• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제39권4호
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• pp.147-152
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• 2018

Lung cancer and pulmonary metastasis are the leading cause of cancer mortality worldwide. Survival for patients with lung metastases is about 5%. Nanoparticles have been developed for the imaging and treatment of various cancers, including pulmonary malignancies. In this work, we report lipid coated polymeric nanoparticles (LPNs) with an average diameter of 154 nm. In vivo performance of LPNs was characterized using optical imaging system. We expect this nanoparticle can be used for finding lung cancer or lung metastasis. Eventually loading therapeutic drug with the nanoparticle will be utilized for cancer diagnosis and effective therapy at the same time.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권2호
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• pp.179-184
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• 2009

Magnetic Resonance Electrical Impedance Tomography (MREIT) is a new bio-imaging modality providing cross-sectional conductivity images from measurements of internal magnetic flux densities produced by externally injected currents. Recent MREIT studies demonstrated successful conductivity image reconstructions of postmortem and in vivo canine brain. However, the whole head imaging was not achieved due to technical issues related with electrodes and noise in measured magnetic flux density data. In this study, we used a new carbon-hydrogel electrode with a large contact area and injected 30 mA imaging current through a canine head. Using a 3T MREIT system, we performed a postmortem canine experiment and produced high-resolution conductivity images of the entire canine head. Collecting magnetic flux density data inside the head subject to multiple injection currents, we reconstructed cross-sectional conductivity images using the harmonic $B_z$ algorithm. The conductivity images of the canine head show a good contrast not only inside the brain region including white and gray matter but also outside the brain region including the skull, temporalis muscle, mandible, lingualis proprius muscle, and masseter muscle.

• 한국광학회지
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• 제22권3호
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• pp.134-140
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• 2011

본 논문에서는 생체 내부를 비침습적으로 영상화하기 위한 방법으로 생체내에서의 빛의 전파가 흡수보다는 산란이 지배적으로 작용하는 근적외선(NIR, near-infrared) 영역의 레이저 광원 및 광 검출기를 이용하여 주파수영역(frequency-domain) 확산 광 단층촬영(DOT, diffuse optical tomography) 시스템을 구현하였으며, 생체조직을 모사한 액체 팬텀에 광학적 특성이 다른 이형성분(anomaly)을 삽입하여 실험적으로 흡수 및 산란 분포에 대한 영상을 복원함으로써 이형성분의 위치와 형태에 대한 정보를 획득하였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제11권2호
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• pp.95-102
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• 2007

목적: 3.0 Tesla와 같은 고 자장에서 고해상도의 나선주사영상을 얻기 위해서는 주자장을 균일하게 만들어야 한다. 특히, 나선주사영상인 경우 스핀-에코펄스 시퀀스(SE)나 경사자계 에코 펄스 시퀀스(GE)에 비하여 측정 시간이 길기 때문에 주자장이 균일하지 못하다면, off-resonance 현상으로 영상의 blur가 심해진다. 본 연구에서는 빠른 시간 안에 주자장을 균일하게 할 수 있는 고차(Higher-order) shimming방법을 모색했다. 대상 및 방법: 3 Tesla 자기 공명 영상시스템에서 고해상도의 나선주사영상을 얻기에 적합할 정도의 균일한 주자장을 빠른 시간 안에 만들기 위해, 한번의 스캔으로 axial, sagittal, coronal 방향의 불균일도 map을 구할 수 있는 펄스 시퀀스를 제안하였고, 불균일도 map으로부터 spherical harmonics 분석를 통해 shim 코일에 적절한 전류를 인가하여 주자장을 균일하게 만들었다. 결과: 3 Tesla 자기 공명 영상 시스템에서 주자장의 불균일도는 주자장의 크기에 비례하게 된다. 제안한 펄스 시퀀스로 얻은 영상을 이용하여 불균일도 Map을 만들 수 있었고, 이를 spherical harmonics 분석을 하여 2-3회의 고차 shimming으로 불균일한 자장을 균일하게 만들 수 있었다. 제안된 고차 shimming 방법은 전체 영상 영역 뿐만 아니라 선택한 영역에 대해서만 적용도 가능하기 때문에 국부 영역에 대한 고차 shimming이 가능하다. 고차 shimming이 적용되어 주자장이 균일하게 개선된 상태에서 고해상도의 나선주사영상을 얻을 수 있었다. 결론: 3 Tesla 고자장 자기 공명 영상 시스템에서 주자장의 불균일도를 개선하기 위한 펄스 시퀀스와 알고리즘을 통해 주자장의 불균일도를 빠른 시간 안에 개선할 수 있었다. 주자장의 불균일도를 효과적으로 개선함으로써, 고해상도의 나선주사 영상을 얻을 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권2호
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• pp.143-152
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• 1998

