• 전자공학회논문지 IE
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• 제43권4호
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• pp.21-27
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• 2006

본 논문은 사람의 뇌에 대한 자기공명영상에서 백질과 회백질을 분리하고 각각의 체적을 산출하기 위한 것이다. 정상인과 비정상인의 대뇌 영상으로부터 백질, 회백질, 뇌척수액을 분리하고, 분리된 조직의 체적을 계산한다. 본 논문에서는 뇌 MR영상에서 체적을 산출하고 백질과 회백질을 산출하기 위한 새로운 방법을 제안한다. 그리고 각 구성 비율에 따라 표현되는 명암 값 분석을 통한 대뇌 자기공명영상으로부터 백질 및 회백질을 추출할 수 있는 판별값을 결정하는 방법을 개발하였다. 각 슬라이스에 추출된 화소의 수를 이용하여 백질 및 회백질의 체적을 구하는 방법을 제안하였다. 그리고 환자의 뇌척수액/대뇌 체적비와 연령을 입력으로 받아 판별식을 통해 판별값을 계산하며, 계산된 판별값을 이용해 기준점과 비교함으로써 정상과 비정상을 진단하였다. 결과적으로 연령이 증가 할수록 백질과 회백질의 체적은 감소하고 뇌척수액의 체적은 증가하고 있는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제27권8호
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• pp.815-826
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• 2000

본 연구는 사람의 뇌에 대한 자기공명영상에서 백질과 회백질을 분리하고 각각의 체적을 산출하기 위한 것이다. 일반적으로 치매나 다운증후군 같은 정신질환의 경우 백질 또는 회백질의 위축으로 인해 체적이 감소하게 되므로, 사람의 뇌에 대하여 백질과 회백질의 체적 산출을 통한 크기의 변화를 추적함으로서 여러 정신질환의 진단 및 조기 발견에 유용하게 이용될 수 있다. 그러나 일정한 두께의 단면을 촬영하여 단일의 명암 값으로 표현하는 자기공명영상기기의 특성상 번짐 현상을 보이는 자기공명영상으로부터 원래의 두께 안에 존재하는 각 성분의 부분체적을 산출할 수 없음으로 인해 백질과 회백질의 체적산출이 현재까지 불가능하였다. 따라서 본 논문에서는 번짐(blurred)을 보이는 자기공명영상에서 번진 명암 값을 해석하는 새로운 알고리즘에 의해 백질과 회백질의 부분체적을 산출하고, 이를 근거로 자기공명영상에서 백질과 회백질을 분리하기 위한 판별값을 결정하였으며, 결정된 판별값에 의해 분리된 영상에서 백질과 회백질의 체적을 산출하였다. 또한 제안된 알고리즘의 검증을 위해 인위적으로 생성된 모델에 알고리즘을 적용하여 산출된 결과를 원래의 모델과 비교하여 보았다.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권7A호
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• pp.1006-1016
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• 2000

본 논문은 뇌의 자기공명영상에서 백질과 회백질 및 뇌척수액을 분리하고 각각의 체적을 산철하기 위한 것이다. 본 연구는 먼저 뇌의 자기공명영상에서 영상의 배경을 제거한 후 외피 및 지방층으로부터 뇌 영역 전체를 분리하였으며, 부분체적의 문제(partial volume artifact)에 의해 명암 값의 번짐 현상을 보이는 뇌의 내부 영역에서 자기 공명영상의 생성원리를 근거로 명암 값의 산술적인 해석을 통해 원래의 단면 안에 존재하던 각 성분의 부분체적을 산출하였다. 산출된 백질과 회백질 및 뇌척수액의 부분체적은 번짐 현상을 보이는 자기공명영상에서 각 성분을 분리하기 위한 판별값을 경정하기 위해 사용되었고, 최종적으로 백질과 회백질 및 뇌척수액의 체적을 산출하도록 하였다. 본 연구는 뇌의 위축을 보이지 않는 정상인의 자기공명영상을 대상으로 하였으며, 향후 이러한 연구 결과는 알쯔하이머 병이나 뇌성마비등과 같은 퇴행성 뇌 질환 환자의 뇌 위축정도를 객관적으로 진단하는 방법으로 사용 될 수 있다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제19권1호
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• pp.10-18
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• 2015

