• Investigative Magnetic Resonance Imaging
• /
• 제21권4호
• /
• pp.223-232
• /
• 2017

Purpose: To report the use of multiband accelerated echo-planar imaging (EPI) for resting-state functional MRI (rs-fMRI) to achieve rapid high temporal resolution at 3T compared to conventional EPI. Materials and Methods: rs-fMRI data were acquired from 20 healthy right-handed volunteers by using three methods: conventional single-band gradient-echo EPI acquisition (Data 1), multiband gradient-echo EPI acquisition with 240 volumes (Data 2) and 480 volumes (Data 3). Temporal signal-to-noise ratio (tSNR) maps were obtained by dividing the mean of the time course of each voxel by its temporal standard deviation. The resting-state sensorimotor network (SMN) and default mode network (DMN) were estimated using independent component analysis (ICA) and a seed-based method. One-way analysis of variance (ANOVA) was performed between the tSNR map, SMN, and DMN from the three data sets for between-group analysis. P < 0.05 with a family-wise error (FWE) correction for multiple comparisons was considered statistically significant. Results: One-way ANOVA and post-hoc two-sample t-tests showed that the tSNR was higher in Data 1 than Data 2 and 3 in white matter structures such as the striatum and medial and superior longitudinal fasciculus. One-way ANOVA revealed no differences in SMN or DMN across the three data sets. Conclusion: Within the adapted metrics estimated under specific imaging conditions employed in this study, multiband accelerated EPI, which substantially reduced scan times, provides the same quality image of functional connectivity as rs-fMRI by using conventional EPI at 3T. Under employed imaging conditions, this technique shows strong potential for clinical acceptance and translation of rs-fMRI protocols with potential advantages in spatial and/or temporal resolution. However, further study is warranted to evaluate whether the current findings can be generalized in diverse settings.

• 정보과학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.43-49
• /
• 2009

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.525-534
• /
• 1996

We have developed a fast steady state free precession interferometry (SSFPI) technique which is useful for the fMRl (functional Magnetic Resonance Imaging). As is known, SSFP sequence with a suitable adjustment of Vadient (readeut) allows us to measure precession angle 6 which in tw relates to the field inhomogeneity. Combining the two pulses (known as FID and Echo) in FADE (Fast Acquisition Double Echo) sequence, for example, one can obtain the interference term which is directly related to the precession angle It has been known that a fast high resolution magnetic field mapping is possible by use of the modified FADE sequence or SSFPI, and we have attempted to use the SSFPI technique for the susceptibility-induced fMRl. When the method is applied to the susceptibility effect based functional magnetic resonance imaging (fMRl), it was found that the direct susceptibility effect measurement was possible without perturbations such as the backgrounds and inflow effect. In this paper, simulation results and experimental results obtained with 2.0 Tesla MRI system are presented.

• 응용통계연구
• /
• 제29권6호
• /
• pp.1129-1145
• /
• 2016

뇌기능 연결성 문제는 뇌의 신경역학적 현상과 밀접한 관련이 있다는 의미에서 뇌과학에서 주요 연구주제이다. 본 논문에서는 기능적 자기공명영상(fMRI)자료를 뇌활동에 대한 반응 자료의 주요 형태로써 선택하였는데, 이 fMRI자료는 높은 해상도 때문에 뇌과학 연구에서 선호되는 자료 형태이다. 뇌활동에 대한 생리학적 반응을 측정해서 자료로 사용한다는 전제하에서 뇌의 기능적 연결성을 분석하는 방법들을 고찰하였다. 여기서의 전제란 상태공간 및 측정 모형을 다룬다는것을 의미하는데, 여기서 상태공간 모형은 뇌신경역학을 표현한다고 가정한다. 뇌기능 영상자료의 분석은 무엇을 측정하였느냐에 따라서 분석방법과 그 해석이 조금씩 달라진다. 실제 fMRI자료를 고차원 자기회귀모형을 적용해서 분석한 결과를 논문에 포함하였는데, 이 결과를 통해서 서로 다른 도형문제를 푸는데 서로 다른 뇌신경 역학관계가 요구된다는 것을 엿볼 수 있었다.

