• 제목/요약/키워드: regional cerebral blood flow

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한국 정상인에서 연령에 따른 뇌혈류분포와 혈류예비능의 변화: Tc-99m HMPAO SPECT에 의한 연구 (Change of Cerebral Blood Flow Distribution and Vascular Reserve according to Age in Koreans Measured by Tc-99m HMPAO Brain SPECT)

  • 송호천;범희승;손혜경;정환정;민정준;김지열;이재태;문대혁;이희경
    • 대한핵의학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.247-261
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    • 1999
  • 목적 : Tc-99m HMPAO 아세타졸아미드(이하, ACZ) 부하 뇌관류 SPECT(이하 중재적 SPECT)는 뇌혈관 질환에서 조기진단, 수술 적응증 선별이나 방법 결정, 그리고 수술 효과 판정과 경과 관찰시 매우 유용하게 사용되고 있다. 중재적 SPECT의 정화한 해석과 진단율을 높이기 위해서는 정상인의 CVR 자료가 필요하지만 국내엔 이런 자료가 없다. 본 연구에서는 연령에 따라 뇌혈류분포와 혈류예비능이 차이를 보이는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 정상 지원자 34명을 대상으로 하였고, 남자 20명, 여자 14명이었으며, 평균연령은 $40.3{\pm}24.9$세, 범위는 4세에서 82세였다. 이들은 신경학적 검사상 특이 소견이 없었으며, 뇌혈관질환, 당뇨, 고혈압, 허혈성 심질환, 그리고 두부외상의 병력은 없었다. 중재적 SPECT는 Tc-99m HMPAO와 이중 헤드 회전형 감마카메라를 이용하여 휴식 및 ACZ부하 SPECT를 연속적으로 시행하여 감산영상을 얻는 방법을 사용하였다. Tc-99m HMPAO는 휴식 및 부하 모두 925 MBq을 주사하였다. ACZ(성인: 1 g, 소아: $250{\sim}500 mg$) 주사 후 23분째에 두 번째 Tc-99m HMPAO를 주사하고 10분 후 부하영상을 얻었다. 동일한 관심영역을 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽, 기저핵, 시상, 소뇌반구에 설정하여 평균 방사능계수를 얻었다. 정량적 지표로 R/L, R/Cbll와 R/WB를 사용하였다. 감산영상에서 구한 평균방사능계수를 상응한 휴식기 계수를 기준으로하여 백분율을 구하여 CVR 평가지표로 사용하였다. 모든 통계적 검정에서 통계적 유의성은 P값이 0.05 미만인 경우만 차이가 있다고 인정하였다. 결과: 한국 정상인에서 뇌혈류 분포는 전 연령에서 R/L의 대뇌반구의 평균 1.004에서 1.018로 좌우 대뇌반구간의 차이가 5%미만이었다. 각 연령군 모두에서 소뇌의 측정치가 가장 높았고, 기저핵과 시상은 가장 낮은 혈류분포를 보였다. 연령이 증가할수록 전두엽과 측두엽은 유의하게 감소하였고 후두엽과 시상부는 유의하게 증가하였다. 모든 연령에서 남녀간에 혈류분포의 차이는 없었다. CVR은 $29.9{\pm}12.9%$이었고, 소아에서는 CVR이 연령에 따라 유의하게 증가하여 10대 후반에 가장 높았다. $20{\sim}49$세 사이에는 서서히 감소하는 경향을 보였고, 50세 이상의 연령군에서 양측 전두엽, 좌측 두정엽, 그리고 우측 기저핵에서 나이가 들어감에 따라 의의있게 감소하였다. 평균 CVR이 여자에서 남자보다 높은 경향을 보였으나 통계학적으로 유의한 차이는 없었다. 결론: ACZ와 Tc-99m HMPAO을 이용한 감산법으로 CVR를 정량적으로 평가할 수 있었고, 한국 정상인에서 뇌혈류 분포와 CVR이 연령에 따라 변한다는 사실을 알 수 있었다.

