• 한국방사선학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.1-7
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• 2021

양전자방출단층촬영기기에서 영상을 획득하기 위해서는 동시 측정된 검출기 모듈의 섬광 픽셀의 위치 좌표를 서로 연결하는 과정이 필요하다. 이를 위해서 다수의 섬광 픽셀과 소수의 광센서를 사용하는 검출기 모듈에서는 평면 영상을 획득하여 각 섬광 픽셀의 영역을 나누어 감마선과 상호작용한 섬광 픽셀의 위치를 획득해야 한다. 또는 사용하는 섬광 픽셀의 수와 광센서의 수를 동일하게 구성할 경우는 섬광 픽셀 위치에 대한 위치 좌표를 직접 디지털 신호 좌표로 획득할 수 있다. 다수의 섬광 픽셀과 소수의 광센서를 사용하는 방법은 평면 영상 획득과 영역을 나누는 과정이 필요하며, 디지털 신호 좌표를 직접 획득하는 방법은 다수의 광센서와 신호처리 시스템이 필요하다. 이는 신호처리 과정이 복잡해지며, 비용이 상승하는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 다수의 섬광 픽셀과 소수의 광센서를 사용하여 평면 영상 및 영역의 분리과정을 수행하지 않고 디지털 신호 좌표를 획득하는 방법을 개발하였다. 최대우도함수를 사용하여 각 섬광 픽셀에서 획득한 신호를 통해 작성된 순람표를 통해 감마선과 상호작용한 섬광 픽셀의 위치 좌표값을 디지털 신호로 획득하는 방법이다. DETECT2000을 사용하여 시뮬레이션을 실시하였으며, 제시한 방법에 대해 검증을 실시하였다. 그 결과 모든 섬광 픽셀에서 정확한 디지털 신호 좌표를 획득할 수 있었으며, 이를 기존 시스템에 적용할 경우 신호처리 과정의 단순화로 보다 빠른 영상획득이 가능할 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제30권12호
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• pp.1118-1127
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• 2020

알츠하이머병은 점진적인 신경세포의 손상과 이로 인해 인지기능 장애를 유발하는 질병이다. 이 질환은 현재로서는 치료할 수 있는 질환이 아니고 진행을 멈추게 할 수 있는 방법이 없다. 그러나 초기에 알츠하이머병을 치료하는 것이 가장 효과적이므로 초기 진단은 증상을 관리할 수 있는 가장 좋은 기회를 제공할 수 있다. 알츠하이머병을 진단하기 위한 바이오마커로는 아밀로이드 베타(Aβ), 병적인 타우, 그리고 신경퇴화가 있고, Aβ의 축적, 인산화 타우는 뇌척수액이나 양전자 방출 단층촬영술을 통해 분석할 수 있다. 그러나 뇌척수액의 채취는 매우 침습적이고 양전자 방출 단층촬영술은 전문적인 고가의 장비가 필요하다. 지난 수십년 동안 빠르고 최소한의 침습성을 가진 바이오마커 분석법을 개발하기 위하여 혈액에 기반한 바이오마커 분석 기술이 연구되어 왔다. 그 중 주목할 만 한 발견이 혈장에서 Aβ의 주요 원천으로 혈소판과의 관련성이다. 아밀로이드 베타는 혈액-뇌 장벽을 통과 할 수 있고 정상 상태에서는 뇌와 혈액 간 평형을 이루게 된다. 흥미롭게도, 여러 임상시험 결과 혈장에서 Aβ42/Aβ40 비율이 가벼운 인지장애 질환과 알츠하이머병에서 감소되어 있는 것을 증명하였다. 종합하면, 이러한 최근의 발견들은 침습성을 최소화한 알츠하이머병의 초기 진단 기술을 개발하는 데 이용될 수 있다. 본 총설에서, 저자들은 알츠하이머병의 바이오마커에 대한 최근 연구결과들, 특히 말초에서 Aβ를 생산하는 혈소판의 역할과 혈액 기반 바이오마커로서의 개발 가능성에 대해 고찰하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.91-98
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• 2023