Background and Purpose: The association between the low emotional regulation and the brain structural change of major depressive disorder (MDD) has been proposed, but the voxel-based morphometry (VBM) studies on female MDD are rare. The purpose of the present study was to show the regional volume changes of gray matter (GM) in female patients with MDD by optimized VBM. Methods: To control subjects homogeneity, twenty female MDD patients and age, sex matched 21 normal controls were included for the VBM analysis. To identify the change of regional gray matter volume (GMV), the optimized VBM was performed with T1 MRIs. The amounts of gray/white matter and intracranial cavity volumes (ICV) were measured. The analysis of covariance (ANCOVA) and partial correlation analyses covariate with age and ICV were applied for VBM. Results: The age and ICV distributions were similar between the two groups. In the ANCOVA, the total GMV of MDD was smaller than that of normal controls. In the VBM, regional GMV was relatively decreased in the limbic system (amygdalae, ambient gyri, hippocampi heads, subiculum, posterior parahippocampal gyri, pulvinar nuclei, dorsal posterior cingulate gyri, and left pregenual cingulate gyrus). The lingual gyri, short insular gyri, right fusiform gyrus, and right inferior frontal gyrus were also showed decreased regional GMV. Conclusion: The results of this study indicate that the female MDD is mainly associated with the structural deficits of the limbic system and limbic system related cortices, which were known to the center of emotions.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 ITC-CSCC -1
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• pp.441-445
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• 2000

This study is to segment white matter, gray matter, and cerebrospinal fluid(CSF) on a brain MR image of coronal section and to calculate the volume of each. First, we segmented the whole region of a brain from a black colored background, a skull and a fat layer. Then, we calculated the partial volume of each component, which was present in scanning finite thickness, with the arithmetical analysis of gray value from the internal region of a brain showing the blurring effects on the basis of the MR image forming principle. Calculated partial volumes of white matter, gray matter and CSF were used to determine the threshold for the segmentation of each component on a brain MR image showing the blurring effects. Finally, the volumes of segmented white matter, gray matter, and CSF were calculated. The result of this study can be used as the objective diagnostic method to determine the degree of brain atrophy of patients who have neurodegenertive diseases such as Alzheimer’s disease and cerebral palsy.

• 생물정신의학
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• 제15권2호
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• pp.118-125
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• 2008

Objectives : The purpose of this study was to find brain regions in which gray matter volume was reduced and to show the capability of voxel-based morphpmetry(VBM) analysis for lateralizing clinically significant brain regions in dementia of Alzheimer's type patients compared to healthy group. Methods : MR T1-weighted images of the 20 dementia of Alzheimer's type patients were compared with those of the 20 normal controls. Images were transformed to standard MNI space. In order to observe gray matter volume change. Gray matter was smoothed with a Gaussian kernel. After these preprocessing, statistical analysis was performed using statistical parametric mapping software(SPM2). Results : Gray matter volume was significantly reduced in the bilateral parahippocampal gyri, Lt. anterior cingulate gyrus, Lt. posterior cingulate gyrus, bilateral superior temporal gyri Lt. middle temporal gyrus, Lt. superior, bilateral middle, Rt. anterior frontal gyri and Rt. precuneus in dementia of Alzheimer's type patient group. Conclusions : These VBM results confirm previous findings of temporal lobe and limbic lobe atrophic changes in dementia of Alzheimer's type, and suggest that these abnormalities may be confined to specific sites within that lobe, rather than showing a widespread distribution.

• 정신신체의학
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• 제22권2호
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• pp.130-137
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• 2014

Objectives : Obsessive-compulsive(OC) symptoms have yet to be directly studied in neurodegenerative conditions involving behavioral changes. To examine regional abnormalities in the brains of dementia patients with OC symptoms, we assessed the gray matter density using voxel-based morphometry(VBM). Methods : We performed brain magnetic resonance imaging(MRI) with VBM analysis in 106 dementia patients with OC behaviors. In this study, OC behaviors were investigated in patients with neurodegenerative disease using the modified Manchester Behavior Questionnaire. Results : The OC behavior scores were correlated with structural brain volume using VBM. The total OC symptom score correlated negatively with the volume of both putamens, the right middle orbitofrontal gyrus, both anterior cingulate cortices, and the left insula(p<0.001, uncorrected). No gray matter reductions were associated specifically with the OC symptom sub-categories. Conclusions : Our results suggest that abnormalities in these brain regions may play an important role in the pathophysiology of OCD in neurodegenerative disease. This is the first lesion study to investigate the neural basis of OCD behaviors in neurodegenerative disease.