• 대한임상검사과학회지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.123-128
• /
• 2005

Magnetoencephalography (MEG) is the measurement of the magnetic fields produced by electrical activity in the brain, usually conducted externally, using extremely sensitive devices such as Superconducting Quantum Interference Device (SQUID). MEG needs complex and expensive measurement settings. Because the magnetic signals emitted by the brain are on the order of a few femtoteslas (1 fT = 10-15T), shielding from external magnetic signals, including the Earth's magnetic field, is necessary. An appropriate magnetically shielded room is very expensive, and constitutes the bulk of the expense of an MEG system. MEG is a relatively new technique that promises good spatial resolution and extremely high temporal resolution, thus complementing other brain activity measurement techniques such as electroencephalography (EEG), positron emission tomography (PET), single-photon emission computed tomography (SPECT) and functional magnetic resonance imaging (fMRI). MEG combines functional information from magnetic field recordings with structural information from MRI. The clinical uses of MEG are in detecting and localizing epileptic form spiking activity in patients with epilepsy, and in localizing eloquent cortex for surgical planning in patients with brain tumors. Magnetoencephalography may be used alone or together with electroencephalography, for the measurement of spontaneous or evoked activity, and for research or clinical purposes.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
• /
• 제11권1호
• /
• pp.20-26
• /
• 2007

목적 : 본 연구는 3 T MRI 장비에 적합한 동물영상용 솔레노이드 (solenoid) 코일을 개발하고 최적화한 후, 실제 동물모델에 대한 영상을 획득하는 것을 목표로 수행되었다. 대상 및 방법 : 솔레노이드 코일은 반경 4 cm, 길이 10 cm의 아크릴 구조물에 너비 2 cm, 두께 0.05 cm, 길이 10 cm의 구리테잎으로 3번 감긴 형태로 제작하였고, 구리테잎을 감을 때는 실린더 축과 수직이 되도록 감았으며 테잎간의 간격은 2 cm로 하였다. 축전지(capacitor)는 2-100 pF사이의 용량을 이용하였고, 코일은 수신 전용으로서 디자인되었다. 결과 : 개발된 솔레노이드 코일의 신호대 잡음비 (Signal to Noise Ratio; SNR)는 CuSO4수용액 팬텀(CuSO4; 0.7 g/L)에서 985, 쥐 (rat)를 이용한 동물실험에서 995이었고, Qfactor는 unload된 경우 203-206, load된 경우 84-89정도로 측정되었다. 솔레노이드 코일을 이용하여 획득한 영상은 상대적으로 해상도 (resolution)가 높았으며, 코일 시뮬레이션(simulation)을 통해서 얻은 RF field의 균질성 (homogeneity) 또한 매우 우수하였다. 결론 : 본 연구를 통하여 고자장 3T MRI 장비에서 쥐와 같은 작은 동물의 영상을 획득할 때 솔레노이드 코일을 사용하면 보다 향상된 영상의 대조도, 해상도, 선명도를 얻을 수 있는 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 인지과학
• /
• 제33권2호
• /
• pp.109-133
• /
• 2022

