• 한국자기공명학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.126-140
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• 2006

Purpose: Contrary to the human study, it has rarely investigated metabolic alterations in the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) of depressed rats versus age and sex-matched controls using proton magnetic resonance spectroscopy (MRS). Thus, the purpose of this research was to verify the feasibility of metabolic differences between the normal rat and the depression model rat. Materials and Methods: A homogeneous group of 20 SD male rats was used for MRI and in vivo 1H MRS. To induce a depressed status in SD rats, we performed the forced swimming test (FST). Using image-guide, water suppressed in vivo 1H MRS with 4.7 T MRI/MRS system, NAA/Cr and Cho/Cr ratios were mainly measured between depressed rats and normal subjects. Results: In depressed rats, increased Cho/Cr ratio was measured versus control subjects. However, no significant group effect for NAA/Cr was observed between case-control pairs. Discussion and Conclusions: The present 1H MRS study shows significant brain metabolic alterations of dorsolateral prefrontal cortex with experimental depressed status of SD rat induced by FST compared to normal subjects. This result provides new evidence that in vivo 1 H MRS may be a useful modality for detecting localized functional neurochemical markers alterations in left DLPFC in SD rats.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제26권2호
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• pp.57-61
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• 2003

두정부 백질 물질 NAA, Choline(Cho), Creatine(Cr), choline chloride, glutamin 등으로 자체 제작한 phantom을 이용하여 고 자장(4.7T)과 중자장(1.5T)에서의 신호강도 대 잡음비, 스펙트럼 분해능을 알아 볼 수 있는 선폭과 $T_2$, 그리고 $T_E$값의 변화에 따른 각 대사물질의 변화별 스펙트럼 등을 구하여 이론적인 정보와 실제적인 정보와의 차이를 알아보고자 한다. 이용된 기기는 Bruker Biospec 4.7T와 1.5T GE SIGNA를 이용하여 MRS의 결과를 얻었다. 관심영역에서 얻은 정보에서 분광 peak의 면적을 구하였다. 통계처리는 Microsoft사의 Excel program내에 있는 통계 package를 이용하였다. 중자장(1.5T)과 고자장(4.7T)에서의 각각의 대사물질의 스펙트럼을 얻어 본 결과 자장의 균일도와 SNR과 $T_2$값의 차이가 이론적인 값보다는 직선성을 보이지 않았다. 1.5T에서의 선폭은 Cho, Cr, NAA 순서로 $5.30{\pm}1.07,\;4.81{\pm}0.14,\;5.49{\pm}0$, 이에 반해 4.7T에서는 $9.14{\pm}0.55,\;8.87{\pm}0.67,\;9.65{\pm}0.56$ Hz 값이 나왔다. 평균 SNR은 NAA의 물질의 경우를 3회 측정하였는데 그 평균치는 63%의 증가를 보였다. $T_E$ 변화로 스펙트럼을 분석했을 때 $T_E=60ms$일 때 가장 SNR이 좋은 값을 보였고 $T_E=135ms$일 때 가장 낮은 값을 나타나 보였다. 두정부 백질 물질 Phantom을 제작하여 자장의 강도 즉 중자장(1.5T)과 고자장(4.7T)에 따라 분석하게 되었는데 고자장의 영역으로 갈수록 분해능, SNR은 좋아져 보이나 자장의 세기가 커질수록 이론적인 수치보다는 상당히 적은 증가를 보이고 있다는 것을 이 연구를 통해 알게 되었다.

• 한국자기공명학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.99-109
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• 2001

Authors investigated neuronal changes of local cellular metabolism in the cerebral lesions of Parkinsonian symptomatic side between before and after stereotactic neurosurgery by follow-up 1H magnetic resonance spectroscopy (MRS). Patients with Parkinson's disease (PD) (n = 15) and age-matched normal controls (n = 15) underwen MRS examinations using a stimulated echo acquisition mode (STEAM) pulse sequence that provided 2${\times}$2${\times}$2 ㎤ (8ml) volume of interest in the regions of substantia nigra, thalamus, and lentiform nucleus. Spectral parameters were 20 ms TE, 2000 ms TR, 128 averages,2500 Hz spectral width, and 2048 data points. Raw data were processed by the SAGE data analysis package (GE Medical Systems). Peak areas of N-acetylaspartate (NAA), creatine (Cr), choline-containing compounds (Cho), inositols (Ins), and the sum (Glx) of glutamate and GABA were calculated by means of fitting the spectrum to a summation of Lorentzian curves using Marquardt algorithm. After blindly processed, we evaluated neuronal alterations of observable metabolite ratios between before and after stereotactic neurosurgery using Pearson product-moment analysis (SPSS, Ver. 6.0). A significant reduction of NAA/Cho ratio was observed in the cerebral lesion in substantia nigra of PD patient related to the symptomatic side after neurosurgery (P : 0.03). In thalamus, NAA/Cho ratio was also significantly decreased in the cerebral lesion including the electrode-surgical region (P : 0.03). A significant reduction of NAA/Cho ratio in lentiform nucleus was not oberved, but tended toward significant reduction after neurosurgery (P = 0.08). In particular, remarkable lactate signal was noted from the surgical thalamic lesions of 6 among 8 patients and internal segments of globus pallidus of 6 among 7 patients, respectively. Significant metabolic alterations of NAA/Cho ratio might reflect functional changes of neuropathological processes in the lesion of substantia nigra, thalamus, and lentiform nucleus, and could be a valuable finding fur evaluation of Parkinson's disease after neurosurgery. Increase of lactate signals, being remarkable in surgical lesions, could be consistent with a common consequence of neurosurgical necrosis. Thus, IH MRS could be a useful modality to evaluate the diagnostic and prognostic implications fur Parkinsons disease after functional neurosurgery.

