• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권3호
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• pp.253-261
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• 2002

양전자방출단층촬영기(Positron emission tomography, PET) 영상 개선을 위하여 적응적 공간 필터를 개발하였으며. 개발한 필터의 성능을 시뮬레이션데이터. 모형 PET 영상과 환자 PET 영상을 이용하여 평가하였다. 경계화소로 검출된 화소와 윈도우내의 모든 화소값이 동일한 화소는 보존하고. 그 외 화소에 대하여 2:7:2 비율로 가중치를 주어 정열한 후 중앙의 9개 화소에 대한 평균값으로 대치하였다. 경계화소를 검출하기 위하여 두 개의 임계값(TH7, TH2)을 이용하였으며. 다음의 조건을 만족하면 경계화소로 판단하였다 . THl ($pix_max{\times}0.1/log_2(NPM)$, NPM :주변값중 최상위 값과 최하위 값을 제외한 주변값들의 평균) 보다 작은 ADs (중앙값과 주변값의 차에 대한 절대값) 개수는 8-k이고. TH2 ($NPM{\times}0.1$) 보다 큰 ADs 개수는 k. 여기서 k는 2, 3 ‥‥ 6의 값을 가진다 성능평가 결과 이 연구에서 제안한 필터가 가우시안 필터, 가중메디안 필터, 부분집합평균메디안 필터 등과 비교하여 우수한 성능을 제공하는 것을 관찰하였다. 본 논문에서 개발한 간단한 적응적 공간 필터는 공간 분해능 저하는 최소화하면서 균일도와 대조도를 향상시키는데 효과적 이여서 정확한 PET 영상 해석에 기여할 것으로 기대된다

• 대한방사선치료학회지
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• 제22권2호
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• pp.75-83
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• 2010

목 적: 간과 간 내에 생긴 암이 위내의 크기, 위치변화에 따라 종양의 위치변화와 경향성을 평가하기 위함이다. 방법 및 고찰: 2009년 3월부터 2010년 4월까지 강남세브란스병원을 내원한 간 종양을 가진 환자 중 CT-simulation (컴퓨터 단층촬영을 이용한 모의치료)을 하기 전 2주 내에 컴퓨터단층촬영이나 양전자컴퓨터단층촬영영상을 가진 환자 9명을 대상으로 하였으며, CT-simulation는 6시간 공복을 유지하고, 영상융합을 위한 컴퓨터단층촬영이나 양전자컴퓨터단층촬영은 촬영직전에 240~260 cc 가량의 물을 섭취하도록 하였다. 두 종류의 영상은 RTP (Radiation Treatment Planning, Pinnacle 8.0 h)에서 각각 환자의 뼈 구조를 중심으로 영상융합을 하였다. 결 과: 물 섭취양은 240~260 cc로 일정하였으나 물 섭취 후 위장의 크기는 259.3 cc부터 495.4 cc로 다양하였으며, 두 가지 다른 상태에서 찍은 컴퓨터단층촬영들에서 나타난 위장의 부피변화는 개인의 차이는 있지만, 평균 130 cc 정도의 부피증가가 측정되었으며, 이는 평균 174%의 증가에 해당된다. 종합적인 종양 중심점의 절대거리는 0.52 cm에서 3.04 cm으로 평균 1.52 cm의 움직임을 보였으며, 머리-다리(Cranial-Caudal)방향으로는 0.1 cm에서 1.35 cm으로 평균 0.44 cm의 움직임을 보였고, 왼-오른(Left-Right)방향으로는 0.05 cm에서 2.75 cm으로 평균 1.22 cm의 움직임을 보였고, 배-등(Ventral-Dorsal)방향으로는 0.05 cm에서 1.85 cm으로 평균 0.33 cm의 움직임을 보였다. 결 론: 개인차가 커서 위장의 운동을 관찰하여 종양의 움직임을 예측하는 것은 힘들지만 위장이 채워짐에 따라, 복잡한 경로를 통해 간 종양의 위치가 오른쪽으로 치우치는 것이 관찰되었다. 이에 간종양 치료 시 치료 정확도를 확보하기 위하여 공복상태를 유도하는 것을 권장한다. 반면 공복상태가 어려울 경우 환자의 위장의 부피와 움직임을 측정하여 치료계획 시 간 종양의 움직임을 고려하여 방사선 치료를 할 것을 권장한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제27권3호
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• pp.111-119
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• 2009