일화기억은 핵심 이벤트와 그에 연합된 맥락으로 구성된다. 해마와 해마 주변 영역이 일화기억의 부호화에서 맥락을 표상하는 역할에 관해 연구되어왔지만, 시공간적 맥락 외에 다양한 맥락-특이적 정보들에 대한 표상에 관한 연구는 많지 않다. 본 연구에서는 고해상도 자기기능공명기법을 이용하여 여러 맥락정보(예, 육하원칙 - 누가, 왜, 무엇을 언제, 어디서, 어떻게)의 부호화에 관여하는 내측두엽 및 대뇌피질 신경연결성의 특징을 탐색하였다. 참가자들은 두 명의 얼굴과 하나의 사물로 구성된 실험 이벤트를 보면서 여섯가지 맥락 부호화 과제를 수행하였다. 휴지기 기능적 자기공명영상 정보를 활용해 내측두엽의 세부 영역을 기능적으로 구분하였고 맥락 기억 과제별 기능적 신경연결성 네트워크를 탐색하였다. 일반선형화 모델 분석을 통해 시공간적 맥락정보를 처리할 때보다 사회적, 행동적, 의도 맥락을 연합할 때 내측두엽의 세부영역, 전전두엽, 하부두정엽 영역이 유의미하게 증가한 활성화를 보이며 관여함을 확인하였다. 나아가 이 영역들과 내측두엽 영역이 맥락조건간 차이에 관여하는 기능적 연결성 특징을 탐색하기 위하여 맥락부호화 과제를 수행하는 동안의 해마세부영역들과 전전두엽, 하부두정엽 등 간의 과제기반 기능적 연결성 정보들을 다변량 패턴분석의 주요입력변수로 선정하였고, 기계학습을 통해 맥락 조건 간 연결성 패턴분류를 시도하였다. 네트워크 패턴분류에서도 시공간 맥락 조건과 각 사회적, 행동적, 의도 맥락처리 조건 간에는 기능적 연결성의 차이가 두드러졌다. 본 연구결과를 통해 일화기억에서 특정 맥락을 처리하는 신경학적 기제의 특성과 맥락 조건 간 차이를 제시하였다.

• 인지과학
• /
• 제27권4호
• /
• pp.573-597
• /
• 2016

최근 행위 개념의 신경적 표상에 대한 fMRI나 EEG 연구들은 행위 개념의 처리가 감각-운동 정보의 모사(simulation)를 불러일으킨다고 주장한다. 이와 아울러 행위동사나 행위 문장 이해가 현재 수행해야 하는 행위를 간섭하거나 촉진시킨다는 행동연구들도 존재한다. 그러나 행위 개념 처리와 현재 행동 수행간의 실시간 상호작용이 감각-운동정보의 모사를 매개로 하는지, 또 다른 기전에 바탕을 두는지 아직까지 분명하지 않다. 본 연구에서는 행위 언어 지각이 어떻게 현재 행위 수행에 영향을 주는지 그 기저에 있는 신경 메커니즘을 시공간적으로 탐색하고자 시간해상도가 높은 뇌파 측정과 다중전류원분석이라는 뇌파분석 기법을 사용하였다. 이를 위하여 실험참가자에게 단서 자극 색상에 따라 손으로 버튼 누르기 행동과 발로 페달 밟기 행동을 해야 하는 단서-운동반응 과제를 수행하도록 하였고, 단서가 제시되기 직전에 반응 행위자체를 기술하는 행위동사(즉, 눌러라, 밟아라, 멈춰라)를 청각적으로 제시하여 행위동사와 반응 행동 간의 의미 일치성에 따른 상호작용을 관찰하였다. 반응시간 분석 결과, 손으로 버튼을 누르는 반응행위와 발을 이용하여 페달을 밟는 반응행위 모두에서 행위동사와 반응행위가 일치하는 경우 촉진효과가 관찰되었고, 불일치에 따른 간섭효과는 손 행위에서 나타났다. 전류원 파형 분석결과, 행위동사와 반응행위간의 의미일치성 효과는 행위 동사 처리 기간에는 베르니케 영역, 운동단서 제시 시점에선 전대상회와 보조운동영역, 운동수행 시점에서는 보조운동영역과 일차운동피질에서 통계적으로 유의한 차이가 관찰되었다. 현재 결과로는 행위동사가 특정 운동피질을 활성화시켜 이를 매개로 현재 행위에 영향을 준다고 하기보다, 뒤따르는 행위를 예측하고 이를 준비하는 과정에 영향을 미쳐, 촉진/간섭효과를 가져오는 것으로 보인다. 마지막으로 본 연구가 가지는 행위 개념의 신경학적 표상에 대한 함의와 연구 방법론상 한계에 대해 논의하였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
• /
• 제17권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2013

