• Korean Journal of Radiology
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• 제22권7호
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• pp.1142-1151
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• 2021

Objective: To evaluate microstructural damage in high myopia (HM) patients using 3T diffusion kurtosis imaging (DKI). Materials and Methods: This prospective study included 30 HM patients and 33 age- and sex-matched healthy controls (HCs) with DKI. Kurtosis parameters including kurtosis fractional anisotropy (FA), mean kurtosis (MK), axial kurtosis (AK), and radial kurtosis (RK) as well as diffusion metrics including FA, mean diffusivity, axial diffusivity (AD), and radial diffusivity derived from DKI were obtained. Group differences in these metrics were compared using tract-based spatial statistics. Partial correlation analysis was used to evaluate correlations between microstructural changes and disease duration. Results: Compared to HCs, HM patients showed significantly reduced AK, RK, MK, and FA and significantly increased AD, predominately in the bilateral corticospinal tract, right inferior longitudinal fasciculus, superior longitudinal fasciculus, inferior fronto-occipital fasciculus, and left thalamus (all p < 0.05, threshold-free cluster enhancement corrected). In addition, DKI-derived kurtosis parameters (AK, RK, and MK) had negative correlations (r = -0.448 to -0.376, all p < 0.05) and diffusion parameter (AD) had positive correlations (r = 0.372 to 0.409, all p < 0.05) with disease duration. Conclusion: HM patients showed microstructural alterations in the brain regions responsible for motor conduction and vision-related functions. DKI is useful for detecting white matter abnormalities in HM patients, which might be helpful for exploring and monitoring the pathogenesis of the disease.

• 정신신체의학
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• 제25권2호
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• pp.153-165
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• 2017

연구목적 최근의 신경영상 연구들은 주요 우울장애의 기전을 인지 회로와 감정 회로 연결의 기능장애 즉, 후외방 전두피질과 전전두엽을 번연계로 연결하는 전측대상피질의 연결성 장애에 초점을 맞추고 있다. 소아청소년 주요 우울장애에서 확산텐서영상(diffusion tensor image, DTI)을 사용한 종전의 연구들은 양측 구상회속, 양측 하측 전두후두속, 좌측 전측대상피질, 좌측 상종속 등에서 신경연결의 감소를 보고하였다. 이 연구에서 우리는 정신과적 투약력이 없는 초발 주요 우울장애 청소년에서의 신경 연결성을 DTI를 이용하여 정상 대조군과 비교하였다. 방 법 고려대학교 구로병원을 내원한 청소년 환아들 중 정신과적 투약력이 없으며 주요 우울장애를 처음으로 진단받은 환아들(n=26, 남성 10명, 여성 16명) 및 대조군(n=27, 남성 5명, 여성 22명)을 모집하였다. 정신과적 면담, 지능지수, 해밀턴 우울척도를 포함한 심리검사, 확산강조영상을 포함한 MRI 검사가 항우울제 투약 전에 시행되었다. Fractional anisotropy(FA), radial diffusivity, mean diffusivity, axial diffusivity가 DTI를 사용하여 계산되었다. 통계적 분석을 위해 FMRIB Software Library-Tract Based Spatial Statistic가 사용되었다. 결 과 전체 뇌의 분석에서는 유의한 구조적 변화를 관찰할 수 없었다. 그러나 관심영역을 지정하여 시행한 분석을 하였을 때, 환아군에서 대조군에 비해 우측 상종속 부위에 유의미한 FA값의 감소를 보인 3개의 다발이 관찰되었다. 결 론 주요 우울장애를 진단받은 청소년 환아군에서 대조군에 비해 DTI에 기반하여 우측의 상종속에 연결성 감소를 보였다. 따라서 DTI를 통한 구조적 연결성은 정신과적 투약력이 없는 초발 주요 우울장애 청소년에서도 생체 표지자로 사용될 수 있을 것이라 생각된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제13권1호
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• pp.40-46
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• 2009