목 적: 국소 진행된 직장암에서 수술 전 동시항암방사선치료 후 정확한 치료 반응 평가는 매우 중요하다. 본 연구는 국소 진행된 직장암에서 $^{18}F$-FDG PET/CT를 이용한 수술 전 항암방사선치료의 반응성 예측에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2006년 8월부터 2008년 1월까지 원자력의학원에서 국소 진행된 직장암으로 수술 전 항암방사선치료를 시행한 20명의 환자를 대상으로 전향적 연구를 시행하였다. 방사선 치료는 한 회에 1.8 Gy씩 하루 1회 주 5회의 일정으로 총 50.4 Gy 시행되었고, 항암 치료는 3주 간격으로 3회 시행되었다. 모든 환자는 치료 전과 항암방사선치료 종료 6주 후에 각각 $^{18}F$-FDG PET/CT 촬영을 하였다. 모든 환자는 수술을 시행 받았고 수술 후 절제된 조직을 통해 Dworak 분류에 따른 종양의 치료에 대한 반응 정도를 평가하였다. 결 과: 20명 중 11명의 환자가 Dworak 분류에 따라 반응군에 속했으며, 나머지 9명은 비반응군으로 분류되었다. 수술 후 $SUV_{max}$값과 metabolic volume (SUV가 2.5 이상인 병변의 용적)은 수술 전 $SUV_{max}$값과 metabolic volume보다 현저히 낮았다. 그러나 반응군에서 metabolic volume의 변화를 제외하고는 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다. 이 연구에서는 치료 후 반응군과 비반응군을 구분하는 cut-off value는 $SUV_{max}$가 67% 감소하는 지점으로 나타났다. 이 cut-off value를 이용하여 반응군과 비반응군을 구분하는 경우 민감도는 45.5%, 특이도는 88.9%였으며, 양성 예측률과 음성 예측률은 각각 71.4% 및 53.8%였다. 결 론: 비록 본 연구에서는 통계적으로 유의한 결과를 얻지 못하였지만, 다른 연구들을 통해 봤을 때 국소 진행된 직장암 환자에서 수술 전 방사선 및 항암 병합 요법의 효과를 판정하고 예측하는데 있어서 $^{18}F$-FDG PET/CT를 이용한 검사가 유용할 것으로 생각된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.467-475
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• 2020

본 연구는 PET 검사 중 방사성의약품인 ¹⁸F-FDG에 대한 선량을 평가하여 환자와 보호자의 방사선에 대한 불안감을 완화하고, 의료기관 인력 및 공간 확보 문제, 건강검진으로 인한 무분별한 검사 진행을 최소화하는 데 그 목적이 있다. 선량평가는 방사선조직가중치 중 높은 조직 세 부위인 경부(갑상선), 흉부(심장), 하복부(생식선) 위치에 열형광선량계(TLD)와 전자개인선량계(EPD)를 이용하여 측정하였다. 또한, GM 계수기와 전리함을 이용하여 공간선량률과 소변에서의 방사능을 측정하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 개인선량계인 TLD는 경부에서 0.0425±0.0277 mSv, 흉부에서 0.0485±0.0386 mSv, 하복부에서 0.0485±0.0436 mSv 측정되었고 방사선 민감도에 따른 심부선량 차이는 거의 없었다. EPD는 경부 위치에서 직후 0.942±0.141 mSv/h, 120분 후 0.192±0.031 mSv/h로 측정되었다. 흉부 위치에서 직후 0.516±0.085 mSv/h, 120분 후 0.128±0.040 mSv/h로 측정되었다. 하복부 위치에서 직후 0.468±0.091 mSv/h, 120분 후 0.105±0.021 mSv/h로 측정되었다. GM 계수기에서 공간선량률은 직후 0.041±0.005 mSv/h, 120분 후 0.014±0.002 mSv/h로 측정되었다. 전리함을 이용한 소변 내 방사능은 60분 후 0.113±0.24 MBq/cc, 120분 후 0.063±0.13 MBq/cc로 측정되었다. 이러한 결과로 볼 때 ¹⁸F-FDG를 투여하고 PET 검사가 끝나는 2시간 후 선량 재평가를 하고 귀가 시점을 정하도록 해야 하며 보호자와의 접촉도 피해야 한다. 또한, 환자와 보호자에게 충분한 설명과 함께 피폭선량 예상 값을 제공하여 무분별한 검사를 지양해야 하도록 할 필요가 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서 실측 실험한 데이터를 통해 환자와 가족들이 방사선에 대한 불안감을 해소하기를 바라며, 방사선 종사자의 피폭관리 시스템과 제도적 개선을 통해 의료방사선 발전에 힘이 되리라 기대한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.23-29
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• 2020

