• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권11호
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• pp.3479-3492
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• 2022

Longitudinal quantification of brain changes due to development, aging or disease plays an important role in the filed of personalized-medicine applications. However, due to the temporal variability in shape and different imaging equipment and parameters, estimating anatomical changes in longitudinal studies is significantly challenging. In this paper, a longitudinal Magnetic Resonance(MR) brain image segmentation algorithm proposed by combining intensity information and anisotropic smoothness term which contain a spatial smoothness constraint and longitudinal consistent constraint into a variational framework. The minimization of the proposed energy functional is strictly and effectively derived from a fast optimization algorithm. A large number of experimental results show that the proposed method can guarantee segmentation accuracy and longitudinal consistency in both simulated and real longitudinal MR brain images for analysis of anatomical changes over time.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제1권1호
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• pp.114-118
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• 1997

목적: 기능적 MR 영상은 외부자극에 따라, 이에 상응하는 특정한 뇌피질 부위의 혈류량의 변화를 신호강도의 차이로 나타내는 방법이다. 시각피질에 대한 기능적 MR은 환자가 광자극을 응시함으로써 수행될 수 있는 것으로, 이의 수행에는 적절한 형태의 광자극원이 필수적이다. 이에 저자는 광자극원의 크기가 시각피질 활성화에 영향을 미칠 수 있는지 알아보기 위하여 본 연구를 하였다. 대상 및 방법: 정상적인 시력을 가진 자원자 5명을 대상으로 시각활성화 기능적 MR을 시행하였다. 광자극원은 $11{\times}8cm$ 크기의 기판에 적색 LED(light-emitting diodes) 39개를 박고 직류전원을 사용하도록 만들었다. 이를 크기에 따라 full field, half field 및 focal central field의 3가지로 구분하고 8Hz로 점멸하였다. EPI 기법으로 6회의 광자극 기간과 6회의 휴식기간을 번갈아 3차례 시행하여 총 36회의 검사를 하고, Z-score로 통계처리하였다. 이 때 얻은 활성화 영상을 같은 부위의 T1강조영상에 결합시켰다. 각 경우에서 시각피질에서 활성화된 pixel의 수를 full field, half field 및 focal central field에서 얻어진 pixel 수의 합으로 나누어 활성화지수를 구하였다. 이 활성화지수를 토대로 광원크기와의 관계를 분석하였다. 결과: Full field로 자극을 주었을 때 시각피질의 평균 신호강도의 증가는 약 9.6%였다. 4명에서 활성화지수는 full field, half field, focal central field의 순으로 감소하였으며, 나머지 1명에서는 half field 시의 값이 full field 시의 값보다 컸다. 광원크기에 따른 활성화지수의 범위는 full field 43-73%(평균 55%), half field 22-40%(평균 32%), focal central field 5-24%(평균 13%)였다. 결론: 기능적 MR영상을 이용하여 시각피질의 활성화를 용이하게 확인할 수 있었으며 광자극원의 크기에 따라 증가되는 시각피질 활성화를 입증할 수 있었다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제7권2호
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• pp.124-131
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• 2003

목적 : 뇌종양 환자에서 감각운동과 언어 자극을 통해 기능적 자기공명영상(fMRI)을 시행하여 fMRI에서 감각운동 그리고 언어중추와 병변과의 해부학적인 관계를 관찰하여 수술 계획수립에 도움을 줄 수 있는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 뇌종양이 감각운동중추 혹은 언어중추 부위에 발생한 오른손잡이 환자 12명을 대상으로 하였다. 12명의 환자 중 11명에서 감각운동중추의 활성화 여부를 관찰하였고 이 중 6명은 언어중추의 활성화를 함께 관찰하였으며, 1명은 언어중추의 활성화 여부만을 관찰하였다. fMRI를 얻기 위해서 1.57 MR Scanner를 사용하여 EPI-BOLD 기법으로 영상을 얻어, SPM99 분석 프로그램과 자체제작 프로그램을 이용하였다. 분석은 감각운동, 그리고 언어 자극이 대뇌중추를 활성화시킬 수 있는지 관찰하였고, 감각운동중추 및 언어중추와 병변과의 위치 관계를 확인하여 수술 계획수립에 도움을 줄 수 있는지 알아보았다. 또한 환자의 신경학적 기능평가를 수술전후 시행하여 변화여부를 알아보았다. 결과 : 뇌종양환자 12명 모두에서 활성화 영상을 얻을 수 있었고, 대뇌활성화 영역과 병변의 해부학적인 관계를 파악할 수 있었다. 감각운동중추의 활성화영상을 성공하였을 11명 중 9명에서 수술전후 신경학적 수기운동검사에서 등급의 변화를 보이지 않았으며, 1명은 수술 후 오히려 등급이 높아져 운동기능의 회복이 있었고, 1명은 수술 후 한 등급 낮아지는 운동기능의 저하를 보였다. 언어중추의 활성화영상을 성공적으로 얻을 수 있었던 7예에서 수술 후 언어기능의 저하를 보인 경우는 없었다. 결론 : fMRI는 감각운동중추나 언어중추 부위에 발생한 뇌종양을 가진 환자에서 수술을 위한 최적의 접근 경로를 결정하는데 많은 도움을 줄 수 있으리라 생각된다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제1권1호
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• pp.19-24
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• 2000