본 논문에서는 자체 제작한 움직임 팬텀을 이용하여 다양한 호흡모사를 하고, PET/CT 장비 내의 데이터기 기반 보정프로그램을 적용하여 영상을 획득하고, 영상의 SUVmax 및 병변 부피를 분석하여 호흡에 따른 장기 또는 종양의 움직임으로 인한 인공물의 감소효과를 확인하였다. 이동거리 3 cm에서 데이터 기반 게이팅을 적용한 영상이 데이터 기반 게이팅을 적용하지 않은 영상보다 SUVmax가 팬텀 구의 지름이 10 mm, 13 mm, 17 mm, 22 mm, 28 mm, 37 mm에서 각각 2.37, 2.02, 1.44, 1.20, 0.42, 0.52 향상시키는 것으로 나타났고, 향상률로 표시하면 각각 72.5%, 73.3%, 51.3%, 25.8%, 8.6%, 7.2%이었다. 크기가 작은 병소의 SUVmax의 개선효과가 크게 나타났다. 데이터 기반 게이팅을 적용하지 않았을 때에 비하여 적용하였을 때에 1 cm, 2 cm, 3 cm에서 각각 5%, 12%, 18%의 영상의 면적이 감소하는 개선효과가 있었고, 그리고 움직임에 의한 인공물이 클 때 감소 효과도 커졌다. 데이터 기반 게이팅을 적용하면 검사절차가 간소화되고, 사술자의 피폭선량 감소효과와 더불어 호흡으로 인한 인공물을 감소시켜 영상의 질을 개선할 수 있음을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.365-371
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• 2022

PET 검출기에서 매우 우수한 공간분해능을 획득하기 위해, 매우 작은 섬광 픽셀을 사용하여 검출기 모듈을 설계할 경우, 평면 영상에서 섬광 픽셀 배열 가장자리 및 모서리 부분에서의 겹침이 발생한다. 광가이드를 사용함으로써 겹침의 발생을 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 0.8 mm × 0.8 mm × 20 mm의 섬광체를 사용하여 14 × 14 배열로 구성한 후, 3 mm × 3 mm의 SiPM 픽셀이 4 × 4 배열로 구성된 광센서와 조합하고, 겹침의 발생을 감소시키기 위해 사용한 광가이드의 최적의 두께를 도출하였다. 획득한 평면 영상에서 겹침이 주로 발생하는 가장자리 및 모서리 위치의 섬광 픽셀 영상을 바탕으로 정량적 평가를 수행하였다. 정량적 평가는 섬광 픽셀 영상간의 간격과 반치폭을 통해 계산되었으며, 2 mm 두께의 광가이드를 사용하였을 경우 k값이 2.60으로 가장 우수한 영상을 획득한 결과를 보였다. 또한 에너지 스펙트럼을 통해 에너지 분해능을 측정한 결과 2 mm 두께의 광가이드에서 28.5%로 가장 우수한 결과를 나타내었다. 2 mm의 광가이드를 사용할 경우 겹침이 최소화된 가장 우수한 평면 영상과 에너지 분해능을 획득할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제46권2호
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• pp.235-247
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• 2022

Background: Ginsenoside Rg3 is one of the main active ingredients in ginseng. Here, we aimed to confirm its protective effect on the heart function in transverse aortic coarctation (TAC)-induced heart failure mice and explore the potential molecular mechanisms involved. Methods: The effects of ginsenoside Rg3 on heart and mitochondrial function were investigated by treating TAC-induced heart failure in mice. The mechanism of ginsenoside Rg3 for improving heart and mitochondrial function in mice with heart failure was predicted through integrative analysis of the proteome and plasma metabolome. Glucose uptake and myocardial insulin sensitivity were evaluated using micro-positron emission tomography. The effect of ginsenoside Rg3 on myocardial insulin sensitivity was clarified by combining in vivo animal experiments and in vitro cell experiments. Results: Treatment of TAC-induced mouse models with ginsenoside Rg3 significantly improved heart function and protected mitochondrial structure and function. Fusion of metabolomics, proteomics, and targeted metabolomics data showed that Rg3 regulated the glycolysis process, and Rg3 not only regulated glucose uptake but also improve myocardial insulin resistance. The molecular mechanism of ginsenoside Rg3 regulation of glucose metabolism was determined by exploring the interaction pathways of AMPK, insulin resistance, and glucose metabolism. The effect of ginsenoside Rg3 on the promotion of glucose uptake in IR-H9c2 cells by AMPK activation was dependent on the insulin signaling pathway. Conclusions: Ginsenoside Rg3 modulates glucose metabolism and significantly ameliorates insulin resistance through activation of the AMPK pathway.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.671-677
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• 2023

