• 제목/요약/키워드: Gradient-echo EPI

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Dynamics regression analysis techniques for sensory and pain stimulation: fMRI study

  • 박태석;한재용;이수열
    • 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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    • 대한자기공명의과학회 2003년도 제8차 학술대회 초록집
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    • pp.31-31
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    • 2003
  • 목적: 통증에 대한 fMRI 연구에 있어서 differential-regression-analysis (DRA) 기법을 사용하여 대뇌 피질에서 통증 처리에 관련된 영역의 순시적인 변화를 관찰하였다. 대상 및 방법: 우선 통증과 일반적인 감각자극과의 생리학적 차이를 밝히기 위해 운동 (finger tapping) 및 시각 (flickering light) 자극 실험이 선행되었다. 통증 유발을 위해서는 50C에서 52C의 뜨거운 물을 이용한 온도자극이 왼손의 검지와 중지에 30초 동안 가해졌다. fMRI 실험은 Marconi (Philips) 1.5 T scanner를 이용하여 gradient echo EPI sequence(TR / TE / FA = 3 sec / 35 msec / 90)로 수행되었다. 감각자극과 통증자극에 대한 반응의 동적인 변화를 관찰하기 위하여 fMRI 결과 분석에 기존의 box-car function과 DRA 기법이 사용되었다.

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Quantification of Cerebral Blood Flow Measurements by Magnetic Resonance Imaging Bolus Tracking

  • Park Byung-Rae
    • 대한의생명과학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.129-134
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    • 2005
  • Three different deconvolution techniques for quantifying cerebral blood flow (CBF) from whole brain $T2^{\ast}-weighted$ bolus tracking images were implemented (parametric Fourier transform P-FT, parametric single value decomposition P-SVD and nonparametric single value decomposition NP-SVD). The techniques were tested on 206 regions from 38 hyperacute stroke patients. In the P-FT and P-SVD techniques, the tissue and arterial concentration time curves were fit to a gamma variate function and the resulting CBF values correlated very well $(CBF_{P-FT}\;=\;1.02{\cdot}CBF_{p-SVD},\;r^2\;=\;0.96)$. The NP-SVD CBF values correlated well with the P-FT CBF values only when a sufficient number of time series volumes were acquired to minimize tracer time curve truncation $(CBF_{P-FT}\;=\;0.92{\cdot}CBF_{NP-SVD},\;r^2\;=\;0.88)$. The correlation between the fitted CBV and the unfitted CBV values was also maximized in regions with minimal tracer time curve truncation $(CBV_{fit}\;=\;1.00{\cdot}CBV_{ Unfit},\;^r^2\;=\;0.89)$. When a sufficient number of time series volumes could not be acquired (due to scanner limitations) to avoid tracer time curve truncation, the P-FT and P-SVD techniques gave more reliable estimates of CBF than the NP-SVD technique.

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1.0 Tesla 자기 공명 진단 장치의 개발 (Development of 1.0 Tesla Compact MRI System)