Objective: In order to investigate the functional brain anatomy associated with verbal and visual working memory, functional magnetic resonance imaging was performed. Materials and Methods: In ten normal right handed subjects, functional MR images were obtained using a 1.5-T MR scanner and the EPI BOLD technique. An item recognition task was used for stimulation, and during the activation period of the verbal working memory task, consonant letters were used. During the activation period of the visual working memory task, symbols or diagrams were employed instead of letters. For the post-processing of images, the SPM program was used, with the threshold of significance set at p < .001. We assessed activated brain areas during the two stimulation tasks and compared the activated regions between the two tasks. Results: The prefrontal cortex and secondary visual cortex were activated bilaterally by both verbal and visual working memory tasks, and the patterns of activated signals were similar in both tasks. The superior parietal cortex was also activated by both tasks, with lateralization to the left in the verbal task, and bilaterally without lateralization in the visual task. The inferior frontal cortex, inferior parietal cortex and temporal gyrus were activated exclusively by the verbal working memory task, predominantly in the left hemisphere. Conclusion: The prefrontal cortex is activated by two stimulation tasks, and this is related to the function of the central executive. The language areas activated by the verbal working memory task may be a function of the phonological loop. Bilateral prefrontal and superior parietal cortices activated by the visual working memory task may be related to the visual maintenance of objects, representing visual working memory.

• 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.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제1권1호
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• pp.109-113
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• 1997

목적: 고식적인 spoiled gradient echo(SPGR) 기법과 EPI기법간의 뇌의 운동피질에 대한 기능적 영상의 차이를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 5명의 정상 성인을 대상으로 1.5T 자기공명영상기기에서 SPGR기법(TR/TE/flep angle=50ms / 40ms / $30^{\circ}$, FOV=300mm, matrix $size=256{\times}256$, 단면두께=5mm)과 기법(TR / TE / flip angle=3000ms / 40ms / $90^{\circ}$, FOV=300mm, matrix $size=128{\times}128$, 단면두께=5mm)을 사용하여 MR 에이터를 얻었다. EPI기법의 경우, 총 6개의 단면에 대해 총 960개의 영상을 얻었고 SPGR 기법 겨우, 위 6개의 단면 중 운동중추영역이 포함된 한 단면에 대해 총 160개의 영상을 얻었다. 사용된 paradigm은 각각 8번의 휴지 기간과 활성 기간으로 구성되었고 활성기간동안에 시행된 작업은 오른손 손가락의 쥠과 펼침 운동이었다. 뇌의 활성영역을 국소화 하기 위해 사용된 통게적인 처리방법은 cross-correlation 방법이었다. 두 기법의 활성화 영상에 대해 활성 영역에서의 휴지 기간과 활성 기간간의 신호 크기의 변화와 연속적인 MR 데이터의 신호 대 잡음비의 측정, 그리고 활성 영역의 위치와 그 범위를 비교 분석하였다. 결과: 두 기법 모두에서 운동중추영역인 전운동피질이 잘 관찰되었다. 휴지 기간과 활성 기간간의 신호 크기의 변화는 두 기법간의 유의한 차이가 없었다. 그러나, 연속적인 MR 데이터의 신호 대 잡음비에 있어서는 EPI 기법이 SPGR 기법보다 약 2배 높았다. 또한, 활성 영역에 있어서 EPI 기법이 SPGR기법보다 낮은 쪽으로의 p값의 분포를 보여 주었다. 결론: 본 연구는 운동중추영역에 대한 뇌의 기능적 영상을 얻는 데에 있어서 두 기법 모두 유용함을 보여주었다. 그러나, EPI 기법에서 얻을 수 있는 높은 신호 감도 특성에 의해 EPI 기법이 SPGR 기법보다 뇌의 기능적 영역에 대한 더 정확한 정보를 제공하는 장점을 지닌다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제27권4호
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• pp.17-21
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• 2004

