• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.335-337
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• 2002

The aim of this study was investigate the epileptogenic zone in temporal lobe epilepsy (TLE). We evaluated the subtraction image of interictal SPECT from ictal SPECT coregistered to 3-dimensional (3D) MRI, and compared with the normal healthy SPECT using a SPM99. Forty-nine patients with TLE (M:F=28:21, mean age: 33${\pm}$2.1 years) underwent a pairs of ictal and interictal SPECT. We performed subtraction interictal SPECT from ictal SPECT in TLE patients. In addition, using SPM methods and t-statistics, SPECT images of the TLE patients were compared with normal healthy SPECT on a voxel by voxel basis. The voxels with a p-value of less than 0.05, 0.005, 0.001 were considered to be significantly different. The subtraction results by ictal and interictal SPECT coincided with the significant rCBF changes when compare of the normal healthy SPECT using a SPM99. The results suggested that analysis of difference of the two methods using healthy normal SPECT with SPM99 is useful tool in evaluation of seizure focus in epilepsy.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권1호
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• pp.45-53
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• 2004

통계적 파라미터를 이용한 뇌지도작성(SPM)은 어른에서부터 어린이에게까지 환자그룹간 또는 개개의 서로 다른 상태의 그룹간의 기능 영상을 비교하는데 널리 사용되고 있다. 그러나 SPM을 이용하여 어린이 뇌 영상을 분석할 경우 성인의 표준틀영상에 정규화되어 분석되고, 이로 인해 오차가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구는 국내 어린이 2세에서 6세 사이 36명(평균 나이: 4.36세, 표준편차: 1.41세, 남자: 17명, 여자: 19명)의 MRI 영상을 이용하여 평균 MRI 영상을 만들고, 2세에서 6세 사이 13명의 어린이(평균나이: 4.80세, 표준편차: 1.17세, 남: 10명, 여: 3명)의 SPECT 뇌영상을 이용하여 평균 SPECT 영상을 만들었다. 이들 평균영상으로 국내어린이의 뇌 표준틀영상을 만들고, 어린이 ADHD의 뇌영상을 국내 어린이 표준틀영상과 SPM의 표준틀영상에 정규화 시켜 뇌혈류량에 따라 발생하는 화소덩어리의 위치를 비교하였다. 분석결과는 각 표준틀영상에 따라 최대 25 mm의 편차가 생겼다. 따라서 SPM을 이용한 어린이의 뇌영상을 분석할 경우 표준틀영상 또는 p값을 고려해야할 필요가 있다.

• 생물정신의학
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• 제10권2호
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• pp.168-176
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• 2003

Objectives:We investigated the characteristics of P300 generators in obsessive-compulsive disorder(OCD) patients by using voxel-based statistical parametric mapping of current density images. Methods:P300 generators, produced by a rare target tone of 1500Hz under a frequent non-target tone of 1,000Hz, were measured in 15 right-handed OCD patients and 15 controls. Low Resolution Electromagnetic Tomography(LORETA), using a realistic head model of the boundary element method based on individual MRI, was applied to the 128-channel EEG. Statistical parametric mapping(SPM) was applied for the statistical analysis. Results:We found that both groups had the mean current density of P300 in the parietal, temporal and prefrontal lobe. There was a trend for decreased current density in the prefrontal area in OCD patients. The statistical comparison showed current density increase in the supraparietal area, a statistically significant longer P300 latency and a trend for reduced P300 amplitude in OCD patients. Conclusion:It suggests that P300 source of both groups exists in multiple brain regions at the same time. And both groups had no statistically significant differences in the current density of P300 except for increased current density in the supraparietal area in OCD patients. But, considering the statistically significant longer P300 latency, a trend for reduced P300 amplitude and relative mean current density reduction in the prefrontal area in OCD patients, this study suggests that the frontal lobe may have a reduced normal inhibitory process in OCD patients.