목적: 이 연구의 목적은 뇌량 팽대에 일과성 병변을 보이는 환자의 영상 소견과 임상 양상의 연관성을 연구하는 데 있다. 대상과 방법: 2006년 11월부터 2011년 4월까지 일과성 뇌량 팽대 병변을 보인 총 7명의 환자 (남성: 여성 = 4:3, 연령 11-38세, 평균연령 25.5세)를 대상으로 하였다. 모든 환자의 자기 공명 영상 소견과 임상 소견을 후향적으로 검토하였다. 자기 공명 영상에서는 병변의 위치, 신호 강도, 확산 제한, 조영 증강과 추적 검사에서의 병변의 가역성에 대하여 평가하였다. 증상과 증후, 치료 및 결과에 대한 임상 소견도 후향적으로 검토하였다. 결과: 모든 환자에서 병변은 뇌량 팽대에 국한되었다. 모든 병변은 확산 강조 영상에서 고신호 강도를 보였으며 6명의 환자는 겉보기 확산 계수 영상에서 확산 제한을 보였다. 한 명의 환자에서는 겉보기 확산 계수 영상을 얻지 못하였다. 모든 환자(7명)는 T2 강조 영상에서 고신호 강도를 보였다. 5명 (71.4%)의 환자는 추적 검사 영상 (범위 7-34일) 중 확산 강조 영상과 겉보기 확산 계수 영상에서 고신호 강도와 확산 제한의 완전한 회복이 있었으며 T2 강조 영상에서도 완전한 회복을 보였다. 모든 병변에서 조영제 주입 후 조영 증강은 보이지 않았다. 모든 병변은 항결핵제를 포함한 다양한 원인으로 젊은 환자에서 발생하였고 보존적 치료로 7일 이상의 시간 뒤에는 회복되었다. 결론: 모든 일과성 뇌량 팽대 병변은 최초 확산 강조 영상과 겉보기 확산 계수 영상에서 확산 제한과 같은 비특이적 영상 소견을 보였다. 그렇지만 젊은 환자에서 호발한 점과 7일 이상의 시간 뒤에 가역적인 변화를 보인다는 것은 일과성 뇌량 팽대 병변의 특징이 될 수 있다. 또한, 영상의학과 의사뿐 아니라 임상의사는 항결핵제를 포함한 다양한 원인이 이러한 병변을 일으킬 수 있다는 것을 명심해야 한다.

• Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
• /
• 제32권4호
• /
• pp.137-143
• /
• 2021

Objectives: Despite the growing concern regarding the adverse effects related to problematic smartphone use (PSU), little is known about underlying morphologic changes in the brain. The brainstem is a deep brain structure that consists of several important nuclei associated with emotions, sensations, and motor functions. In this study, we sought to examine the difference in the volume of brainstem substructures among adolescents with and without PSU. Methods: A total of 87 Korean adolescents participated in this study. The PSU group (n=20, age=16.2±1.1, female:male=12:8) was designated if participants reported a total Smartphone Addiction Proneness Scale (SAPS) score of ≥42, whereas the remaining participants were assigned to the control group (n=67, age=15.3±1.7, female:male=19:48). High-resolution T1 magnetic resonance imaging was performed, and the volume of each of the four brainstem substructures [midbrain, pons, medulla, and superior cerebellar peduncle (SCP)] was measured. Analysis of covariance was conducted to reveal group differences after adjusting for effects of age, gender, whole brainstem volume, depressive symptoms, and impulsivity. Results: The PSU group showed a significantly smaller volume of the SCP than the control group (F=8.273, p=0.005). The volume of the SCP and the SAPS score were negatively correlated (Pearson's r=-0.218, p=0.047). Conclusion: The present study is the first to reveal an altered volume of the brainstem substructure among adolescents with PSU. This finding suggests that the altered white matter structure in the brainstem could be one of the neurobiological mechanisms underlying behavioral changes in PSU.