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${H_2}^{15}O$ PET을 이용한 뇌혈류 파라메트릭 영상 구성을 위한 알고리즘 비교 (Comparison of Algorithms for Generating Parametric Image of Cerebral Blood Flow Using ${H_2}^{15}O$ PET Positron Emission Tomography)

  • 이재성;이동수;박광석;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.288-300
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    • 2003
  • 목적: ${H_2}^{15}O$ PET의 정량화를 위하여 1-조직 구획모델이 쓰이며, 뇌혈류와 조직/혈액 분배계수를 구하기 위하여 nonlinear least squares (NLS) 방법이 사용되나 계산 시간이 긴 등의 문제로 파라미터를 각화소마다 구해야 하는 파라메트릭 영상 구성에는 적합하지 않다. 이 연구에서는 이와 같은 NLS 문제점을 극복하여 파라메트릭 영상을 빠르게 구성하기 위하여 제안된 파라미터 추정 알고리즘들을 구현하고, 이 방법들의 통계적 신뢰도와 계산의 효율성을 비교하였다. 대상 및 방법: 이 연구에서 이용한 방법들은 linear least squares (LLS), linear weighted least squares (LWLS), linear generalized least squares (GLS), linear generalized weighted least squares (GWLS), weighted integration (WI), 그리고 model-based clustering method (CAKS)이다. 노이즈 정도에 따른 각 파라메트릭 영상법의 정확성 및 통계적 신뢰성을 알아보기 위하여 Zubal 뇌모형(brain phantom)으로부터 동적 PET 영상을 모사하고 포아송노이즈를 더한 후 각 파라메트릭 영상 구성 방법을 적용하였다. 또한 정상인 16명에 대하여 얻은 실제 자료에 대하여 이 방법들을 적용하고 결과를 비교하였다. 결과: 뇌혈류와 분배계수에 대한 평균 오차는 방법에 따라 크게 다르지 않았으며 모든 방법이 뇌혈류 및 분배계수 추정에 있어 무시할 만한 바이어스를 보였다. 파라메트릭 영상의 정성적 특성 또한 유사하였으나 CAKS 방법의 계산 속도가 월등하여 NLS 방법의 약 1/500, LLS 방법의 약 1/25의 계산시간을 보였다. 결론: 뇌혈류 파라메트릭 영상 구성을 위한 빠른 파라미터 추정 알고리즘들 중에 보다 개선되어 제안된 LWS, GLS, GLWS, CAKS 방법들이 단순하고 빠른 LLS, WI 방법들에 비하여 통계적 신뢰성을 크게 향상시키지는 못하나 CAKS 방법은 계산 시간을 유의하게 단축시키므로 가장 적합한 파라메트릭 영상 구성방법이라 할 수 있을 것이다.

신경계 질환에서 근적외선분광분석법의 적용: 기립불내증을 중심으로 (Application of Near-Infrared Spectroscopy in Neurological Disorders: Especially in Orthostatic Intolerance)

  • 김유환;백승호;;석흥열;전남준;김법민;김병조
    • 대한신경과학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.8-15
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    • 2017
  • Near-infrared spectroscopy (NIRS), a noninvasive optical method, utilizes the characteristic absorption spectra of hemoglobin in the near-infrared range to provide information on cerebral hemodynamic changes in various clinical situations. NIRS monitoring have been used mainly to detect reduced perfusion of the brain during orthostatic stress for three common forms of orthostatic intolerance (OI); orthostatic hypotension, neurally mediated syncope, and postural orthostatic tachycardia syndrome. Autonomic function testing is an important diagnostic test to assess their autonomic nervous systems for patients with symptom of OI. However, these techniques cannot measure dynamic changes in cerebral blood flow. There are many experimentations about study of NIRS to reveal the pathophysiology of patients with OI. Research using NIRS in other neurologic diseases (stroke, epilepsy and migraine) are ongoing. NIRS have been experimentally used in all stages of stroke and may complement the established diagnostic and monitoring tools. NIRS also provide pathophysiological approach during rehabilitation and secondary prevention of stroke. The hemodynamic response to seizure has long been a topic for discussion in association with the neuronal damage resulting from convulsion. One critical issue when unpredictable events are to be detected is how continuous NIRS data are analyzed. Besides, NIRS studies targeting pathophysiological aspects of migraine may contribute to a deeper understanding of mechanisms relating to aura of migraine. NIRS monitoring may play an important role to trend regional hemodynamic distribution of flow in real time and also highlights the pathophysiology and management of not only patients with OI symptoms but also those with various neurologic diseases.