• 대한핵의학회지
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• 제38권1호
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• pp.30-40
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• 2004

목적: 본 연구의 목적은 첫째, 내측 측두엽 간질환자의 MR 영상에 화소기반 형태분석방법(VBM)을 적용하여 회백질 부피감소를 보이는 영역을 뇌 전체를 관찰하여 찾아내고자 하였다. 둘째, 본 연구에서 적용된 VBM방법이 내측측두엽 간질환자의 간질병소의 편측성을 평가하기에 쓰일 수 있을지 조사하였다. MR영상으로 VBM 결과를 FDG PET의 SPM 분석결과와 비교하였다. 대상 및 방법: 12명의 좌측 내측측두엽 간질환자와 11명의 우측 내측측두엽 간질환자의 T1 강조영상을 각각 37명의 정상 대조군의 영상과 비교하였다. 모든 영상을 표준 뇌 표준판에 공간정합한 후, 평균영상을 생성하여 연구-특정적 뇌 표준판을 만들고 이 연구 측정적 표준판에 다시 비선형 공간정규화 하였다. 영상을 분할하여 회백질영상을 추출하고 변조한 후 편평화하였다. 환자군과 정상군의 차이를 SPM99를 이용하여 허위발견률을 기준으로 통계처리하였다. FDG PET 영상을 SPM을 이용하여 정상대조군 22명과 비교하였다. 결과: 좌측 내측측두엽 간질환자는 좌측의 해마와 편도체 영역에 회백질 부피/농도가 감소하였고, 뇌의 양측 소뇌, 전대상회, 방추상회의 부피/농도가 감소하였다. 우측 내측측두엽 간질환자는 우측 해마의 서 회백질이 감소하였다. 좌측 내측측두엽 간질은 좌측 측두엽과 시상 우측 내측측두엽간질 환자는 우측측두엽에 광범위한 부위에 FDG 섭취가 감소하였다. 결론: VBM 방법을 적용한 결과 간질원인 병소 해마와 해마주변영역에서 유의하게 회백질 부피/농도가 감소하였다. FDG PET SPM 분석에서 간질원인병소의 대사 감소를 찾을 수 있었던 것처럼, 이 연구에서 적용한 변조 VBM 방법은 내측측두엽 간질환자의 간질원인병소를 편측화할 수 있었고 내측측두엽을 제외한 다른 뇌영역의 해부학적 변화를 발견하는데 도움이 되었다. 이에 비하여 간질원인병소인 좌우측측두엽의 넓은 부위에 FDG 섭취가 감소하여 대조되었다.

• Psychiatry investigation
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• 제15권12호
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• pp.1174-1180
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• 2018

Objective Structural changes of brain areas have been reported in depressive disorder and suicidal behavior (SB), in which TPH1 also has been known as a promising candidate gene. We investigated gray matter volume (GMV) differences, TPH1 rs1800532 and rs1799913 polymorphisms previously found to be associated with depressive disorder and SB, and the relationship between the two markers. Methods Thirteen depressive disorder patients with suicidal attempts (SA) and twenty healthy controls were included. We examined GMV differences using a voxel-based morphometry and regions of interest analysis. Direct sequencing was used for genotyping. Results The patients showed significant GMV reduction in left cerebral region including middle frontal gyrus, inferior frontal gyrus, and anterior cingulate cortex; in right middle temporal gyrus; in left cerebellar tonsil; and in right cerebral region including precentral gyrus and postcentral gyrus (corrected p<0.005). The right precentral and postcentral gyri GMV values of AA and CA genotypes patients were significantly decreased compared to those of CC genotype subjects (corrected p=0.040). Conclusion These findings show the possibility that both GMV reductions and TPH1 rs1800532/rs1799913 A allele may be involved in the pathogenesis of depressive disorder patients with SA.

• 생물정신의학
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• 제21권1호
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• pp.1-13
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• 2014

Normal aging causes changes in the brain volume, connection, function and cognition. The brain changes with increases in age and difference of gender varies at all levels. Studies about normal brain aging using various brain magnetic resonance imaging (MRI) variables such as gray and white matter structural imaging, proton spectroscopy, apparent diffusion coefficient, diffusion tensor imaging and functional MRI are reviewed. Total volume of brain increases after birth but decreases after 9 years old. During adulthood, total volume of brain is relatively stable. After 35 years old, brain shrinks gradually. The changes of gray and white matters by aging show different features. N-acetylaspartate decreases or remains unchanged but choline, creatine and myo-inositol increase with aging. Apparent diffusion coefficient decreases till 20 years old and then becomes stable during adulthood and increase after 60 years old. Diffusion tensor properties in white matter tissue are variable during aging. Resting-state functional connectivity decreases after middle age. Structural and functional brain changes with normal aging are important for studying various psychiatric diseases such as dementia, schizophrenia and bipolar disorder. Our review may be helpful for studying longitudinal changes of these diseases and successful aging.