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2002년도 제7차 학술대회 초록집
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• pp.80-80
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• 2002

Purpose： Three tesla high field MR has been important to those disciplines that are SNR limited, such as MR spectroscopy. Additionally, increased spectral dispersion is critical for minimizing spectral overlap and simplifying resonance structures. The purpose of this study was to assess clinical proton MR spectroscopy (MRS) as a noninvasive method for evaluating brain tumor malignancy at 3T high field system Materials and Methods： Using 3T MRI/MRS system, localized water-suppressed single-voxel technique in patients with brain tumors was employed to evaluate spectra with peaks of N-acetyl aspartate (NAA), choline-containing compounds (Cho), creatine/phosphocreatine (Cr) and lactate. On the basis of Cr, these peak areas were quantificated as a relative ratio.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1998년도 추계학술대회
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• pp.291-292
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• 1998

The purpose of the study was aimed to evaluate the BOLD contrast fMRI in occipital lobe and compare this imaging with metabolite changes based on $^1H$ MRS and MRSI before and after visual stimulation. As a result, the activation map were sucessfully produced by thresholding with minimum cross-correlate value of 0.45. In MRS, NAA/Cr ratio is almost same. however, latate was elevated almost 9 times higher than before activation. Lactate metabolic images were consistent with the BOLD effect map. The BOLD contrast fMRI is not enough to detect the activation area in human brain. so, the other modality was required such as lactate metabolic map.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제12권2호
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• pp.100-106
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• 2008

본 연구는 in vivo 보다 더욱 정확하게 뇌 대사물질을 정량 분석하고자 고자장 NMR 장비 (500MHz; 11.74T)를 이용하여 동물의 뇌를 in vitro 환경에서 조사 및 분석하였다. 일반적으로 in vivo 실험은 생체 내부의 혈류나 조직의 비균질성으로 인한 자기공명분광법의 shimming에 악영향을 미치기 때문에 부정확한 결과를 산출할 수 있다. 그러나, in vitro 실험은 이에 비하여 균질한 샘플을 사용하고 보다 고자장에서 실험환경을 조성할 수 있기 때문에 더욱 정확한 대사물질의 정보를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 개 (canine)의 소뇌 (cerebellum)조직으로부터 대사물질을 추출하고 고자장 핵자기공명분광법으로 대사물질의 절대농도를 획득 하고자 하였다. 생체 대사물질의 절대농도를 획득하기 위하여 대표적인 대사물질(i.e., NAA, Cr, Cho, Ins, Lac, GABA, Glu, Gln, Tau Ala)의 팬톰을 제작하여 그 스펙트럼을 확보하였고, 개의 소뇌 부위를 적출하여 methanol-chloroform water extraction (M/C water extraction) 방법으로 대사물질만을 추출한 후 자기공명분광법을 수행하였다. 필터링 (filtering)의 효과를 평가하기 위하여 샘플 제작 시 추출물을 필터링한 그룹과 필터링하지 않은 그룹으로 분류하여 실험을 수행하였다. 팬텀 물질과 추출물은 90% D2O 수용액으로 만든 후 5mm NMR 튜브에 담아 실험하였다. 실험 결과 조직 추출물을 필터링하는 것이 신호대잡음비(signal to noise ratio: SNR, S/N)를 향상시키는 데 기여하는 것을 확인하였다. 또한 개의 소뇌 대사물질의 절대농도는 사람보다는 쥐 (rat)의 뇌 대사물질 절대농도와 더 비슷한 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 토대로 고자장 핵자기공명분광법을 이용한 in vitro 실험은 뇌조직 내 대사물질의 절대농도를 측정하고 기본적인 지표를 확보하는데 매우 정확하고 정량적인 방법이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.401-407
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• 2011