전신성 홍반성 루푸스에서 F-18 FDG PET상 기저핵 포도당대사 증가 소견을 보이는 무도병 1예 (Chorea in Systemic Lupus Erythematosus: Evidence for Bilateral Putaminal Hypermetabolism on F-18 FDG PET)

  • 서욱장;정선미;고수진;이창근;김재승;임주혁;유빈;문희범
    • 대한핵의학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.325-330
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    • 2003
  • Purpose: We describe a 54-year-old woman with systemic lupus erythematosus (SLE) who suddenly presented with chorea and had positive antiphospholipid antibodies. F-18 FDG PET showed abnormally increased glucose metabolism in bilateral putamen and primary motor cotex. Tc-99m ECD SPECT also showed abnormally increased regional cerebral blood flow in bilateral putamen. She was treated with corticosteroid and aspirin after which the symptoms improved. Four months later, follow up F-18 FDG PET showed improvement with resolution of hypermetabolism in bilateral putamen. This case suggests that striatal hypermetabolism is associated with chorea in SLE.

Neuroprotective effects of consuming bovine colostrum after focal brain ischemia/reperfusion injury in rat model

  • Choi, Han-Sung;Ko, Young-Gwan;Lee, Jong-Seok;Kwon, Oh-Young;Kim, Sun-Kyu;Cheong, Chul;Jang, Ki-Hyo;Kang, Soon-Ah
    • Nutrition Research and Practice
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    • 제4권3호
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    • pp.196-202
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    • 2010
  • To investigate the neuroprotective effects of bovine colostrums (BC), we evaluate the ability of consuming BC after focal brain ischemia/reperfusion injury rat model to reduce serum cytokine levels and infarct volume, and improve neurological outcome. Sprague-Dawley rats were randomly divided into 4 groups; one sham operation and three experimental groups. In the experimental groups, MCA occlusion (2 h) and subsequent reperfusion (O/R) were induced with regional cerebral blood flow monitoring. One hour after MCAO/R and once daily during the experiment, the experimental group received BC while the other groups received 0.9% saline or low fat milk (LFM) orally. Seven days later, serum pro-inflammatory cytokine (IL-$1{\beta}$, IL-6, and TNF-${\alpha}$) and anti-inflammatory cytokine (IL-10) levels were assessed. Also, the infarct volume was assessed by using a computerized image analysis system. Behavioral function was also assessed using a modified neurologic severity score and corner turn test during the experiment. Rats receiving BC after focal brain I/R showed a significant reduction (-26%/-22%) in infarct volume compared to LFM/saline rats, respectively (P < 0.05). Serum IL-$1{\beta}$, IL-6, and TNF-${\alpha}$ levels were decreased significantly in rats receiving BC compared to LFM/saline rats (P < 0.05). In behavioral tests, daily BC intake showed consistent and significant improvement of neurological deficits for 7 days after MCAO/R. BC ingestion after focal brain ischemia/reperfusion injury may prevent brain injury by reducing serum pro-inflammatory cytokine levels and brain infarct volume in a rat model.

Statistical Analysis of rCBF Positron Emission Tomography Images for the Functional Mapping of Human Memory

  • 이재성;이동수;박광석;곽철은;이상건;정준기;이명철;고창순
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1997년도 춘계학술대회
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    • pp.92-94
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    • 1997
  • By measuring the increase of regional cerebral blood flow (rCBF) during the activation tasks, we can describe the brain regions that participate in certain specific functions. In this study, we composed the functional maps of verbal and nonverbal memory by performing the rCBF positron emission tomography (PET) activation studies and analyzing the differences between control and each activation state. Successive four tasks, which consist of one control state and three different activation tasks, were performed on 6 normal volunteers. All images were spatially normalized on standard atlas and the differences between control and activation states were statistically analyzed. The verbal memory activated predominantly left-sided structures, especially left superior temporal cortex, and the nonverbal short-term memory activated the right frontal cortex. Also, some regions ,where is thought to be related with short-term memory system, such as cingulate gyrus and hippocampus were activated. We conclude that biological validity of the brain regions for verbal and nonverbal memory could be tested using rCBF PET imaging technique and statistical analysis.

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뇌 Single Photon Emission Computer Tomography 영상을 이용한 정신분열병 환자의 초기 증상 차이에 대한 연구 (Comparative Study on Initial Symptoms Using Single Photon Emission Computer Tomography in Schizophrenia)