• 대한한의학회지
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• 제29권4호
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• pp.205-212
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• 2008

Background and purpose: So far it was reported that acupuncture increased cerebral blood supply and stimulated the functional activity of brain nerve cells. A previous study demonstrated a correlation between LI4-11 electro-acupuncture (EA) and rCBF increase in frontal lobe. However, there remained a need to study further using various controls in acupuncture research. Transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS) has been used as a non-invasive control in acupuncture study. This study was to evaluate the effect of LI4-LI11 TENS on regional cerebral blood flow (rCBF) in normal volunteers using single photon emission computed tomography (SPECT) and statistical parametric mapping (SPM). Methods: In the resting state, $^{99m}Tc-ECD$ brain SPECT scans were performed on 10 normal volunteers (9 males, 1 female, mean age 26.6$\pm$0.5 years; age range from 26 to 27 years). On the other day, 7 days after the resting examination, 15 minute TENS were applied at LI 4 and LI 11 on the right side of the subjects. Immediately after LI4-LI11 TENS, the second SPECT images were obtained in the same manner as the resting state. Significant increases and decreases of regional cerebral blood flow after LI4-LI11 TENS were estimated by comparing their SPECT images with those of the resting state using paired t statistics at every voxel, which were analyzed by statistical parametric mapping with a threshold of p = 0.001, uncorrected (extent threshold: k=100 voxels). Results: TENS applied at right LI4-LI11 increased rCBF in the left somatosensory association cortex (Brodmann area 5, 7). However there was no area where LI4-11 TENS decreased rCBF. Conclusion and suggestions: These results demonstrate that right LI4-LI11 TENS increased rCBF only in corresponding somatosensory association cortex, which was different from the previous results using LI4-11 EA. It is suggested that there be a different mechanism between TENS and EA.

• 대한핵의학회지
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• 제32권3호
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• pp.225-237
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• 1998

목적: $H_2^{15}O$ 양전자단층촬영으로 작업기억을 조사할 때 뇌기능을 국소화한 뇌기능지도를 만들기 위해 동원되는 통계적 가정과 추론의 여러 방법을 해석하고 뇌활성화와 관련된 뇌기능 국소화 방법에 영향을 미치는 요소를 조사하였다. 대상 및 방법: 정상인 6명에 대하여 각각 대조과제, 언어성 작업기억 활성화과제 2종류, 시각적 작업기억 활성화과제 1종류를 수행시키며 뇌혈류 $H_2^{15}O$ PET 촬영을 시행하였다. SPM96 소프트웨어를 이용하여 각 영상과 표준지도의 뇌피질 경계가 일치 되도록 부분 선형적으로 변형하였으며 선형화한 비선형적 변형 방법으로 사람에 따라 나타나는 뇌피질 및 내부 구조의 미세한 차이를 제거하였다. 공간정규회된 영상들을 16mm의 FWHM을 갖는 가우시안 커널로 중첩적분하여 편평화하였다. 각 화소의 방사능 계수는 뇌피질전체 뇌혈류, 활성화에 의한 특정 효과, 여러 교란변수의 영향과 오차의 선형 결합으로 이루어진다는 일반선형모델을 가정하고 공분산분석 방법으로 전체 뇌혈류 차이를 제거하였다. 각 화소의 방사능 계수가 자극과 뇌활성화 작업에 상관없을 경우 평탄한 무작위 가우스장의 행동을 따른다고 가정하고 특정화소의 계수차이가 이 무작위장의 정상적인 교란 이상인지 검정하였다. 화소별 t 값을 Z 값으로 바꾸어 표현하고 가설검정 결과에 따라 화소, 덩어리, 화소 또는 덩어리의 차이가 얼마나 유의한지 제시하였다. 결합분석을 하여 여러 과제를 수행할 때 동시에 화소의 계수가 증가하는 곳을 찾았다. 각 화소의 Z 값을 3차원으로 렌더링한 표준지도와 투명유리뇌에 투사하여 활성화된 부위를 알아볼 수 있게 하였다. 결과: 피검자 모두 성공적으로 검사를 마쳤으며 대조 과제와 기억 과제를 수행하는 동안 피험자는 평균 95%를 맞췄다. 활성화된 덩어리의 개수는 언어성 기억과제 I에서 4개, 언어성 기억과제 II에서 9개, 시각적 기억과제에서 9개, 결합분석에서 6개였다. 언어성 기억과제에서는 주로 왼쪽 뇌가, 시각적 기억과제에서는 오른쪽 뇌가 활성화되었다. 결론: $H_2^{15}O$ 양전자 단층촬영술과 통계적 파라메터 지도작성법이 언어성 및 시각적 작업기억과 관련되어 활성화된 지 영역을 찾는데 유용하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권5호
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• pp.373-380
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• 2009