표준섭취계수(SUV) PET과 영상 재구성 방법에 따라 크게 달라진다. 삼성 서울병원 핵의학과에 설치된 GE사의 Discovery MIDR와 Discovery Ste의 영상 재구성 알고리즘을 이용하여 의인화몸통팬텀 내의 심장, 간과 배경영역에서 표준섭취계수를 측정하여 실제 SUV와 비교하였다. 영상 재구성 알고리즘은 MIDR에서는 VPFX-S (TOF+PSF), QCFX-S-350 (Q.Clear+TOF+PSF), QCFX-S-50와 VPHD-S (OSEM+PSF), Ste에서는 VUE Point (OSEM)와 FORE-FBP를 사용하였다. 방사선사의 방사선 피폭을 감소시키기 위하여 소량의 ¹⁸F-FDG 선원을 물과 혼합하였다: 52.5 ml 심장에는 2.28 MBq, 1,290 ml 간에는 20.3 MBq와 9,590 ml 배경영역에는 45.7 MBq을 주입하였다. 심장에서의 표준섭취계수는 MIDR의 VPFX-S, QCFX-S-350, QCFX-S-50, VPHD-S와 Ste의 VUE Point (OSEM)와 FOR-FBP 알고리즘에서 각각 27.1, 28.0, 27.1, 26.5, 8.0와 7.4 이었으며, 기대치는 5.9이었다. 배경역역에서는 4.2, 4.1, 4.2, 4.1, 1.1와 1.2 이었으며, 기대치는 0.8이었다. 각 영역에서 표준섭취계수는 PET과 알고리즘에 따라 크게 차이가 있었지만, 심장과 배경영역의 SUV 비율은 비교적 일정하여 6개 영상 재구성 알고리즘에 대하여 6.5, 6.8, 6.5, 6.5, 7.3와 6.2 이었으며 기대치는 7.8이었다. 심장에서의 평균 신호 대 잡음비(SNR)는 각각 6개 알고리즘에 대하여 8.3, 12.8, 8.3, 8.4, 17.2와 16.6이었다. 결론적으로 PET 성능 평가는 각 영역에서의 절댓값 보다는 두 영역 사이의 SUV 비율이 적절하며, 비교적 소량의 방사능으로도 확인할 수 있는 가능성이 있다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제40권4호
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• pp.228-232
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• 2006

