• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제21권2호
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• pp.65-70
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• 2017

Purpose: To optimize the saturation time and maximizing the pH-weighted difference between the normal and ischemic brain regions, on 3-tesla amide proton transfer (APT) imaging using an in vivo rat model. Materials and Methods: Three male Wistar rats underwent middle cerebral artery occlusion, and were examined in a 3-tesla magnetic resonance imaging (MRI) scanner. APT imaging acquisition was performed with 3-dimensional turbo spin-echo imaging, using a 32-channel head coil and 2-channel parallel radiofrequency transmission. An off-resonance radiofrequency pulse was applied with a Sinc-Gauss pulse at a $B_{1,rms}$ amplitude of $1.2{\mu}T$ using a 2-channel parallel transmission. Saturation times of 3, 4, or 5 s were tested. The APT effect was quantified using the magnetization-transfer-ratio asymmetry at 3.5 ppm with respect to the water resonance (APT-weighted signal), and compared with the normal and ischemic regions. The result was then applied to an acute stroke patient to evaluate feasibility. Results: Visual detection of ischemic regions was achieved with the 3-, 4-, and 5-s protocols. Among the different saturation times at $1.2{\mu}T$ power, 4 s showed the maximum difference between the ischemic and normal regions (-0.95%, P = 0.029). The APTw signal difference for 3 and 5 s was -0.9% and -0.7%, respectively. The 4-s saturation time protocol also successfully depicted the pH-weighted differences in an acute stroke patient. Conclusion: For 3-tesla turbo spin-echo APT imaging, the maximal pH-weighted difference achieved when using the $1.2{\mu}T$ power, was with the 4 s saturation time. This protocol will be helpful to depict pH-weighted difference in stroke patients in clinical settings.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제29권1호
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• pp.29-41
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• 2018

The objective of this study was to evaluate the chemical exchange saturation transfer (CEST) effect of amino acids and neurotransmitters, which exist in the human brain, depending on the concentration, pH, and amplitude of the saturation radiofrequency field. Phantoms were developed with asparagine (Asn), ${\gamma}-aminobutyric$ acid (GABA), glutamate (Glu), glycine (Gly), and myoinositol (MI). Each chemical had three different concentrations of 10, 30, and 50 mM and three different pH values of 5.6, 6.2, and 7.4. Full Z-spectrum CEST images for each phantom were acquired with a continuous-wave radiofrequency (RF) saturation pulse with two different $B_1$ amplitudes of $2{\mu}T$ and $4{\mu}T$ using an animal 9.4T MRI system. A voxel-based CEST asymmetry was mapped to evaluate exchangeable protons based on amide (-NH), amine ($-NH_2$), and hydroxyl (-OH) groups for the five target molecules. For all target molecules, the CEST effect was increased with increasing concentration and B1 amplitude; however, the CEST effect with varying pH displayed a different trend depending on the characteristics of the molecule. On CEST asymmetric maps, Glu and MI were well visualized around 3.0 and 0.9 ppm, respectively, and were well separated macroscopically at a pH of 7.4. The exchange rates of Asn, Glu, BABA, and Gly usually decreased with increasing pH. The CEST effect was dependent on the concentration, acidity of the target molecules, and B1 amplitude of the saturation RF pulse. The CEST effect for Asn can be observed in a 9.4T MRI system. The results of this study are based on applying the CEST technique in patients with neurodegenerative diseases when proteins in the brain are increased with disease progression.

• Radiation Oncology Journal
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• 제5권1호
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• pp.49-58
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• 1987