최근 의학 영상 기술의 발전과 함께 동적 골반 MRI(Pelvic magnetic resonance imaging)가 소개되었고 이러한 기술을 이용하여 동적 MR 배변조영술이 소개되어 환자의 진단에 도움을 주기 위해 사용되고 있다. 처음에 도입 당시에는 탈장(Enterocele)과 방광탈출증(Cystocele) 등을 진단하기 위하여 사용되었지만, 이후 장기의 탈출증(Prolapse), 또는 다른 골반 장기의 이상에 점점 그 유용성이 증명되어 현재는 기능성변비 등 다른 질환에서도 많은 보고가 있다. 본 논고에서는 골반 MRI 및 동적 MR 배변조영술에 대해서 소개하고 앞으로의 임상적 응용에 대한 전망을 살펴보도록 한다. 최근까지도 Pelvic MRI의 결과들은 앙와위(Supine position)에서 골반의 움직임을 관찰하는데 Yang 등은 26명의 골반 기관의 탈출증(Pelvic organ prolapse)을 가진 환자들을 관찰하고 Pubococcygeal line을 해부학적인 지표로 이용하여 좋은 결과를 얻었다고 보고했다. 이들은 Fast gradient recalled acquisition(fast GRASS)을 이용하여, Cystocoele, Prolapse, Enterocoele 그리고 Rectocoele 등을 증상이 없는 대조군과 비교하여 보고하였다. Kruyt 등은 Posterior compartment를 주로 관찰하여 MRI가 Fluoroscopy에 비하여 더 도움이 된다고 보고하였다. Healy 등은 Fast GRASS sequence를 이용하여 변비를 가진 환자와 변실금을 가진 환자, 그리고 증상이 없는 대조군을 대상으로 하여 동적 MRI 검사를 실시하였다. 이들은 변비나 변실금 증상과 관련되어 환자들의 Posterior compartment에 여러 곳에서 Prolapse을 관찰할 수 있었다. 이후 MRI 기술은 Lienemann 등에 의해서 더욱 발전했는데 그는 Fast T2 weighted turbo spin echo 기술을 이용하여 영상을 좀더 세밀하게 얻을 수 있게 되었다. 지금까지의 앙와위에서의 검사로 진단에 한계가 있었던 Intussusception 등의 질환을 Open MR 등의 방법으로 극복할 수 있다면 장래에는 방사선학적 배변조영술을 대체할 수 있는 검사법으로 발전할 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제41권3호
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• pp.125-132
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• 2015

Objectives: The purpose of this study was to clarify which findings in magnetic resonance imaging (MRI) are good predicators of pain and mouth opening limitation in patients with temporomandibular joint (TMJ) internal derangement (ID). Materials and Methods: Clinical examinations for pain and mouth opening limitation were conducted for suspected TMJ ID. MRI scans were taken within a week of clinical examinations. On the oblique-sagittal plane image, readings were obtained in terms of the functional aspect of disc position, degree of displacement, disc deformity, joint effusion, and osteoarthrosis. Multiple logistic regression analyses were conducted to identify the predictors of pain and mouth opening limitation. Results: A total of 48 patients (96 TMJs) were studied, including 39 female patients and 9 male patients whose ages ranged from 10 to 65 years. The resultant data showed significant correlations between pain and the MR imaging of the degree of disc displacement (P<0.05). The probability of there being pain in moderate to significant cases was 9.69 times higher than in normal cases. No significant correlation was found between mouth opening limitation and MRI findings. Conclusion: We identified a significant correlation between clinical symptoms and MRI findings of ID. The degree of anterior disc displacement may be useful for predicting pain in patients with TMJ ID.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제53권8호
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• pp.779-785
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• 2010

In pre-surgical evaluation of pediatric epilepsy, the combined use of multiple imaging modalities for precise localization of the epileptogenic focus is a worthwhile endeavor. Advanced neuroimaging by high field Magnetic resonance imaging (MRI), diffusion tensor images, and MR spectroscopy have the potential to identify subtle lesions. $^{18}F$-FDG positron emission tomography and single photon emission tomography provide visualization of metabolic alterations of the brain in the ictal and interictal states. These techniques may have localizing value for patients which exhibit normal MRI scans. Functional MRI is helpful for non-invasively identifying areas of eloquent cortex. These advances are improving our ability to noninvasively detect epileptogenic foci which have gone undetected in the past and whose accurate localization is crucial for a favorable outcome following surgical resection.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제3권1호
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• pp.41-46
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• 1999

목적 : 뇌기능 영상을 이용하여 자극에 따른 시각영역, 운동영역 및 소뇌에서의 총활성화의 차이를 연구하고자 하였다. 대상 및 방법 : 건강한 5명의 피실험자를 대상으로 EP 기법을 이용하여 시각자극과 운동자극에 의한 피질활성화 검사를 시행하였다. 시각피질 활성화를 위해서는 LED 자극과 Checker-Board 자극을 각각 행하였고, 운동피질과 소뇌의 활성화를 위해서는 엄지손가락 운동과 네 손가락을 엄지 손가락과 순서대로 마주치게 하는 운동을 시행하였다. 각각의 자극은 60초의 휴식기, 120초의 자극기 및 운동기, 다시 60초의 휴식기로서 시행하였다. 데이터 처리는 cros-correlation 방법으로 통게처리 하였고, 적절한 문턱 값 이상을 가지는 화소를 활성화 화소로 정의하였다. 이 활성화 화소의 수와 신호변화율의 곱으로서 총활성화의 시간축 데이타를 완성하였다. 결과 : 시각피질에서의 총활성화는 Checker-Board 자극에 비해 LED 자극을 가했을 때 100% 이상 증가하였다. 엄지 손가락 운동에 비해 손가락 마주치기 운동을 시행했을 때 총활서와는 운동피질에서 100% 이상 증가하였고, 소뇌에서는 150% 이상 증가하였다. 결론 : 시각 및 운동자극의 변화에 따라 시각영역, 운동영역 및 소뇌에서의 총활성화가 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었다.