목적 : 기능적 뇌 자기공명영상 (fMRI)과 확산텐서영상(DTI) 합성기법을 이용하여 피질척수로의 여러 부위에서 정량적 특성을 연구하고자 하였다. 대상 및 방법 : 신경학적 이상이 없는 정상인 10명 (남: 8, 여: 2, 평균연령: 30세, 연령분포 : 22 -38세)을 대상으로 하였다. fMRI는 1.5T를 이용하였으며, 손의 쥐기 펴기를 수행하였다. fMRI와 확산텐서섬유로(DTT)의 합성이 가능한 DtiStudio 프로그램을 이용하여 피질척수로를 3차원 영상화하였다. 이때, 시작 관심영역은 2차원 분할 비등방성(fractional anisotropy, FA) 색지도(color map)에서 fMRI의 운동 수행 시 활성부위가 가장 많은 곳으로, 목표 관심영역은 하부 전방 뇌교의 피질척수 부위로 설정하였다. 정량적 분석을 위하여 관심영역을 부채살부터 연수까지 좌우 각각 5곳에 설정하여 분할 비등방성과 현성 확산계수(ADC)를 측정하였다. 결과 : 모든 대상자는 fMRI에서 일차 감각운동 영역이 주로 활성화되었다. 확산텐서 영상에서 피질척수로의 경로는 일차 감각운동 영역부터 연수까지 주행하였다. 피질척수로의 FA 값은 모든 대상자에서 중뇌와 내측 섬유띠의 후지가 타 부위보다 높았다. 결론 : fMRI와 DTT의 합성기법은 피질척수로 상태의 3차원 영상화 및 각 부위에서 FA와 ADC값을 이용한 정량적 분석이 가능하였다. 앞으로, fMRI와 DTT 합성기법은 뇌손상 환자에서 피질척수로의 명확한 상태를 연구하는 데 유용하게 이용될 것으로 사료된다.

• 생물정신의학
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• 제22권2호
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• pp.78-86
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• 2015

Objectives Although ginseng has been reported to protect neuronal cells and improve various cognitive functions, relationship between ginseng supplementation and response inhibition, one of the important cognitive domains has not been explored. In addition, effects of ginseng on in vivo human brain have not been investigated using the diffusion tensor imaging (DTI). The purpose of the current study is to investigate changes in intrusion errors and white matter microstructure after Korean Red Ginseng supplementation using standardized neuropsychological tests and DTI. Methods Fifty-one healthy participants were randomly allocated to the Korean Red Ginseng (n = 26) or placebo (n = 25) groups for 8 weeks. The California Verbal Learning Test was used to assess the number of intrusion errors. Intelligence quotient (IQ) was measured with the Korean Wechsler Adult Intelligence Scale. Depressive and anxiety symptoms were evaluated using Hamilton Depression Rating Scale, Hamilton Anxiety Rating Scale, and Hopkins Symptom Checklist-25. The fractional anisotropy (FA) was measured from the brain DTI data. Results After the 8-week intervention, Korean Red Ginseng supplementation significantly reduced intrusion errors after adjusting age, sex, IQ, and baseline score of the intrusion errors (p for interaction = 0.005). Change in FA values in the left anterior corona radiata was greater in the Korean Red Ginseng group compared to the placebo group (t = 4.29, p = 0.04). Conclusions Korean Red Ginseng supplementation may be efficacious for improving response inhibition and white matter microstructure integrity in the prefrontal cortex.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.7-13
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• 2016

3.0 T 자기공명영상기기에서 확산텐서영상을 이용하여 청소년을 대상으로 정상인과 인터넷 중독자의 뇌량과 내섬유막 구조의 변화에 대하여 정량적으로 알아보고자 하였다. 10명의 인터넷 중독자와 정상인 12명을 대상으로 검사를 하였고, 정량적 분석을 위하여 뇌량의 5부위와 내섬유막의 2부위를 View Forum 프로그램을 이용하여 두 그룹에 대한 신경섬유의 손상 정도를 FA, ADC($10^{-3}mm^2/s$), Length(mm)값으로 측정하였다. 그룹 간 통계적 유의성은 Independent t-test와 pearson 상관관계로 하였다(p<0.05). 정상인과 인터넷 중 독자에 관하여 신경섬유 손상정도는 7부위에 대하여 FA, ADC($10^{-3}mm^2/s$), Length(mm)값에 대하여 의미 있는 차이를 보였다(p<0.05). 또한 두 그룹에서 IAD scale 과 뇌량의 FA값은 음의 적으로 강하게 상관관계가 있었다(p<0.000). 결론적으로, 확산텐서영상은 FA, ADC($10^{-3}mm^2/s$), Length(mm)값에 대하여 유의성 있는 차이를 보여고, 이 결과는 뇌 백질에 대한 손상정도에 관하여 정량적으로 임상적 정보를 제공하였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제9권1호
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• pp.2-8
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• 2005