환부에 열을 가하여 종양을 치료할 수 있는 온열요법의 생물학적 효과는 상당히 고무적이며 새로운 암 치료 수단으로 등장되었다. 그러나 체내 깊숙히 위치하고 있는 종양에 일정한 열을 계속 부여하면서 온도와 열의 분포를 정확히 측정하기가 어려웠다. 연세 암센터는 연세대학교 공과대학과 녹십자 의료 공업주식회사와 산학협동으로 라디오파 유전가열형 온열장치(가칭 Greenytherm-GY8)를 개발 제작하고 임상응용을 위해 기초 연구를 실시하였다. 개발된 온열장치는 $8{\sim}10MHz$ 라디오파 발생기와 유전가열 전극, 온도계측용 열정대, 냉각장치 및 제어용 개인 컴퓨터로 구성되었다. 온열장치의 성능을 시험하기 위하여 인체크기의 한천팬텀과 동물 및 인체의 악성종양에 대한 치료온도와 온열분포를 측정하였다. 라디오파 발생전력을 $200{\sim}1,500W$까지 조절할 수 있으며 유전가열을 위한 라디오파의 주파수는 $8{\sim}10MHz$ 범위를 얻을 수 있었다. 피부에 근접된 종양의 가열온도는 $200{\sim}500W$의 RF 전력으로 10분이 내 치료가능온도$(42.5^{\circ}C)$ 이상으로 가열할 수 있었으며 정상조직 쪽의 전극은 $5{\sim}10^{\circ}C$로 냉각시키므로서 피부손상을 방지할 수 있었다. $5{\sim}10cm$ 깊이에 존재하는 종양의 가열온도는 치료 가능한 $40{\sim}43^{\circ}C$까지 가열이 가능하였으며 냉각보러스와 정합회로에 의해 피부의 자극을 줄일 수 있었다. 이상과 같은 실험결과로 유전가열형 온열장치는 임상응용에 적합하다고 판단되며 임상경험을 통하여 더 예민한 정합장치와 전기적 자극을 완전히 줄일 수 있는 방법 및 편리한 전극 등의 개발이 가능한 기본자료가 될 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권4호
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• pp.224-231
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• 2016

The usefulness of Gel Bolus phantom was investigated by comparing the temperature distribution characteristic of the agar phantom produced to investigate the dose distribution characteristic of radiofrequency hyperthermia device with that of the Gel Bolus phantom under conditions similar to those of an agar phantom that can continuously carry out temperature measurement. The temperatures of the agar phantom and the Gel Bolus phantom were raised to $36.5{\pm}3^{\circ}C$ and a temperature sensing was inserted at depths of 5, 10, and 15 cm from the phantom central axis. The temperature increase rate and the coefficient of determination were analyzed while applying output powers of 100 W and 150 W, respectively, at intervals of 1 min for 60 min under conditions where the indoor temperature was in the range $24.5{\sim}27.5^{\circ}C$, humidity was 35~40%, internal cooling temperature of the electrode was $20^{\circ}C$, size of the upper electrode was 250 mm, and the size of the lower electrode was 250 mm. The coefficients of determination of 150 W output power at the depth point of 5 cm from the central axis of the phantom were analyzed to be 0.9946 and 0.9926 in the agar and Gel Bolus phantoms, respectively; moreover, the temperature change equation of the agar and Gel Bolus phantoms with time can be expressed as follows in the state the phantom temperature is raised to $36^{\circ}C:Y(G)$ is equation of Gel Bolus phantoms (in 5 cm depth) applying output power of 150 W. Y(G)=0.157X+36. It can be seen that if the temperature is measured in this case, the Gel Bolus phantom value can be converted to the measured value of the agar phantom. As a result of comparing the temperature distribution characteristics of the agar phantom of a human-body-equivalent material with those of the Gel Bolus phantom that can be continuously used, the usefulness of Gel Bolus phantom was exhibited.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제16권2호
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• pp.103-114
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• 2012

목적: 7T 악관절 자기공명상의 개선을 위해 제안된 4 채널 스파이럴 코일과 그를 구동시키기 위한 회로는 자기장의 분포, 송신 전용필드, 신호 대 잡음 비, 그리고 악관절 영상에 대하여 일반적인 단일 루프 형태의 코일과 비교되었다. 대상과 방법: 단일 채널 그리고 4 채널 스파이럴 코일은 단일 루프 형태의 코일에 대해 전자기장 시뮬레이션으로 자기장의 분포 및 송신 전용 필드에 대해서 비교 되었고, 7T에서 이를 평가하고자 송신전용 필드와 더불어 자기장의 분포 역시 비교 평가되었다. 결과: 전자기장 시뮬레이션의 결과와 7T 자기공명영상에서 4 채널 스파이럴 코일은 기존에 사용되는 일반적인 구조인 단일 루프 코일에 비해 상대적으로 우수한 자기장의 분포 및 송신 전용 필드를 보였다. 결론: 7T에서는 코일의 구조에 비해 상대적으로 영상화되는 물질의 특성에 더욱더 의존적이나, 각각의 코일은 다른 필드 분포를 나타냄으로써 최적화된 코일은 악관절 영상과 같은 특정 용도로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1301-1307
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• 2011