  • 이진구;김성민;서영덕;김기성;왕성근;지익성;김정란
    • 생물정신의학
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    • 제17권3호
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    • pp.127-135
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    • 2010
  • Objectives : This study was conducted to compare between hallucination group and delusion group in patient with schizophrenia, using Brain $^{99m}Tc$-ECD PECT. Methods : Among 16 patients with less than 3 schizophrenic episodes, 8 patients whose initial symptom was hallucination were assigned to the hallucination group, and other 8 patients with initial sumptom of delusion were assinged to the hallucination group. All of the patients clinically evaluated using the PANSS and BPRS. Both groups of patients and 8 healthy subjects underwent $^{99m}Tc$-ECD PECT. Results : Score of thinking disturbance subscale of BPRS were significantly lower in the hallucination group than the delusion group. In SPECT analysis, the hallucination group showed significantly increased perfusion in some areas of the right temporal lobe, bilateral limbic lobes and left parietal lobe compared to delusion group. Both group had a reduced rCBF in some areas of the frontal lobe. Conclusion : The hallucniation group, compared with the delusion group, showed significantly increased regional cerebral blood flow in some regions. Therefore, this data suggests that different neural substrates may affect the process of auditory hallucination and delusion.

Associations between Brain Perfusion and Sleep Disturbance in Patients with Alzheimer's Disease

  • Im, Jooyeon J.;Jeong, Hyeonseok S.;Park, Jong-Sik;Na, Seung-Hee;Chung, Yong-An;Yang, YoungSoon;Song, In-Uk
    • 대한치매학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.72-77
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    • 2017
  • Background and Purpose Although sleep disturbances are common and considered a major burden for patients with Alzheimer's disease (AD), the fundamental mechanisms underlying the development and maintenance of sleep disturbance in AD patients have yet to be elucidated. The aim of this study was to examine the correlation between regional cerebral blood flow (rCBF) and sleep disturbance in AD patients using technetium-99m hexamethylpropylene amine oxime single-photon emission computed tomography (SPECT). Methods A total of 140 AD patients were included in this cross-sectional study. Seventy patients were assigned to the AD with sleep loss (SL) group and the rest were assigned to the AD without SL group. SL was measured using the sleep subscale of the Neuropsychiatric Inventory. A whole-brain voxel-wise analysis of brain SPECT data was conducted to compare the rCBF between the two groups. Results The two groups did not differ in demographic characteristics, severity of dementia, general cognitive function, and neuropsychiatric symptoms, with the exception of sleep disturbances. The SPECT imaging analysis displayed decreased perfusion in the bilateral inferior frontal gyrus, bilateral temporal pole, and right precentral gyrus in the AD patients with SL group compared with the AD patients without SL group. It also revealed increased perfusion in the right precuneus, right occipital pole, and left middle occipital gyrus in the AD with SL group compared with the AD without SL group. Conclusions The AD patients who experienced sleep disturbance had notably decreased perfusion in the frontal and temporal lobes and increased rCBF in the parietal and occipital regions. The findings of this study suggest that functional alterations in these brain areas may be the underlying neural correlates of sleep disturbance in AD patients.

발달성언어장애아(發達性言語障碍兒)의 단일광자방출전산화단층촬영(單一光子防出電算化斷層撮影) 소견(所見)에 관한 연구 (THE SINGLE PHOTON EMISSION COMPUTED TOMOGRAPHY FINDINGS IN DEVELOPMENTAL LANGUAGE DISORDERS)

  • 박진생;조수철;이명철
    • Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
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    • 제3권1호
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    • pp.46-55
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    • 1992
  • 발달성언어장애는 학령기 아동에서 약 $3{\sim}10%의$ 높은 빈도로 발견이 되며 그대로 방치할 경우 열등감, 좌절감, 우울증 등의 정서적인 문제를 일으키며 이차적인 학습장애를 동반한다. 이러한 발달성언어장애의 원인으로서는 사회환경적인 영향, 언어발달시기에 생긴 전도성청음장애로 인한 청각자극의 결핍, 유전적인 영향, 국소적인 뇌의 손상 등 때문으로 주장되지만 아직까지 정확한 기전은 밝혀지지 않고 있다. 이에 본 연구는 뇌전산화단층촬영이나 뇌파검사 등에는 나타나지 않는 국소적인 기질적인 병변이 존재하기 때문이라는 가설을 세우고, 뇌의 기능적인 이상을 알 수 있는 '단일광자방출전산화단층촬영'을 시행한 결과, 61.9%(26/42)에서 혈류의 감소가 있음을 발견하였다. 이상소견이 발견된 뇌의 부위가운데에서 대뇌피질이 47.6%(20/42)로서 가장 많았고, 그 다음으로는 시상부위가 33.3%(14/42)로 많았다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 발달성언어장애가 뇌혈류의 이상소견과 관련된 뇌기능장애와 관련되어 나타날 가능성이 있음을 알 수 있었다. 향후 동일한 대상 환아군들을 추적 조사하여 증상이 호전된 후에 다시 단일광자방출전산화단층촬영을 실시하여 본 연구결과와 비교연구를 시행한다면 보다 정확한 원인 규명이 가능할 것으로 판단된다.