목적 : $[^{18}F]F_2\;(T_{1/2}=110\;min)$ 기체를 이용하여 친전자성 치환반응으로 방사성동위원소 $^{18}F$을 표지하는 방법은 새로운 앙전자방출단층촬영용 방사성의약품 개발 분야에서 유용하게 이용되고 있다. 그림에도 불구하고 $[^{18}F]F_2$를 높은 생산수율과 비방사능으로 생산하기 위한 표적 개발 연구는 아직도 진행 중에 있다. 본 연구에서는 친핵성 치환반응으로 $^{18}F$을 도입하기 어려운 방사성의약품에 친전자성 치환반응으로 방사성동위원소를 도입할 수 있는 $[^{18}F]F_2$ 가스의 효율적인 생산에 관해 연구하였다. 대상 및 방법: 표적은 원추형 모양의 알루미늄 재질로 제작하였다. $[^{18}F]F_2$ 생산을 위한 핵반응으로 $^{18}O(p,n)^{18}F$를 사용하였으며, two-step 빔 조사방법을 이용하였다. 첫 번째 조사는 농축 $[^{18}O]O_2$가스를 표적에 충진한 후 빔 조사하여 $^{18}O(p,n)^{18}F$ 핵반응을 일으킴으로써 $^{18}F$를 생산한다. 생산된 $^{18}F$은 표적 챔버 기벽에 흡착된다. $[^{18}O]O_2$은 재사용을 위하여 냉각포획법으로 회수하였으며, $^{18}F$를 회수하기 위해 $[^{19}F]F_2/Ar$ 가스를 충진한 후, 두 번째 빔을 조사하여 방사성불소를 회수하는 방법으로 구성된다. 본 연구에서는 최적의 방사성불소 생산 조건을 찾기 위해 빔 조사 시간, 빔 전류 세기 농축 $[^{18}O]O_2$ 충진 압력 등의 변화에 따라 생산량을 평가하였다. 결과: 빔 조사 시간, 빔 전류, 농축 $[^{18}O]O_2$ 충진 압력 등의 조건을 변화시키면서 생산량을 평가한 결과 최적의 빔 조사 조건은 다음과 같다. 첫 번째 조사: 농축 $[^{18}O]O_2$을 약 15.0 bar충진, 13.2 MeV, 30 ${\mu}A$로 60-90분 조사; 두 번째 조사: 1% $[^{19}F]F_2/Ar$혼합가스 12.0 bar 충진, 13.2 MeV, 30 ${\mu}A$로 20-30분 조사 후 아르곤 가스로 회수하였을 때 EOB(end of bombardment) 기준으로 약 $34{\pm}6.0$ GBq(n>10)의 $[^{18}F]F_2$를 얻었다. 결론: $^{18}O(p,n)^{18}F$ 핵반응을 이용하여 친전자성 방사성동위원소 $[^{18}F]F_2$를 생산하였다. 표적 챔버는 알루미늄으로 제작하였으며 본 연구에서 연구된 $[^{18}F]F_2$가스는 친핵성 치환반응으로 방사성동위원소를 도입하기 어려운 다양한 방사성의 약품개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

• 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.

• 대한핵의학회지
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• 제32권3호
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• pp.238-249
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• 1998

목적: PET을 이용하여 특정한 자극에 대한 국소 뇌혈류 변화를 영상화함으로써 비침습적으로 뇌의기능적 구조를 밝혀 낼 수 있다. 이 연구에서는 대조과제와 언어성 및 시각적 작업기억중추에 대한 활성화과제를 수행하면서 뇌혈류 PET을 시행하고 그 차이를 분석하여 작업기억에 관한 뇌기능지도를 구성하였다. 대상 및 방법: 정상인 6명에 대해서 각각 대조과제, 단어기억 언어성 작업기억 활성화과제, 그림기억 언어성 작업기억 활성화과제, 시각적 작업기억 활성화과제를 수행시키면서 뇌혈류 PET을 촬영하였다. 언어성 작업기억과제로서 단어 기억과제에서는 4개의 단어를 순차적으로 보여주고 1초 후 1개의 단어를 보여주어 동일한 단어가 4개의 단어 중에 있었으면 버튼을 누르게 하며 $H_2^{15}O$ PET을 촬영하였다. 두 번 째 언어성 작업기억과제인 그림 기억과제에서는 단어 대신에 특정 단어가 연상되는 사물의 그림을 보여 주었다. 시각적 작업기억과제로는 사람의 얼굴 사진을 보여 주고 같은 실험을 하였다. 의미 없는 기호를 보여 주면서 특정한 기호가 나오면 버튼을 누르게 함으로써 시각적 자극과 손가락운동으로 인한 뇌혈류 분포를 포함하게 하여 대조과제로 삼았다. SPM96소프트웨어를 이용하여 각 영상을 표준 지도 위에 공간적으로 정규화하고 활성화상태에서 뇌혈류가 의미 있게 증가된 영역을 찾아내기 위하여 각 화소의 방사능 계수에 대한 공분산분석을 하여 전체 계수 차이를 제거한 후 국소 계수 차이에 대한 귀무가설을 검증하여 각 화소의 Z 값에 대한 통계적 파라메터 영상(statistical parametric image)으로 뇌기능지도를 작성하였다. 결과: 단어를 이용한 언어성 작업기억에 대한 뇌기능지도에서는 왼쪽 브로카 영역와 전-운동영역, 왼쪽 소뇌, 오른쪽 대상회에서 뇌혈류가 증가하였다. 그림 기억과제 때에는 단어 기억과제에서 활성화된 각 부위에 더하여 왼쪽 위쪽 측두엽, 왼쪽 기저핵과 시상, 왼쪽 전-전두엽 등에서 뇌혈류가 증가하였다. 얼굴기억과제는 오른쪽 아래쪽 전두엽, 브로카 영역, 대상회, 위쪽 두정엽 등 주로 오른쪽 대뇌반구의 뇌혈류가 증가하였다. 세 가지 실험에 공통적으로 활성화된 영역을 찾기 위한 결합분석에는 왼쪽 전-운동영역, 소뇌와 기저핵, 오른쪽 대상회, 브로카 영역, 기저핵에서 뇌혈류가 증가하였다. 결론: 이상의 결과는 언어성 작업기억은 주로 왼쪽 대뇌반구의, 시각적 작업기억은 주로 오른쪽 대뇌반구의 활동에 의해서 주도되며 작업기억에 공통적인 활성화지역이 있다는 가설을 지지하였다. 전두엽이 작업기억에 중요한 역할을 한다고 생각한다.

