요한 감쇠 보정을 하면서 동시에 해부학적 위치를 융합 영상 형태로 표현하는 새로운 영상 장비로 발전하고 있다 다중영상기기의 특징을 살릴 수 있는 프로토콜이 개발되고 하드웨어적으로도 상호 보완적으로 결합되고 있다. 실제로 PET/CT와 같은 다중영상기기는 임상적으로 중요한 역할을 하고 있으며 PET 영상기기를 대체하고 있다. PET/CT 스캐너는 PET에서 나오는 기능적 영상과 CT에서 나오는 해부학적 영상뿐만 아니라 융합 영상을 함께 보여 주므로 임상적으로 유용한 정보를 제공하고 있다. 현재 SPECT/CT는 아직 보급이 많이 되지 않았으나 PET/CT와 같이 임상적으로 유용한 SPECT와 CT 장비가 결합된 상품들이 나오고 있어 그 시장이 점점 성장할 것으로 기대된다. 다중영상기기는 각각의 단독 영상장비에서 갖고 있는 문제뿐만 아니라 두 영상 장비를 결합시키므로 인해 새로운 문제들이 발생하고 있다. 대표적으로 호흡에 의한 움직임, 조영제의 영향, 금속 물질의 영향과 환자의 피폭에 관한 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 새로운 프로토콜과 프로세싱 방법이 개발되고 있다. 뇌를 동시에 촬영할 수 있는 PET/MR의 개발은 뇌 과학에 많은 발전을 줄 것으로 기대된다. PET/MR의 개발은 PET/CT 에서 촬영한 영상의 일부분을 대체할 것으로 예상된다. MR 영상이 CT 영상보다 우수한 분해능을 보이는 분야에서는 PET/MR을 이용한 검사와 연구가 활발하게 진행될 것으로 보인다. 해부학적 영상과 기능적 영상을 결합시킨 융합 영상을 함께 제공하는 다중영상기기는 환자의 질병을 진단뿐만 아니라 치료 후의 효과를 보는데 있어서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 또 앞으로 검사 목적에 맞는 다양한 다중영상기기의 개발이 이루어질 것으로 기대된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.173-182
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• 2012

작동 기억력은 학업성취도와 높은 상관을 보이는 요인으로 알려져 있다. 본 연구에서는 정상 대학생중 학업성취도 상위군과 하위군 학생들이 시각적 작동 기억의 부호화와 인출과제를 수행함에 있어 대뇌 활성화에 어떠한 차이가 있는지를 기능적 자기공명영상법을 이용하여 알아보고자 하였다. 실험에 동의한 20명의 대학생들을 학업성취도 상위군 10명과 하위군 10명으로 나눴다. 십자가를 응시하는 휴지기와 도형을 기억하고 인출하는 활성기가 2번 반복되는 210초 프로토콜을 적용하였고, 유의수준 95%에서 두 군의 대뇌활성화 차이를 알아보았다. 부호화의 경우 작동 기억을 담당하는 양측 배측 전전두엽(BA 46)과 주의력과 관련 있는 하두정엽과 시각 연합영역에서 상위군이 하위군에 비해 높은 활성화를 보였고, 인출의 경우 우측 배측 전전두엽(BA 44)과 모양의 판단과 관련 있는 우측 방추 상회와 설상회 등에서 우세를 보였다. 반면 하위군은 부호화의 경우 대상회에서 인출의 경우 시상과 기저핵 그리고 소뇌 등에서 상위군에 비해 높은 활성화를 보였다. 결론적으로 학업성취도 상위군이 부호화의 경우 작동 기억과 주의력에 관여하는 영역에서 인출의 경우 판단에 관련된 영역에서의 활성화가 높아 하위군에 비해 효과적인 작동 기억이 이루어짐을 알 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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• pp.571-574
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• 1997

fMRI, functional MRI introduced recently appears based on the gradient echo technique which is sensitive to the field inhomogeneity developed due to the local susceptibility changes of blood oxygenation and deoxygenation. Common to all the gradient echo techniques is that the signal due to the susceptibility effects is generally decreased with increasing inhomogeneity due to the $T2^*$ effect or conventionally known as blood oxygenation level dependent (BOLD) effect. It is, also found that the BOLD sensitivity is also dependent on the imaging modes, namely whether the imaging is in axial, or coronal or sagittal mode as well as the directions of the vessels against the main magnetic field. We have, therefore, launched a systematic study of imaging mode dependent signal change or BOLD sensitivity as well as the signal changes due to the tilting angle of the imaging planes. Study has been made or both TRFGE sequence and CGE sequence to compare the distinctions of the each mode since each technique has different sensitivity against susceptibility effect. Method of computation and both the computer simulations and their corresponding experimental results are presented.

• Applied Microscopy
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• 제46권4호
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• pp.184-187
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• 2016

Neuronal connectivity determines brain function. Therefore, understanding the full map of brain connectivity with functional annotations is one of the most desirable but challenging tasks in science. Current methods to achieve this goal are limited by the resolution of imaging tools and the field of view. Macroscale imaging tools (e.g., magnetic resonance imaging, diffusion tensor images, and positron emission tomography) are suitable for large-volume analysis, and the resolution of these methodologies is being improved by developing hardware and software systems. Microscale tools (e.g., serial electron microscopy and array tomography), on the other hand, are evolving to efficiently stack small volumes to expand the dimension of analysis. The advent of mesoscale tools (e.g., tissue clearing and single plane ilumination microscopy super-resolution imaging) has greatly contributed to filling in the gaps between macroscale and microscale data. To achieve anatomical maps with gene expression and neural connection tags as multimodal information hubs, much work on information analysis and processing is yet required. Once images are obtained, digitized, and cumulated, these large amounts of information should be analyzed with information processing tools. With this in mind, post-imaging processing with the aid of many advanced information processing tools (e.g., artificial intelligence-based image processing) is set to explode in the near future, and with that, anatomic problems will be transformed into informatics problems.