슬관절 소작용 완드(Electrosurgical Knee Wand, EKW)는 고주파 소작법으로 슬관절 인대, 조직 등의 응고, 삭마, 절제, 등에 적용된다. EKW와 radiofrequency를 이용한 조직응고, 삭마 등의 슬관절 수술에서 수술안전성, 편의성 및 성공률을 극대화하기 위해서는 병변에 매우 정확하고 안전하게 EKW가 선택적 접근을 할 수 있도록 유도하는 탁월한 방향조종제어능이 핵심기술이다. 따라서 본 연구에서는 대퇴경골부 제한적인 공간에서 가장 적합한 수술용 의료기기 액추에이터로 판단되는 형상기억합금(SMA) 와이어를 이용하여 형상기억효과를 극대화 할 수 있는 SMA 인장스프링 모델을 제작하여 실험을 수행하였다. 또한 SMA의 열전기적 특성 및 전류변화에 따른 온도특성에 대한 연구를 수행하고 SMA 인장스프링의 설계조건에 따른 회복력 및 행정거리의 관계를 평가하였다. 그 결과, SMA 인장스프링의 직경이 작아질수록 최대온도는 증가하였다. 전류인가 15초의 경우는 전류량 증가와 힘의 증가가 비례한 반면, 전류인가 30초는 매우 불안정한 결과가 나타났다. 반면, 전류량 증가와 행정거리(TS) 증가 관계는 전류인가 15초일 때가 전류인가 30초일 때보다 더 안정적인 결과가 나타났다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.49-54
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• 2017

MRI장비에서 자장의 세기가 증가 하게 되면 사용하는 RF(Radiofrequency) pulse 또한 증가 하게 되고 이는 MRI 장비 안에 놓인 인체의 체온 상승을 증가 시키게 하는 역할을 하게 된다. 이에 국소부위에서의 열 발생을 알아보고자 젤라틴과 pork sample 이용하여 측정하였다. 본 연구는 2014년 12월 21일부터 2015년 8월 14일까지 153명의 환자를 대상으로 실시하였다. 3대의 MRI(1.5T- 1대, 3.0T- 2대)장비를 사용하여 뇌 또는 간 부위에서 일상적으로 쓰이는 sequence 프로토콜을 동일하게 적용하여 검사하였다. 검사 전 후 체온 측정은 적외선 타입의 귀 체온계(Braun社)를 사용하였으며 대상자의 심리적 상태는 직접 설문을 통하여 파악했다. 임상 환자를 대상으로 한 체온 상승 결과를 보면 3.0T가 1.5T에서보다 평균 $0.15^{\circ}C$정도 높았고(p<0.012) 3.0T내 에서도 Philips제조회사에서 보다 GE社 MRI장비에서 $0.14^{\circ}C$정도 더 높았다. 심인성 상태에 따른 결과를 살펴보면 MRI검사 진행 중 나는 소리에 대한 민감성 정도와 체온상승과의 관계는 무관하였고, 폐쇄성에 대한 응답이 긴장감으로 느꼈다고 대답하는 사람일수록 체온이 더 상승하는 경향을 보였다. 자장의 세기가 높은 MRI장비일수록 RF 반응물질(물, 금속물질)에 의한 화상이나 체온상승으로 인한 위험한 상황발생(체온조절 장해 환자의 경우 고온 손상, 과다 땀 발생으로 인한 탈진)이 나타나지 않도록 환자의 상태를 좀 더 예의 주시하며 MRI검사를 진행할 필요가 있겠다. 높은 자기장을 기반으로 한 MRI장비는 인체에 흡수되는 전자파 흡수율인 SAR를 비례적으로 증가시키므로 앞으로는 RF 코일 성능을 향상하거나 영상의 질을 향상시키기 위한 이미지 프로그램을 개발하는 등 자기장 이외의 방법을 강구하는 것이 필요하다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제36권5호
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• pp.329-334
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• 2003