TE를 변화시킨 정상인 대뇌의 MR spectrum에서 주요 대사물질의 면적과 SNR을 측정하여 PRESS 펄스파형과 STEAM 펄스파형 그리고 1.5T와 3.0T간의 자장세기에 따른 spectrum 간의 차이를 알아보고자 하였다. Phantom 실험을 통하여 적절한 TR을 정한 후, 정상인 지원자 10명(3.0T 5명, 1.5T 5명 ; 남 22~30세 : 평균 26세)을 대상으로 단일용적기법의 STEAM과 PRESS 기법을 시행하였다. 사용된 장비는 3.0T MR scanner(Magnetom Trio, SIEMENS, Germany)와 1.5T MR scanner(Signa Twinspeed GE, USA)이였다. 영상변수는 TR은 2000ms, TE는 30ms, 40ms, 50ms, 60ms, 90ms, 144ms, 288ms, NA는 96, 용적 크기는 $20{\times}20{\times}20mm3$로 하였으며, spectrum 획득시간은 3분 20초였다. 획득한 데이터는 후처리과정을 통하여 PRESS와 STEAM, 그리고 1.5T와 3.0T system 간의 NAA, Cho, Cr 등의 단순면적값과 SNR을 비교하였다. 또한 육안적 관찰을 통하여 각 대사물질들의 관찰정도를 비교하였다. 1.5T와 3.0T MR spectrum을 분석한 결과, STEAM과 PRESS의 주요 대사물질의 단순 면적값과 SNR은 TE가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며, PRESS는 STEAM보다 1.5T에서 1.4배, 3.0T에서 1.3배 높은 SNR을 보였다. 자장의 세기에 따른 SNR 비교에서는 TE가 30ms에서 3.0T가 1.5T보다 약 2배 정도 높은 SNR을 보였으나 TE값이 증가함에 따라 3.0T에서의 SNR 감소율이 1.5T에서의 SNR 감소율보다 커서 TE가 90ms 이상부터는 큰 차이가 없었다. 반면 3.0T의 spectrum에서는 1.5T에서 구분할 수 없었던 ${\alpha}$-Glx, ${\beta}{\cdot}{\gamma}$-Glx, NAA complex등 작은 대사물질들을 보다 정확히 감별 할 수 있었고 short TE의 PRESS일 때 short TE의 STEAM보다 작은 대사물질들이 잘 관찰 되었다. 3.0T spectrum의 해상도와 SNR이 1.5T spectrum에 비하여 우수함을 알 수 있었다. 그러나 90ms이상의 long TE에서는 3.0T와 1.5T spectrum간의 SNR은 차이가 없었다. 따라서 고자장하에서의 자기공명분광법은 30ms 이하의 짧은 TE를 이용한 PRESS 펄스 파형을 사용하는 것이 임상적으로 유용하게 사용될 수 있을 것이라 사료된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제3권1호
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• pp.47-52
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• 1999

목적 : 시각자극을 이용하여 대뇌 후두엽에서 BOLD(blood oxygen level dependent)효과에 의한 기능적 자기공명영상과 양성자 자기공명분광법을 이용한 대사물질영상( metabolic i image)을 얻어 그 결과를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 : 24세에서 30세 사이의 8명의 남자와 2명의 여자를 포함하는 10명의 정상 성인 남녀를 대상으로 1.5T MRI에서 시각 지극을 이용하여 echo planar imaging펠스시퀀스를 사용하여 BOLD효과에 의한 영상들을 대뇌 후두엽에서 얻었다. 시각자극은 8Hz의 red flicker를 이용한 광 자극을 주였다. MR에서 얻어진 영상들을 workstation으로 전송한 뒤 자체 개발한 분석프로그램을 사용하여 상관계수방법을 이용하여 기능적 영상을 구하였다. 그리고 얻어진 영상의 활성화 부위를 선정한 뒤 양성자 자기공명 분광법을 사용하여 시각 자극에 의한 뇌 활성화시 대사물질의 변화를 분석했다. 그 후 자가공명분광영상법(magnetic resonance spectro-scopic imaging)를 실행하여 젖산(lactate)의 대사물질 영상을 얻었다. 결과 : 시각 자극에 따른 BOLD효과에 의한 뚜렷한 활성화 부위가 후두염 대뇌피질에 나타났다. 또한 이들 활성화 부위에서 자기공명분광법을 시행한 결과 휴식상태와 시각자극상태에서 NAA(N-acetyle aspartate)/Cr(creatine)이 $1.79{\pm}0.28$에서 $1.88{\pm}O.20$으로 거의 변화가 없는 것에 반해 lactate는 자극 전후 $9.48{\pm}4.38$배로 증가하였으며 이를 바탕으로 lactate에 대한 대사물질영상을 얻을 수 있었다. 결론 : 시각자극에 의한 뇌 활성화시 BOLD효과를 이용한 자기공명영상볍으로 활성화 부위를 확인할 수 있었고, 같은 부위에서 자기공명분광법을 이용하여 lactate의 증가를 확인하였다. 또한 lactate의 증가를 대사물질영상으로 표현함으로써 두 결과에 대한 상관관계 및 뇌 기능적영상에 대한 신뢰성을 높일 수 있게 되었다.