미세 섬광 픽셀을 사용하여 섬광체 블록을 구성할 경우 섬광체 블록 가장 자리에 위치한 섬광 픽셀들에서 중첩되어 영상화되는 결과가 나타난다. 이를 해결하기 위해서 섬광체 블록과 광센서 사이에 광가이드를 삽입하여 모든 섬광 픽셀들의 영상을 분리하여 획득하였다. 그러나 광가이드를 통해 빛의 손실이 발생할 수 있으며, 이는 에너지 분해능의 감소로 결국 영상의 질에 영향을 미치게 된다. 이에 본 연구에서는 광가이드의 옆면에 반사체를 사용하여 더욱 우수한 섬광 픽셀의 분리가 가능하며, 빛 손실을 최소화해 우수한 에너지 분해능을 확보할 수 있는 검출기를 설계하였다. 이전 연구와 비교 평가를 위해 빛 시뮬레이션이 가능한 DETECT2000을 통해 평면 영상을 획득하여, 분리 정도 및 빛 수집율을 평가하였다. 광가이드의 옆면에 반사체를 사용할 경우, 광가이드의 물질에 상관없이 모든 물질에서 매우 우수한 분리 정도를 나타내었으며, 이는 이전 연구에 비해 더욱 우수한 분리 결과를 나타내었다. 또한 빛 수집율은 반사체 적용하였을 경우, 그렇지 않은 경우에 비해 5배 이상 우수한 수집율을 보였다. 본 검출기를 소동물용 양정자방출단층 촬영기기에 적용할 경우 우수한 공간분해능 및 에너지 분해능을 통해 우수한 영상의 질을 확보할 수 있을 것이다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제21권5호
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• pp.588-597
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• 2020

Objective: To investigate the value of combined chemical exchange saturation transfer (CEST) and conventional magnetization transfer imaging (MT) in detecting metabolic and structural changes of renal fibrosis in rats with unilateral ureteral obstruction (UUO) at 3T MRI. Materials and Methods: Thirty-five Sprague-Dawley rats underwent UUO surgery (n = 25) or sham surgery (n = 10). The obstructed and contralateral kidneys were evaluated on days 1, 3, 5, and 7 after surgery. After CEST and MT examinations, ¹⁸F-labeled fluoro-2-deoxyglucose positron emission tomography was performed to quantify glucose metabolism. Fibrosis was measured by histology and western blots. Correlations were compared between asymmetrical magnetization transfer ratio at 1.2 ppm (MTR_asym(1.2ppm)) derived from CEST and maximum standard uptake value (SUV_max) and between magnetization transfer ratio (MTR) derived from MT and alpha-smooth muscle actin (α-SMA). Results: On days 3 and 7, MTR_asym(1.2ppm) and MTR of UUO renal cortex and medulla were significantly different from those of contralateral kidneys (p < 0.05). On day 7, MTR_asym(1.2ppm) and MTR of UUO renal cortex and medulla were significantly different from those of sham-operated kidneys (p < 0.05). The MTR_asym(1.2ppm) of UUO renal medulla was fairly negatively correlated with SUV_max (r = -0.350, p = 0.021), whereas MTR of UUO renal medulla was strongly negatively correlated with α-SMA (r = -0.744, p < 0.001). Conclusion: CEST and MT could provide metabolic and structural information for comprehensive assessment of renal fibrosis in UUO rats in 3T MRI and may aid in clinical monitoring of renal fibrosis in patients with chronic kidney disease.

• 대한임상검사과학회지
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• 제55권4호
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• pp.261-268
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• 2023

[¹⁸F]Fluorocholine은 임상에서 부갑상선 선종, 전립선암 및 간세포암 진단 등에 사용되는 PET용 콜린 방사성의약품이다. 본 연구에서는 고체상 추출 카트리지법을 방사성의약품 자동합성장치에 적용하여 [¹⁸F]fluorocholine을 제조하는 방법을 최적화하였다. [¹⁸F]Fluorocholine은 하나의 반응용기를 사용하여 두 단계 표지반응으로 합성하였으며, [¹⁸F]fluorocholine 합성과정 중 생성되는 불순물을 제거하기 위해 사용하는 SepPak^Ⓡ Silica 카트리지의 개수를 3개로 최적화하였고, 전구 물질인 DMAE를 10%로 희석하였을 때 가장 높은 방사화학적 수율을 획득 할 수 있었다. 또한 최종 생산된 [¹⁸F] fluorocholine 주사액은 유럽약전에 명시된 품질관리기준을 모두 만족하였다. 본 연구를 통해 쉽고 간편하게 사용할 수 있는 고체상 추출 카트리지를 사용하여 방사성의약품 자동합성장치에 최적화한 [¹⁸F]fluorocholine의 합성법은 임상 현장에 안정적으로 [¹⁸F]fluorocholine을 공급하는데 유용하게 사용될 것으로 사료된다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제23권10호
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• pp.986-997
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• 2022