• 대한핵의학회지
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• 제31권1호
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• pp.90-101
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• 1997

FDG-PET의 반정량적인 당대사지표인 pSUV, aSUV, $TBR_{51}$과 $TBR_{area}$는 비관혈적으로 악성과 양성 연부조직 병변을 감별하는 데 모두 높은 정확도를 나타내었다. FDG-PET은 연부조직 종양의 평가에서 MRI와 상호보완적인 역할을 할 수 있을 것이다. 또한 FDG-PET은 악성 연부조직 종양환자들의 전이의 발견과 치료 후 추적관찰에도 도움이 될 것으로 생각되며 이에 관한 연구가 계속되어야 할 것이다.

• 대한핵의학회지
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• 제38권1호
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• pp.30-40
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• 2004

목적: 본 연구의 목적은 첫째, 내측 측두엽 간질환자의 MR 영상에 화소기반 형태분석방법(VBM)을 적용하여 회백질 부피감소를 보이는 영역을 뇌 전체를 관찰하여 찾아내고자 하였다. 둘째, 본 연구에서 적용된 VBM방법이 내측측두엽 간질환자의 간질병소의 편측성을 평가하기에 쓰일 수 있을지 조사하였다. MR영상으로 VBM 결과를 FDG PET의 SPM 분석결과와 비교하였다. 대상 및 방법: 12명의 좌측 내측측두엽 간질환자와 11명의 우측 내측측두엽 간질환자의 T1 강조영상을 각각 37명의 정상 대조군의 영상과 비교하였다. 모든 영상을 표준 뇌 표준판에 공간정합한 후, 평균영상을 생성하여 연구-특정적 뇌 표준판을 만들고 이 연구 측정적 표준판에 다시 비선형 공간정규화 하였다. 영상을 분할하여 회백질영상을 추출하고 변조한 후 편평화하였다. 환자군과 정상군의 차이를 SPM99를 이용하여 허위발견률을 기준으로 통계처리하였다. FDG PET 영상을 SPM을 이용하여 정상대조군 22명과 비교하였다. 결과: 좌측 내측측두엽 간질환자는 좌측의 해마와 편도체 영역에 회백질 부피/농도가 감소하였고, 뇌의 양측 소뇌, 전대상회, 방추상회의 부피/농도가 감소하였다. 우측 내측측두엽 간질환자는 우측 해마의 서 회백질이 감소하였다. 좌측 내측측두엽 간질은 좌측 측두엽과 시상 우측 내측측두엽간질 환자는 우측측두엽에 광범위한 부위에 FDG 섭취가 감소하였다. 결론: VBM 방법을 적용한 결과 간질원인 병소 해마와 해마주변영역에서 유의하게 회백질 부피/농도가 감소하였다. FDG PET SPM 분석에서 간질원인병소의 대사 감소를 찾을 수 있었던 것처럼, 이 연구에서 적용한 변조 VBM 방법은 내측측두엽 간질환자의 간질원인병소를 편측화할 수 있었고 내측측두엽을 제외한 다른 뇌영역의 해부학적 변화를 발견하는데 도움이 되었다. 이에 비하여 간질원인병소인 좌우측측두엽의 넓은 부위에 FDG 섭취가 감소하여 대조되었다.