배경: 심방세동을 치료하기 위해 주로 radiofrequency 또는 cryoablation의 방법을 이용해왔다. Microwave를 이용하여 심방조직을 파괴하는 방법은 다른 방법과 비교하여 조직투과성이 좋다는 보고가 있다. 보고자는 심방세동의 치료에 microwave를 이용하였기에 그 결과를 보고하는 바이다. 대상 및 방법: 2001년 12월부터 2002년 7월까지 8명의 환자를 대상으로 하였다. 성별로는 남자 3명, 여자 5명이었고 평균나이는 43세, 평균체포면적은 $1.5m^2$이었다. 대상환자 중 7명에서 승모판막치환술을 시행하였고 1명에서는 승모판막치환술과 대동맥판막치환술을 함께 시행하였다. Microwave ablation은 심정지상태에서 1회 45 watts 25초로 시행하였다. 수술 전, 수술 직후, 수술 후 약 6개월 뒤에 각각 심장초음파와 심전도를 이용하여 좌심방의 크기와 동율동의 회복정도를 조사하였다. 결과: 수술합병증이나 사망률은 없었다. 수술 중 대동맥차단시간은 평균 104.6$\pm$25.0분, 체외순환시간은 평균 130.5$\pm$28.7분이었다. 수술 후 동율동의 회복은 평균 5.6개월 후에 75%이었다. 수술 전후 초음파로 측정한 좌심방의 크기는 차이가 없었다. 수술 후 평균 5.6개월에 측정한 승모판막의 $\alpha$파는 평균 77.0$\pm$24.8 cm/sec이었고 A/E 는 평균 0.46$\pm$0.17이었다. 결론: Microwave를 이용한 심방세동 차단술의 조기결과는 다른 방법의 결과와 큰 차이가 없었다. 수술 시 적용의 편리함과 심박동 시에도 적용할 수 있는 장점으로 인해 향후 그 적용이 늘어날 것으로 예측된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제7권2호
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• pp.137-143
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• 2003

목적 : 자기공명영상(MRI)에서 두부영상촬영을 위하여 가장 많이 사용되는 birdcage RF (Radiofrequency) 코일의 RF B1 필드가 코일 중앙부에서 endring영역으로 갈수록 줄어드는 것을 볼 수 있다. Birdcage RF 코일에서 endcap 쉴드가 코일 중앙부에서 endring영역으로 갈수록 RF B1 필드 균질성에 얼마나 영향을 주는지에 대하여 분석하였다. 대상 및 방법 : Lowpass, highpass, hybrid birdcage RF 코일들에 대해 각각 FDTD (Finite Difference Time Domain) 모의실험으로 RF B1 자속밀도 분포를 비교하였다. 모의 실험결과 RF Bl 필드가 가장 높은 조건인 highpass birdcage RF코일을 선택하여 RF코일 endring 근처에 endcap 쉴드를 적용함으로써 RF B1 균질성에 얼마나 영향이 있는 지 조사하였다. 결과 : FDTD모의실험결과 highpass birdcage RF코일은 코일 내부에서 RF B1 필드가 lowpass나 hybrid 형태의 birdcage RF 코일들 보다 우수하나 코일 중앙부에서 endring 영역까지의 균질성은 떨어졌다. 그러나 highpass birdcage RF 코일에 endcap 쉴드를 적용하면 hybrid birdcage RF 코일의 RF B1 필드와 비슷한 수준이면서 sagittal 방향의 전체적인 RF B1 균질성은 우수하였다. 결론 : 본 논문에서 제안한 방법은 임상에서 MRI자장의 세기가 커질수록 RF코일 내부의 RF B1 균질성이 현저히 떨어지는 문제점이 있는데 이를 개선하는데 적용 할 수 있다고 사료된다.

• 대한영상의학회지
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• 제79권5호
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• pp.264-270
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• 2018

목적: 간기능이 보존된 간세포암 환자에서 간문맥 고혈압이 고주파열치료 후 종양 재발에 미치는 영향을 평가한다. 대상과 방법: 2010년 1월에서 2017년 3월 사이에 Milan criteria 및 Child-Pugh class A를 가진 신규 간세포암 환자 중 본원에서 고주파열치료를 시행한 환자가 본 연구에 포함되었다. 종양 재발에 대한 예측인자를 찾기 위해 Cox proportional hazard model을 이용한 단변량 및 다변량 분석을 수행하였다. 결과: 모두 178명의 환자가 본 연구에 포함되었다. 추적 관찰 기간의 중앙값은 42.8개월이었다. 국소 재발률은 문맥고혈압 여부에 따라 뚜렷한 차이를 유발하지 않았다(p = 0.195). 3년 및 5년 원위부 간내 종양 재발률은 문맥고혈압이 없는 환자의 경우 각각 29.5%와 53.7%, 그리고 문맥고혈압이 있는 환자의 경우 51.9%와 63.6%였으며 두 군 사이의 차이는 통계적으로 유의하였다(p = 0.011). 단변량 및 다변량 분석에서 문맥압항진은 원위부 간내 종양 재발에 대한 독립적인 예측 인자이었다(p = 0.008). 결론: Child-Pugh class A를 가진 간세포암 환자의 경우, 문맥고혈압은 종양 재발에 불량 예후인자로 작용하였다.