  • 이흥규;오창현;안창범;장용호;신동희;이근남;장기현
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1996년도 추계학술대회
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    • pp.129-134
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    • 1996
  • 1차 년도 G-7 개발 과제로 수행된 자기 공명 진단 장치 (Magnetic Resonance Imaging System)의 개발 내용을 간략히 소개하였다. 성공적인 IT Compact 자기 공명 진단 장치의 완성을 위해 일차적으로 (1)RF (고주파), Gradient(경사 자계), Spectrometer 등의 Hard-ware 관련 MRI 핵심부분, (2) RF, Gradient, Spectrometer, Magnet 등의 각 Sub-system을 연결, 조합, 조정하여 하나의 체계적인 시스템으로 통합하고 운영하는 과정(System Integration), (3)사용자와 시스템을 연결하는 User Interface, Data Base Management, Real time 운영 SW 등과 (4)임상에 적용하여 구체적인 성능과 효용성을 확인하는 기술 등에 대하여 집중 연구하였다. 개발 방법은 (1)지난 16년간 국내에 축적 된 연구 개발 인력들을 최대한 활용하고 (2)연구 개발을 국제화 시켜 필요한 경우 부분별로 개발 인력을 해외에서 보완하고 (3)소수 정예 전문 인력 주의와 요소 기술 또는 중요 부품을 경쟁성 검토 후 필요 시 Out-sourcing 활용으로 최저의 비용으로 개발 기간을 최소화 하는 데 두었다. 개발된 1.0Tesla자기 공명 영상 장치는 미국 물리 학회에서 규격화한 Phantom및 임상 적용을 통하여 서울대 의대 연구 팀과 지속적으로 성능을 평가해 왔다. 개발된 시스템의 해상도는 $256{\times}256$ head 영상에서 1mm 이 하의 해상도를 가짐을 resolution phantom 을 통하여 확인할 수 있었고, $512{\times}512$ 영상에서 는 약 0.5 mm 의 물체를 분리 해냄으로써 외제 시스템들 보다 우수하게 평가 되었다. 차폐 경사코일의 Eddy current영향은2%이내로 촬영 시 영향은 거의 무시할 수 있었다. 또한, 개발된 영상 기법들, 즉 Multislice/Multi Echo, Oblique angle imaging, 64 Echo train을 갖는 고속 촬영 기술들이 자기 공명 장치에 장착되어 임상 적용에 문제가 없도록 하였다. 또한 20mT/m/Amp의 강력한 능동 차폐 경사 자계 코일(Active Shield Gradient Coil)을 기본 사양으로 하고, 수신단을 최대 6개로 확장토록 하여 2차년도의 초고속 촬영 기법(EPI) 및 Phased Array 코일 촬영이 가능토록 하였다. 1차 년도 개발 과제 수행 결과와 향후 개발 과제를 바탕으로 최종 목표인 국제 경쟁력이 있는 자기 공명 진단 장치 즉 기능과 영상의 질은 선진국 제품과 동일하거나 우수하되, 저가격을 구현한 상용화 제품이 완성되어, 첨단 의료기기로서 산업 구조 고도화에 기여하고 수입대체 뿐만 아니 라 수출을 통한 국익 창출과 국가의 기술을 통한 위상 제고에 기여되길 기대한다.

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The Feasibility of Event-Related Functional Magnetic Resonance Imaging of Power Hand Grip Task for Studying the Motor System in Normal Volunteers; Comparison with Finger Tapping Task

  • Song, In-Chan;Chang, Kee-Hyun;Han, Moon-Hee
    • 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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    • 대한자기공명의과학회 2001년도 제6차 학술대회 초록집
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    • pp.111-111
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    • 2001
  • 목적: To evaluate the feasibility of the event-related functional MR study using power grip studying the hand motor system 대상 및 방법: Event-related functional MRI was performed on a 1.5T MR unit in seven norm volunteers (man=7, right-handedness=2, left-handedness=5, mean age: 25 years). A single-shot GRE-EPI sequence (TR/TE/flip angle: 1000ms/40ms/90, FOV = 240 mm matrix= 64$\times$64, slice thickness/gap = 5mm/0mm, 7 true axial slices) was used for functiona MR images. A flow-sensitive conventional gradient echo sequence (TR/TE/flip angl 50ms/4ms/60) was used for high-resolution anatomical images. To minimize the gross hea motion, neck-holders (MJ-200, USA) were used. A series of MR images were obtained in axial planes covering motor areas. To exclude motion-corrupted images, all MR images wer surveyed in a movie procedure and evaluated using the estimation of center of mass of ima signal intensities. Power grip task consisted of the powerful grip of all right fingers and hand movement ta used very fast right finger tapping at a speed of 3 per 1 second. All tasks were visual-guid by LCD projector (SHARP, Japan). Two tasks consisted of 134 phases including 7 activatio and 8 rest periods. Active stimulations were performed during 2 seconds and rest period were 15 seconds and total scan time per one task was 2 min 14 sec. Statistical maps we obtained using cross-correlation method. Reference vector was time-shifted by 4 seconds an Gaussian convolution with a FWHM of 4 seconds was applied to it. The threshold in p val for the activation sites was set to be 0.001. All mapping procedures were peformed usin homemade program an IDL (Research Systems Inc., USA) platform. We evaluated the activation patterns of the motor system of power grip compared to hand movement in t event-related functional MRI.