In this paper, we present the performances of a Doppler system using single channel RF(Radio Frequency) sampling. This technique consists of undersampling the ultrasonic blood backscattered RF signal on a single channel. Conventional undersampling method in Doppler imaging system have to use a minimum of two identical parallel demodulation channels to reconstruct the multigate analytic Doppler signal. However, this system suffers from hardware complexity and problem of unbalance(gain and phase) between the channels. In order to reduce these problems, we have realized a multigate pulsed Doppler system using undersampling on a single channel, It requires sampling frequency at $4f_o$(where $f_o$ is the center frequency of the transducer) and 12bits A/D converter. The proposed " single-Channel RF Sampling" method aims to decrease the required sampling frequency proportionally to $4f_o$/(2k+1). To show the influence of the factor k on the measurements, we have compared the velocity profiles obtained in vitro and in vivo for different intersequence delays time (k=0 to 10). We have used a 4MHz center frequency transducer and a Phantom Doppler system with a laminar stationary flow. The axial and volumetric velocity profiles in the vessel have been computed according to factor k and have been compared. The influence of the angle between the ultrasonic beam and the flow axis direction, and the fluid viscosity on the velocity profiles obtained for different values of k factor is presented. For experiment in vivo on the carotid, we have used a data acquisition system with a sampling frequency of 20MHz and a dynamic range of 12bits. We have compared the axial velocity profiles in systole and diastole phase obtained for single channel RF sampling factor.ng factor.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제19권2호
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• pp.102-112
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• 2008

살아있는 마우스 영상화를 목적으로 겐트리 회전형과 평판영상검출기를 기반으로 한 고분해능 마이크로 컴퓨터단층촬영 장치를 개발하였다. 이 장치는 주로, 마이크로 크기 광원사이즈를 갖는 X-선 광원, Csl (TI)과 결합된 평판형 상보성 금속산화 반도체 영상검출기(CMOS), 선형이송 카우치, 위치정보 엔코더와 결합된 겐트리, 그리고 영상데이터 처리를 위한 병렬처리 시스템으로 구성되었다. 본 장치는 겐트리 회전형으로 설계되었는데, 이는 살아있는 마우스를 CT 영상을 얻는데 있어서 마우스 움직임에 기인한 영상결점의 최소화에 유리하고 촬영하는 동안 쥐의 호흡마취시행에 여러 가지 장점을 갖기 때문이다. CT팬텀을 이용하여 개발한 CT장치의 공간해상도, 영상대비도 그리고 영상균일도를 평가하였다. 결과로써, 본 장치의 공간해상도는 MTF 곡선으로부터 10%에 해당하는 약 11.3 cycles/mm을 얻었으며, 마우스에 대한 방사선 피폭선량은 81.5 mGy의 결과를 얻었다. 저대비 영상팬텀을 이용한 영상실험에서 분해가능 최소영상대비차는 약 46 CT였다. $55{\times}55{\times}X100\;{\mu}^3$의 복셀(voxel) 크기에서 영상의 불균일도는 약 70 CT 임을 얻었다. 또한 본 연구에서는 살아있는 마우스의 몸체, 뼈, 그리고 간에 대한 영상 테스트 결과를 제시하였다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제20권1호
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• pp.1-8
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• 2016

Damage in the periphery or spinal cord induces maladaptive plastic changes along the somatosensory nervous system from the periphery to the cortex, often leading to chronic pain. Although the role of neural circuit remodeling and structural synaptic plasticity in the 'pain matrix' cortices in chronic pain has been thought as a secondary epiphenomenon to altered nociceptive signaling in the spinal cord, progress in whole brain imaging studies on human patients and animal models has suggested a possibility that plastic changes in cortical neural circuits may actively contribute to chronic pain symptoms. Furthermore, recent development in two-photon microscopy and fluorescence labeling techniques have enabled us to longitudinally trace the structural and functional changes in local circuits, single neurons and even individual synapses in the brain of living animals. These technical advances has started to reveal that cortical structural remodeling following tissue or nerve damage could rapidly occur within days, which are temporally correlated with functional plasticity of cortical circuits as well as the development and maintenance of chronic pain behavior, thereby modifying the previous concept that it takes much longer periods (e.g. months or years). In this review, we discuss the relation of neural circuit plasticity in the 'pain matrix' cortices, such as the anterior cingulate cortex, prefrontal cortex and primary somatosensory cortex, with chronic pain. We also introduce how to apply long-term in vivo two-photon imaging approaches for the study of pathophysiological mechanisms of chronic pain.