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치료 저항성 우울증 환자에서 반복적 경두개 자기자극후 국소뇌혈류 변화 (Effect of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation in Drug Resistant Depressed Patients)

  • 정용안;유이령;강봉주;채정호;이혜원;문현진;김성훈;손형선;정수교
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제41권1호
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    • pp.9-15
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    • 2007
  • 목적: 두부 외부에서 두뇌를 직접 자극하는 비침습적 두뇌 자극술인 경두개 자기자극(TMS, transcranial magnetic stimulation)은 특정 두뇌 부위를 자극하여 두뇌 활성을 증가 혹은 감소시킬 수 있다. 특히 반복 TMS(repetitive TMS, 이하 rTMS)는 우울증, 강박장애, 정신분열증 등 일부 신경 정신과적 질환의 새로운 치료법으로서의 가능성이 제시되면서 다양한 연구가 행해지고 있다. 이에 본 연구는 치료 저항성 우울증 환자를 대상으로 rTMS 치료 전후의 국소뇌혈류 변화를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1년 이상 적당한 항우울제 투여를 시도하였음에도 불구하고 치료에 반응하지 않았던 치료 저항성 우울증 환자 12명(남: 7, 녀: 5, 나이범위: $19{\sim}52$세, 평균나이: $29.3{\pm}9.3$세)을 대상으로 하여 3주간 15회의 rTMS(우측 전전두엽: 1Hz, 좌측 전전두엽: 20Hz) 치료 시행 전과 치료 후에 Tc-99m ECD SPECT를 얻었다. 치료 전과 후의 차이를 SPM2 소프트웨어를 이용하여 비교하였다.(t=3.14, uncorrected p<0.01, voxel=100) 결과: rTMS 치료 후에 좌측 측두엽 전내측부와 좌측 기저핵 그리고 양측 전전두엽 피질부위에 혈류가 유의하게 증가하였다. 또한 우측 전두엽과 좌측 후두엽에서는 혈류가 유의하게 감소하였다. 결론: 치료 저항성 우울증 환자의 rTMS 치료는 특정 부위 두뇌의 혈류 증가와 감소가 있음을 확인할 수 있었다. 치료 성과 및 개인 특성에 따른 차이에 대한 분석을 시행하고 보다 많은 수의 환자에서 자료가 확보된다면 rTMS 치료의 기전과 우울증의 병태생리를 규명하는데 rTMS-기능 뇌영상 연계 연구가 매우 유용할 것이다.인 PET 연구 절차를 고안하기 위해 고려해야 할 사항들에 대하여 논하였다.TEX>$29.9{\pm}1.8%$, DMF: $7.6{\pm}0.5%$이었다. MEK에서 얻은 $[^{11}C]1$의 비방사능은 98 ($GBq/{\mu}mol$)이다. 각 물질의 질량 분석은 1: m/z 257.3 (M+1), 2: 257.3 (M+1), 3: 271.3 (M+1)이었다. 각 생성물질의 표지효율은 MEK에서 $86.0{\pm}5.5%:5.0{\pm}3.4%:1.5{\pm}1.3%$ $([^{11}C]1:[^{11}C]2:[^{11}C]3)$, CHO에서 $59.7{\pm}2.4%:4.7{\pm}3.2%:1.3{\pm}0.5%$, DEK에서 $29.9{\pm}1.8%:2.0{\pm}0.7%:0.3{\pm}0.1%$, DMF에서 $7.6{\pm}0.5%:0.0%:0.0%$이다. 결론: $[^{11}C]1$은 4가지 반응용매 중 MEK 반응용매에서 가장 높은 표지효율을 나타냈다. 부산물인 $[^{11}C]3$은 고성능 액체 크로마토그래피의 자외선, 방사능 검출기와 질량 분석법을 통해 물질을 추정할 수 있었다.의 개선 효과가 있는 것으로 판단되며 지질과산화에 대해서 강한 억제 활성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과로 복분자는 생활 습관병의 예방과 개선에 유효한 것으로 사료되었으며, 지질대사와 과산화지표의 검증을 통해 기능성 식품소재로 활용될 수 있음을 보여주었다.로서 역시 CTV 치료계획에서 적게 조사되었다(p=0.005). 기존의 ICRU 치료계획은 잔류종양의 크기가 작은 경우 불필요하게 정상조직에