In general, Independent component analysis (ICA) is a statistical blind source separation technique, used either in spatial or temporal domain. The spatial or temporal ICAs are designed to extract maximally independent sources in respective domains. The underlying sources for spatiotemporal data (sequence of images) can not always be guaranteed to be independent, therefore spatial ICA extracts the maximally independent spatial sources, deteriorating the temporal sources and vice versa. For such data types, spatiotemporal ICA tries to create a balance by simultaneous optimization in both the domains. However, the spatiotemporal ICA suffers the problem of source ambiguity. Recently, constrained ICA (c-ICA) has been proposed which incorporates a priori information to extract the desired source. In this study, we have extended the c-ICA for better analysis of spatiotemporal data. The proposed algorithm, i.e., constrained spatiotemporal ICA (constrained st-ICA), tries to find the desired independent sources in spatial and temporal domains with no source ambiguity. The performance of the proposed algorithm is tested against the conventional spatial and temporal ICAs using simulated data. Furthermore, its performance for the real spatiotemporal data, functional magnetic resonance images (fMRI), is compared with the SPM (conventional fMRI data analysis tool). The functional maps obtained with the proposed algorithm reveal more activity as compared to SPM.

• 생물정신의학
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• 제9권2호
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• pp.152-158
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• 2002

Background & Purpose:Neuropsychological disorders after traumatic brain injury(TBI) are poorly correlated with structural lesions detected by structural neuroimaging techniques such as computed tomography(CT) scan or magnetic resonance imaging(MRI). It is well known that patients with TBI have cognitive and behavioral disorders even in the absence of structural lesions of the brain. This study investigated whether there are abnormalities of regional cerebral blood flow(rCBF) in TBI patients without structural abnormality on MRI, using technetium 99m ethyl cysteinate dimer(Tc-99m-ECD) single photon emission computed tomography(SPECT) scans. Materials and Methods:Twenty-eight TBI patients without structural abnormality on MRI(mild, n=13/moderate, n=9/severe, n=6) and fifteen normal controls were scanned by SPECT. A voxel-based analysis using statistical parametric mapping(SPM) was performed to compare the patients with the normal controls. Results:rCBF was reduced in the right uncus and the right lateral orbitofrontal gyrus in the TBI patients. However, no increase of rCBF was noted in the patients in comparison to the normal controls. Conclusions:These results suggest that the TBI patients, even in the absence of structural lesion of the brain, may have dysfunction of the brain, particularly of the orbitofrontal and anterior pole of the temporal cortex. They also suggest that SPECT can be a useful method to identify brain dysfunctions in combination with structural brain imaging and neuropsychological tests.

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2003년도 제8차 학술대회 초록집
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• pp.26-26
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• 2003

목적： 본 연구의 목적은 미각자극에 대한 인간 뇌의 활성화 영역을 측정하고 가시화하여 미각의 뇌 활성화 부위에 대한 기초자료를 마련하는데 있다. 대상 및 방법： 5명의 남자 대학생 (평균 24.8세)을 뇌기능 연구의 실험 대상자로 선정하였고, 대상자들은 미각에 이상이 없고 구강수술 경험이 없는 오른손잡이를 대상으로 3번에 걸쳐 EPI 혈액산 소농도의존(blood oxygen level dependent)법을 이용하여 미각자극에 의한 기능적 자기공명영상 실험을 수행하였다. 미각 자극을 위하여 5％의 saline을 사용하였으며 자체적으로 제작한 Stimulator를 사용하여 자극하였다. 자극은 3회의 휴식기간과 2회의 자극기간에 걸쳐 시행하였으며, 각 자극기간은 30초씩 5초 간격으로 이스 당 42개의 영상을 획득했다. Post-processing은 SPM99 (Statistical Parametric Mapping 99, The Wellcome Department of Cognitive Neurology, Oxford 1999)의 correlation법을 사용하여 threshold 0.4∼0.7의 범위에서 통계처리 하였으며, 활성화 영상은 EPI영상과 같은 부위의 T1 강조영상에 overlapping시켰다. 이렇게 얻어진 fMRI 영상으로 활성 영역의 위치를 분석하였다.

• Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
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• 제18권1호
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• pp.31-37
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• 2007

Objectives : A voxel based investigation of cerebral blood flow was conducted to identify functional differences during resting state between children with early-onset schizophrenia and normal controls. Methods : 19 children and adolescents with early-onset schizophrenia(8 boys and 11 girls, mean age $14.0{\pm}1.7$ years old) and 17 comparison children(13 boys and 4 girls, mean age $11.0{\pm}1.9$ years old) were examined by HMPAO-SPECT. The SPECT images were compared using statistical parametric mapping analyses, controlling for age and sex. Results : Increased cerebral blood flow in left medial and inferior frontal gyrus, right superior and middle frontal gyrus, both inferior temporal gyrus, and right cerebellar tonsil was found in children and adolescents with early-onset schizophrenia compared to control subjects. In addition, decreased cerebral blood flow in right thalamus, left posterior cingulate gyrus, right anterior cingulate gyrus and relatively wide areas from left medical frontal gyrus to superior parietal lobule were found in children and adolescents with early-onset schizophrenia compared to control subjects. Conclusion : The results of the current study provide additional evidences for brain areas involving the onset of schizophrenia in early age.

• 대한핵의학회지
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• 제36권6호
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• pp.317-324
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• 2002

목적: SPM 기법을 이용하여 뇌 영상을 분석할 때 Talairach 뇌 지도를 찾아 해부학적 정보를 추측함으로 생기는 문제점들을 해결하기 위하여 통계적 확률 뇌지도(SPAM)을 이용하여 뇌 영역에 대한 해부학적 위치와 확률을 추출하는 프로그램을 개발하였다. 대상 및 방법: 몬트리얼 신경과학연구소에서 개발한 MNI152 표준지도에 기반한 SPAM을 이용하였다. SPM 분석 결과로 주어진 x, y, z 좌표 값을 입력하면 SPAM의 해당 좌표에서 0이 아닌 확률 값을 갖는 영역의 이름 및 확률을 추출하여 출력하게 하였으며 가장 높은 확률을 갖는 영역의 SPAM을 표준지도 위에 표시하도록 하였다. IDL 및 자바를 기반으로 프로그램을 개발하였으며 향후 인터넷 기반 프로그램으로 확장이 용이하게 하였다. 이 프로그램의 유용성을 보이고자 기존의 SPM 결과보고 형식과 이 프로그램의 결과 형식을 비교하였다. 또한 이 프로그램에 대한 예비적인 검증을 위하여 활성화되는 영역이 국소화되고 또한 그 영역이 잘 알려져 있는 기억 활성화 PET 실험 분석에 이 프로그램을 이용하여 보았다. 결과: 기존의 SPM 분석한 결과는 MNI 좌표계에서의 좌표 값만을 보여주나 이 프로그램을 이용하여 그 좌표에 대한 확률적 해부학적 정보를 얻을 수 있었다. 기억 실험 결과 유의한 활성화를 보인 영역에 대해서 이 프로그램을 적용한 결과 좌측해마구성체일 확률이 80% 이상임을 알 수 있었으며 이는 이 영역이 기억기능을 담당한다는 기존의 널리 알려진 사실과 잘 부합되었다. 결론: 이 연구에서 개발한 프로그램을 이용하여 MNI 좌표에 대한 해부학적 위치와 확률을 빠르고 정확하게 찾을 수 있어서 뇌영상 분석에 유용할 것이다.