목적 : 뇌종양 및 확산텐서 영상으로 얻어진 그 주변 신경 다발을 동시에 가시화하는 소프트웨어를 구현하고 그것을 통해 뇌종양이 그 주변 신경다발에 미치는 영향에 대한 조사에의 적용 가능성을 시험해 보고자하였다. 대상 및 방법 : IDL을 기반으로 뇌종양과 그 주변 신경다발의 통합적 가시화를 구현하였다. 뇌종양을 가진 한 환자에 대한 T1 강조영상 및 확산텐서 영상을 포함하는 자기공명영상이 3.0T자기공명장치에서 획득되었다. 우리는 해부학적 정보를 위해 두개골을 제거한 뇌 영상과 구획화된 뇌종양을 위한 대조강화 T1 강조 영상을 이용하여 서피스 및 볼륨렌더링을 사용하였다. 대뇌 백질 신경 다발추적을 위해 사용되는 확산텐서영상을 위해서는 25개 방향의 확산경사 자계를 이용하는 SE-EPI방법을 사용하였다. 신경 다발추적 방법으로는 streamline과 tensorline 방법을 사용하였다. T1 강조 영상 및 확산텐서 영상의 공간적 불일치를 보정하기 위해 SPM을 이용한 정합을 수행하였다. 우리의 소프트웨어는 PC 윈도우 환경에서 작동할 수 있도록 구현되었다. 결과 : 한 명의 뇌종양 환자에 대하여 튜브 모양의 신경다발, 대뇌 백질 서피스 렌더링 , 뇌종양의 볼륨/서피스렌더링의 통합적 가시화를 성공적으로 구현하였다. 결론 : 우리의 결과는 뇌종양 및 그 주변 신경다발의 통합적 가시화의 실현 가능성을 보여주었다. 더불어 우리의 구현된 통합적 가시화는 뇌종양 부위 및 그 주변 부의의 대뇌 백질 확산 비등방성의 정량적인 분석에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제21권4호
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• pp.323-336
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• 2011

지각의 수리역학적 거동은 유효공극의 크기 및 모양 등의 영향을 많이 받는다. 본 연구에서는 지하 유체의 이동 및 저장소가 되는 암석의 공극 특성을 전기임피던스를 이용하여 규명하였다. 공극의 구조가 서로 다른 3종의 화강암(황등, 포천, 양산)과 2종의 사암(보령, Berea)의 암석 시편(지름 : 38-50 mm, 길이 70-100 mm)을 전기전도도가 다론 전해질로 순차적으로 포화시킨 다음 시편의 전기임피던스를 측정하였다. 실험 결과 공극수의 염도가 증가할수록 전기비저항은 감소하고, 전기용량은 증가하는 뚜렷한 경향을 보였다. 또한 같은 염도의 공극수 조건 하에서 암석의 공극률이 증가할수록 전기비저항과 formation factor는 감소하지만, 전기용량 값은 증가하는 경향을 보였다. 이방성을 갖는 Berea 사암에서는 층리와 수직 방향의 임피던스를 측정했을 때 저항이 가장 크게 나왔으며, tortuosity와 cementation factor 값도 가장 높게 산정 되었다. 이는 층리의 수직 방향으로 공극의 연결성이 떨어진다는 것을 의미한다. 따라서 본 연구의 실험 결과는 암석의 전기적 특성이 공극률 뿐 아니라 공극의 구조와도 관련이 있음을 보여준다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권1호
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• pp.43-47
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• 2004

뇌의 기능성과 분산 영역간의 연결성에 대한 관심이 매우 증대되고 있는 추세다. 그 중에서 DTI (확산 텐서 영상)는 비침습적으로 뇌에서의 물분자의 확산과 뇌의 회백질 신경 다발 구조에 대한 정보를 제공할 수 있는 자기공명영상 기법이다. 따라서 우리는 이 기법을 통해 다른 해부학적 혹은 기능적 자기공명영상 기법으로는 얼을 수 없는 뇌의 신경 섬유 다발과 대뇌 피질 영역의 연결성 정보를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 컬러 코딩 방식에 의하여 뇌의 주된 신경 다발의 방향성을 가시화 하고자 한다. 인간 뇌의 방향성 지도는 연합섬유, 방사섬유. 교련섬유. 운동 및 감각회로 섬유의 다발들을 구별하기 쉽게 하여준다. 우리는 이 목적 하에 24비트 칼라코딩 방법을 윈도우 PC 환경에서 IDL을 이용하여 구현하였다. 덧붙여 방향성의 각각의 성분 및 이방성에 대한 컬러 코딩과 이들을 표현하기 위한 다양한 색상표를 구현하였다. 결론적으로 우리의 24 비트 킬러 코딩을 이용한 뇌 회백질의 신경 다발의 방향성 가시화에 성공하였다. 우리가 구현한 방법에 의해 뇌의 주요 신경 다발들이 잘 가시화됨을 확인하였다.