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Cerebrocortical Regions Associated with Implicit and Explicit Memory Retrieval Under the Conceptual Processing: BOLD Functional MR Imaging

  • 김형중;강형근;서정진;정광우;은성종;박진균;윤웅;박태진
    • 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.

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뇌종야의 관류 자기공명영상: 예비보고 (Perfusion MR Imaging of the Brain Tumor: Preliminary Report)

  • 김홍대;장기현;성수옥;한문희;한만청
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제1권1호
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    • pp.119-124
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    • 1997
  • 목적: 뇌종양에서 자기공명 뇌혈류량지도(MR cerebral blood volume map)의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 15예의 두개강내 종괴(다형성 교모세포종 2예, 저등급 교종 3예, 뇌농양 2예, 뇌수막종 3예, 신경세포종 1예, 배아종 1예, 방사선괴사 1예, 전이암 1예) 에서 관류 MR영상을 수술전에 시행하였다. 환자의 평균연령은 42세였고(22-68), 남자 10명, 여자 5명이었다. MR영상기기는 1.5T unit(Signa, GE Medical Systems, Milwaukee, Wisconsin)를 사용하였다. 조영제 주입후 조영제의 일차 통과시 나타나는 자화율을 얻었다. (조영제는 최오의 MR 촬영시작후 10초부터 시작하여, 총량 15cc 의 Gadopentate dimeglumine(Magnevist)를 약 2ml/sec의 속도로 손으로 주입하였다). 각 환자마다 160초 동안 6 slice에서 slice당 80 image씩 총 480 image를 얻었으며 interleaved single shot gradient EPI기법을 사용하였다. 영상변수는 TR 2000ms, TE 50ms, FOV $240{\times}240mm,{\;}matrix{\;}size{\;}128{\times}128$, slice thickness/gap 5/ 2.5mm, flip angle $90^{\circ}$로 하였다. 얻은 영상데이터는 GE workstation으로 전송한 후, 자체적으로 개발한 software에 의해 각 kvoxel마다 시간경과에 따른 신호크기의 로그변화곡선(${\Delta}R2^{*}=-In(S/S_0$)의 적분값을 구하여 국소뇌혈류량(rCBV)영상을 구성하였다. 이의 시각적 해석을 용이하게 하기 위해 정상 뇌백질의 관류정도를 기준으로 하여 상대적인 RGB 색수치로 변환하여, color rCBV map을 얻었다. 관류의 정도와 조영증강정도를 중심으로 관류 MR 영상소견과 조직학적 소견을 관련지어 분석하였다. 결과: 조영증강 T1강조MR영상에서 환상조영증강을 보이는 다형성 교보세포종 2예에서는 변연부 외륜이 고관류를, 중심부의 괴사부위는 저관류로 나타났다. 저등급 교종은 경계가 불분명한 저관류부위로 보였다. 뇌농양 2예는 변연부 외륜이 경도의 고관류를, 중심부는 저관류로 나타났다. 뇌수막종은 미만성의 균일한 중등도 혹은 고도의 고관류로 보였으며, 임파종과 배아종은 경계가 명확한 저관류부위로 나타났다. 신경세포종은 종괴\ulcorner 일부에 중등도 혹은 고도의 고관류부위가 관찰되었고, 전이암은 다수병변중 일부에서 중등도의 고관류를 보였다. 방사선괴사는 저관류부위내에 국소적 고관류부위를 보였다. 결론: 관류 MR영상은 뇌종양의 관류상태를 비교적 잘 반영하며, 조직학적 특성을 예측하는데에 도움을 주 수 있을 것으로 기대된다. 뇌종야에서의 관류MR영상의 분명한 역할을 규명하기 위해서는 앞으로 더 많은 임상적 연구가 필요할 것으로 생각된다.