• 감성과학
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• 제15권4호
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• pp.585-592
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• 2012

음식물 섭취는 영양상태의 유지와 생존을 위해 필요하며, 미각은 가장 기본적인 감각 중의 하나이다. 맛을 느끼는 미각세포는 다섯 가지 기본 맛(단맛, 쓴맛, 짠맛, 신맛, 감칠맛)에 대해 반응한다. 그러나 뇌에서 맛감각의 처리과정과 미각피질의 조직화된 원리에 대한 이해는 여전히 부족한 실정이다. 최근 기능적 자기공명영상(fMRI), 뇌자도(MEG), 광영상(optical imaging)을 이용하여 미각 자극에 대한 뇌의 반응들을 영상화하는 연구들이 진행되고 있다. 뇌 활성 변화를 관찰할 수 있는 이들 뇌 영상 기법들은 서로 직접적인 비교 데이터를 제공하지는 못하지만, 이러한 기법들은 상호 보완적이다. 따라서 이러한 기법들을 이용한 데이터들의 상호비교는 미각 자극에 대해 반응하는 뇌의 시간-공간적인 활성 패턴 변화를 이해하는데 많은 도움을 준다. 본 연구는 감각 및 감성적 측면에서의 미각 자극에 따른 뇌의 정보처리에 있어서 미각영역의 활성화에 관한 영상매핑에 대해 최근까지 밝혀진 결과들과 연구동향을 소개하고자 한다. 미각 자극에 따른 뇌의 영상 변화를 관찰하여 구조해부학적 지도를 만드는 것은 매우 복잡한 미각의 신경회로망을 이해하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제39권2호
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• pp.81-88
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• 2014

최근, 인체 내 양성자 빔의 선량 분포를 검증하기 위해 새로운 개념의 영상기법인 감마 꼭지점 영상(gamma vertex imaging, GVI)이 제안되었다. GVI는 양성자 빔과 매질과의 핵반응으로 인해 발생하는 즉발감마선의 발생 위치를 결정하기 위해 입사한 감마선을 전자 변환기에서 전자로 변환한 후 전자의 궤적을 추적하는 방법을 사용한다. GVI 영상장치는 감마선을 전자로 변환하기 위한 전자 변환기, 전자 궤적을 추적하기 위한 2대의 양면 실리콘 스트립 검출기(double-sided silicon strip detector, DSSD)와 전자의 에너지 결정을 위한 섬광체 흡수부 검출기로 이루어진다. 본 연구에서는 GVI 영상 장치를 구성하는 DSSD 전용의 신호처리 장치를 구성하는 핵심 장치인 전하 민감형 전치증폭기(charge sensitive preamplifier, CSP) 모듈과 성형 증폭기 모듈을 개발하였으며, 상용 제품과 성능을 비교해 보았다. 감마선원의 에너지 스펙트럼 측정 결과, 자체제작 CSP 모듈이 상용 제품보다 에너지 분해능이 약간 낮은 것을 확인하였으며, 성형 증폭기의 경우 거의 동일한 성능을 보여주는 것을 확인할 수 있었다. 개발된 신호처리 장치의 노이즈의 크기를 나타내는 $V_{rms}$ 값은 6.48 keV으로 평가되었으며, 이는 145 ${\mu}m$의 DSSD에 전달되는 전자의 에너지( > ~51 keV)를 고려할 때 본 장치를 이용하여 전자의 궤적을 충분히 정확하게 결정할 수 있음을 확인할 수 있음을 보여준다.

• Journal of Magnetics
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• 제18권4호
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• pp.422-427
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• 2013

The aim of this study was to investigate effects of the number of acquisitions (NEX) on signal-to-noise (SNR) and artifacts in SENSE parallel imaging of magnetic resonance imaging (MRI). 3.0T MR System, 8 Channel sensitivity encoding (SENSE) head coils were used along with an in-vivo phantom. Reference sequence of 3D fast field echo (FFE) was consisted of NEX values of 2, 4, 6, 8, 10 and 12. The T2 turbo spin echo (TSE) sequence used for exams achieved SENSE factors of 1.2, 1.5, 1.8, 2.0, 2.2, 2.5, 2.8, 3.0, 3.2, 3.5, 3.8 and 4.0. Exams were conducted five times for each SENSE factor to measure signal intensity of the object, the posterior phase-encode direction and frequency direction. And SNR was calculated using mean values. SENSE artifacts were identified as background signal intensity in the phase-encoded direction using MRIcro. It was found that SNR increased but SENSE artifacts reduced with NEX of 4, 8 and 12 when the NEX increased in reference scan. It is therefore concluded that image quality can be improved with NEX of 4, 8 and 12 for reference scanning.