• 생물정신의학
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• 제26권1호
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• pp.8-13
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• 2019

Objectives Disrupted integrities of the fornix and stria terminalis have been suggested in schizophrenia. However, very few studies have focused on the fornix and stria terminalis comparing first-episode schizophrenia (FESZ), chronic schizophrenia (CS), and healthy controls (HCs) with the application of diffusion-tensor imaging (DTI) technique. The objective of this study is to compare the connectivity of the fornix and stria terminalis among FESZ, CS, and HCs. Methods We included the 44 FESZ patients, 39 CS patients and 20 HCs in this study. Voxel-wise statistical analysis of the fractional anisotropy (FA) data was performed using Tract-Based Spatial Statistics to analyze the connectivity of fornix and stria terminalis. In addition, the Scale for the Assessment of Positive Symptoms (SAPS) and the Scale for the Assessment of Negative Symptoms (SANS) were used to evaluate clinical symptom severities. Results There were no significant differences between the FESZ, CS, and HCs in age, sex, education years. The SAPS and SANS scores of the schizophrenia groups showed no significant differences. FA values of the right fornix cres/stria terminalis in the CS group were significantly lower than those in FESZ and HCs. There were no significant differences of FA values of the right fornix cres/stria terminalis between the FESZ and the HCs. Pearson correlation analyses revealed that significant correlation between FA values of the right fornix cres/stria terminalies of the the FESZ group and positive, negative symptom scales, and FA values of the right fornix cres/stria terminalis of the CS group and negative symptom scales. Conclusions This study shows that FA values of the fornix and stria terminalis in the CS were lower than in the FESZ and the HCs. These results suggest that the fornix and stria terminalis can play a role in pathophysiology of schizophrenia. Thus current study can broaden our understanding of the pathophysiology of schizophrenia.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제43권6호
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• pp.475-480
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• 2020

The purpose of this study was to reconstruct diffusion tensor tractography (DTT) using stem of garlic and asparagus for in vitro phantom of diffusion tensor imaging (DTI), and to compare and evaluate the fractional anisotropy (FA) value and the apparent diffusion coefficient (ADC) value to determine whether it can be used as materials for in vitro phantoms. Among various plant fibers such as stem of garlic, palmae, cotton, asparagus, etc., stem of garlic and asparagus, which are considered to be the most suitable for making phantoms, and whose shape is considered to be the most suitable for making phantoms, were selected and tests were conducted. Holes were made in a plastic bucket at an angle of 0°, 30°, 60°, 90°, and 120°, then tubes were inserted. In the tube, asparagus and stem of garlic were inserted as far in as possible, and the inserted tube was inserted into the center of the heat bathed gelatin to harden. We were able to reproduce DTT images in asparagus and stem of garlic. Fiber tissues of asparagus and stem of garlic did not show complete connectivity, but the reconstructed images of DTT showed good connectivity. The FA values of asparagus in the tubes were 0.198 at 0° (straight), 0.207 at 30°, 0.187 at 60°, 0.231 at 90°, and 0.204 at 120°. In addition, the FA values of stem of garlic in the tubes were 0.235 at 0°, 0.236 at 30°, 0.216 at 60°, 0.218 at 90°, and 0.257 at 120°. The ADC values of asparagus in the tubes were 1.545 at 0°, 1.677 at 30°, 1.629 at 60°, 1.535 at 90°, and 1.725 at 120°. In addition, the ADC values of stem of garlic in the tubes were 1.252 at 0°, 1.396 at 30°, 1.698 at 60°, 1.756 at 90°, and 1.466 at 120°. For the best expressed DTT reconstruction image, it showed the longest connectivity in the straight line as we hypothesized. In addition, when comparing the FA values and ADC values of fiber tissues of stem of garlic and asparagus, FA value was generally higher in stem of garlic and ADC value was slightly higher in asparagus.