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뇌열 1예의 기능적 자기공명영상과 경두부 자기자극 (Functional-Magnetic Resonance Imaging and Transcranial Magnetic Stimulation in a Case of Schizencephaly)

  • 변우목;한봉수;이재교;장용민
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제4권1호
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    • pp.14-19
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    • 2000
  • 목적 : 뇌열환자에서 기능적 자기공명영상과 경두부 자기자극을 이용하여 뇌기능을 지도화하고자하였다. 대상 및 방법: 자기공명영상에서 우측 대뇌반구에 뇌열 소견이 있으며 좌측 편측부전마비를 보인 28세 남자환자를 대상으로 기능적 자기공명영상과 경두부 자기자극을 시행하였다. 임상적으로 좌측 손의 운동기능은 감소되어 있었고, 우측 손의 운동기능은 정상범주에 속하였다. 뇌기능적 자기공명영상은 EPI 기법을 이용하였고 운동자극은 1-2 Hz의 주기로 손가락을 아래위로 구부리게 하는 운동을 시행하였고 15초의 휴식기와 15초의 운동기를 반복하여 절편당 60 개의 영상을 획득하였다. 두부자기자극은 지름 90mm의 원형 자성자극기를 이용하여 maximal out-put의 80%로 자극하여 양측 단무지 외 전근에서 유발된 운동유발전위의 잠시와 진폭을 구하였다. 결과: 기능적 자기공명영상을 시행한 결과 정상적인 우측손의 운동자극시에 좌측 운동피질이 활성화되었고 좌측손의 운동자극시에는 좌측운동피질, 좌측 부가운동영역, 그리고 자측 전운동영역에 활성화소견이 나타났다. 두부자기자극에서는 우측 대뇌반구에서는 한군데에서도 운동유발 전위가 발생되지 않았다. 좌측 대뇌반구에서는 5군데에서 운동유발전위가 유발되었으며 모두 양측 단무지 외 전근에서 운동유발전위가 유발되었다. 양손에서 운동유발전위의 잠시 , 진폭 모양이 유사하였다. 결론: 뇌열환자의 손운동기능의 피지도화는 기능적 자기공명영상과 두부자기자극을 이용하여 성공적으로 시행할 수 있었다. 뇌열환자의 동측 운동경로는 동일한 운동피질로부터 기원한 동측피질척수로에 의한 것으로 추정된다.

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Software development for the visualization of brain fiber tract by using 24-bit color coding in diffusion tensor image

  • Oh, Jung-Su;Song, In-Chan;Ik hwan Cho;Kim, Jong-Hyo;Chang, Kee-Hyun;Park, Kwang-Suk
    • 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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    • 대한자기공명의과학회 2002년도 제7차 학술대회 초록집
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    • pp.133-133
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    • 2002
  • Purpose: The purpose of paper is to implement software to visualize brain fiber tract using a 24-bit color coding scheme and to test its feasibility. Materials and Methods: MR imaging was performed on GE 1.5 T Signa scanner. For diffusion tensor image, we used a single shot spin-echo EPI sequence with 7 non-colinear pulsed-field gradient directions: (x, y, z):(1,1,0),(-1,1,0),(1,0,1),(-1,0,1),(0,1,1),(0,1,-1) and without diffusion gradient. B-factor was 500 sec/$\textrm{mm}^2$. Acquisition parameters are as follows: TUTE=10000ms/99ms, FOV=240mm, matrix=128${\times}$128, slice thickness/gap=6mm/0mm, total slice number=30. Subjects consisted of 10 normal young volunteers (age:21∼26 yrs, 5 men, 5 women). All DTI images were smoothed with Gaussian kernel with the FWHM of 2 pixels. Color coding schemes for visualization of directional information was as follows. HSV(Hue, Saturation, Value) color system is appropriate for assigning RGB(Red, Green, and Blue) value for every different directions because of its volumetric directional expression. Each of HSV are assigned due to (r,$\theta$,${\Phi}$) in spherical coordinate. HSV calculated by this way can be transformed into RGB color system by general HSV to RGB conversion formula. Symmetry schemes: It is natural to code the antipodal direction to be same color(antipodal symmetry). So even with no symmetry scheme, the antipodal symmetry must be included. With no symmetry scheme, we can assign every different colors for every different orientation.(H =${\Phi}$, S=2$\theta$/$\pi$, V=λw, where λw is anisotropy). But that may assign very discontinuous color even between adjacent yokels. On the other hand, Full symmetry or absolute value scheme includes symmetry for 180$^{\circ}$ rotation about xy-plane of color coordinate (rotational symmetry) and for both hemisphere (mirror symmetry). In absolute value scheme, each of RGB value can be expressed as follows. R=λw|Vx|, G=λw|Vy|, B=λw|Vz|, where (Vx, Vy, Vz) is eigenvector corresponding to the largest eigenvalue of diffusion tensor. With applying full symmetry or absolute value scheme, we can get more continuous color coding at the expense of coding same color for symmetric direction. For better visualization of fiber tract directions, Gamma and brightness correction had done. All of these implementations were done on the IDL 5.4 platform.