Objective: Whether metabolic redistribution occurs in patients with white matter hyperintensities (WMHs) on magnetic resonance imaging (MRI) is unknown. This study aimed 1) to propose a measure of the brain metabolic network for an individual patient and preliminarily apply it to identify impaired metabolic networks in patients with WMHs, and 2) to explore the clinical and imaging features of metabolic redistribution in patients with WMHs. Materials and Methods: This study included 50 patients with WMHs and 70 healthy controls (HCs) who underwent ¹⁸F-fluorodeoxyglucose-positron emission tomography/MRI. Various global property parameters according to graph theory and an individual parameter of brain metabolic network called "individual contribution index" were obtained. Parameter values were compared between the WMH and HC groups. The performance of the parameters in discriminating between the two groups was assessed using the area under the receiver operating characteristic curve (AUC). The correlation between the individual contribution index and Fazekas score was assessed, and the interaction between age and individual contribution index was determined. A generalized linear model was fitted with the individual contribution index as the dependent variable and the mean standardized uptake value (SUV_mean) of nodes in the whole-brain network or seven classic functional networks as independent variables to determine their association. Results: The means ± standard deviations of the individual contribution index were (0.697 ± 10.9) × 10^-3 and (0.0967 ± 0.0545) × 10^-3 in the WMH and HC groups, respectively (p < 0.001). The AUC of the individual contribution index was 0.864 (95% confidence interval, 0.785-0.943). A positive correlation was identified between the individual contribution index and the Fazekas scores in patients with WMHs (r = 0.57, p < 0.001). Age and individual contribution index demonstrated a significant interaction effect on the Fazekas score. A significant direct association was observed between the individual contribution index and the SUV_mean of the limbic network (p < 0.001). Conclusion: The individual contribution index may demonstrate the redistribution of the brain metabolic network in patients with WMHs.

• Korean Journal of Radiology
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• 제24권7호
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• pp.690-697
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• 2023

Objective: ¹⁸F-FP-CIT positron emission tomography (PET) is known for its high sensitivity and specificity for evaluating striatal dopamine transporter (DAT) binding. Recently, for the early diagnose of Parkinson's disease, many researchers focused on the diagnosis of synucleinopathy in organs involved in non-motor symptoms of Parkinson's disease. We investigated the feasibility of salivary gland uptake on ¹⁸F-FP-CIT PET as a new biomarker in patients with parkinsonism. Materials and Methods: A total of 219 participants with confirmed or presumed parkinsonism, including 54 clinically diagnosed idiopathic Parkinson's disease (IPD), 59 suspected and yet undiagnosed, and 106 with secondary parkinsonism, were enrolled. The standardized uptake value ratio (SUVR) of the salivary glands was measured on both early and delayed ¹⁸F-FP-CIT PET scans using the cerebellum as the reference region. Additionally, the delayed-to-early ratio (DE_ratio) of salivary gland was obtained. The results were compared between patients with different PET patterns. Results: The SUVR in early ¹⁸F-FP-CIT PET scan was significantly higher in patients with IPD pattern compared that in the non-dopaminergic degradation group (0.5 ± 0.19 vs. 0.6 ± 0.21, P < 0.001). Compared with the non-dopaminergic degradation group, the DE_ratio was significantly lower in patients with IPD (5.05 ± 1.7 vs. 4.0 ± 1.31, P < 0.001) or atypical parkinsonism patterns (5.05 ± 1.7 vs. 3.76 ± 0.96, P < 0.05). The DE_ratio was moderately and positively correlated with striatal DAT availability in both the whole striatum (r = 0.37, P < 0.001) and posterior putamen (r = 0.36, P < 0.001). Conclusion: Parkinsonism patients with an IPD pattern exhibited a significant increase in uptake on early ¹⁸F-FP-CIT PET and a decrease in the DE_ratio in the salivary gland. Our findings suggest that salivary gland uptake of dual-phase ¹⁸F-FP-CIT PET can provide diagnostic information on DAT availability in patients with Parkinson's disease.