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Neural correlations of familiar and Unfamiliar face recognition by using Event Related fMRI

  • Kim, Jeong-Seok;Jeun, Sin-Soo;Kim, Bum-Soo;Choe, Bo-Young;Lee, Hyoung-Koo;Suh, Tae-Suk
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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    • pp.78-78
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    • 2003
  • Purpose: This event related fMRI study was to further our understanding about how different brain regions could contribute to effective access of specific information stored in long term memory. This experiment has allowed us to determine the brain regions involved in recognition of familiar faces among non familiar faces. Materials and Methods: Twelve right handed normal, healthy volunteer adults participated in face recognition experiment. The paradigm consists of two 40 familiar faces, 40 unfamiliar faces and control base with scrambled faces in a randomized order, with null events. Volunteers were instructed to press on one of two possible buttons of a response box to indicate whether a face was familiar or not. Incorrect answers were ignored. A 1.5T MRI system(GMENS) was employed to evaluate brain activity by using blood oxygen level dependent (BOLD) contrast. Gradient Echo EPI sequence with TR/TE= 2250/40 msec was used for 17 contiguous axial slices of 7mm thickness, covering the whole brain volume (240mm Field of view, 64 ${\times}$ 64 in plane resolution). The acquired data were applied to SPM99 for the processing such as realignment, normalization, smoothing, statistical ANOVA and statistical preference. Results/Disscusion: The comparison of familiar faces vs unfamiliar faces yielded significant activations in the medial temporal regions, the occipito temporal regions and in frontal regions. These results suggest that when volunteers are asked to recognize familiar faces among unfamiliar faces they tend to activate several regions frequently involved in face perception. The medial temporal regions are also activated for familiar and unfamiliar faces. This interesting result suggests a contribution of this structure in the attempt to match perceived faces with pre existing semantic representations stored in long term memory.

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Moyamoya 질환에서 1차 통과기법을 이용한 자기공명관류영상의 이해 (Understanding on MR Perfusion Imaging Using First Pass Technique in Moyamoya Diseases)

  • 류영환;구은회;정재은;동경래;최성현;이재승
    • 대한디지털의료영상학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.27-31
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    • 2010
  • The purpose of this study was to investigated the usefulness of MR perfusion image comparing with SPECT image. A total of pediatric 30 patients(average age : 7.8) with Moyamoya disease were performed MR Perfusion with 32 channel body coil at 3T from March 01, 2010 to June 10, 2010. The MRI sequences and parameters were as followed : gradient Echo-planar imaging(EPI), TR/TE : 2000ms/50ms, FA : $90^{\circ}$, FOV : $240{\times}240$, Matrix : $128{\times}128$, Thickness : 5mm, Gap : 1.5mm. Images were obtained contrast agent administrated at a rate of 1mL/sec after scan start 10s with a total of slice 1000 images(50 phase/1 slice). It was measured with visual color image and digitize data using MRDx software(IDL version 6.2) and also, it was compared of measurement with values of normal and abnormal ratio to analyze hemodynamic change, and a comparison between perfusion MR with technique using Warm Color at SPECT examination. On MR perfusion examination, the color images from abnormal region to the red collar with rCBV(relative cerebral blood volume) and rCBF(relative cerebral blood flow) caused by increase cerebral blood flow with brain vascular occlusion in surrounding collateral circulation advancement, the blood speed relatively was depicted slowly with blue in MTT(Mean Transit Time) and TTP(Time to Peak) images. The region which was visible abnormally from MR perfusion examination visually were detected as comparison with the same SPECT examination region, would be able to confirm the identical results in MMD(Moyamoya disease)judgments. Hymo-dynamic change in MR perfusion examination produced by increase and delay cerebral blood flow. This change with digitize data and being color imaging makes enable to distinguish between normal and abnormal area. Relatively, MR perfusion examination compared with SPECT examination could bring an excellent image with spatial resolution without radiation expose.

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