• 수면정신생리
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• 제25권2호
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• pp.82-91
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• 2018

목 적 : 본 연구는 전 수면 주기 동안 수면단계에 따른 전체 뇌 영역과 수면 관련 뇌 영역들의 뇌기능 연결망의 변화를 살펴보기 위해 동기화된 뇌파(EEG)-자기기능공명영상(fMRI)를 전 수면 주기 동안 측정하고 신호처리 기법을 사용함으로 수면 단계에 따른 뇌 연결망의 탐구가 가능함을 살펴 보기 위해 수행되었다. 방 법 : 정상 성인 피험자 5인을 대상으로 6~7시간의 수면동안 MRI 기계 안에서 안전도, 심전도, 근전도와 EEG-fMRI를 측정하였고 EEG에 발생한 MRI 자장 변화 잡음과 심박관련 잡음을 제거하였다. fMRI에서는 피험자의 움직임에 의해 발생하는 영상 왜곡을 보정하는 부분볼륨활용기법을 제안하여 사용하였다. 잡음이 제거된 수면중 fMRI에 독립성분분석기법을 적용하여 뇌 전체를 68 영역으로 구획하여 수면 연구에 적합한 뇌 구획 지도를 만들고 이를 바탕으로 각 구획들간의 연결성을 계산하였다. 수면관련 뇌심부 영역을 선택하여 연결망 분석을 수행하였다. 결 과 : 뇌파를 비롯한 수면 생리적 신호들은 잡음 제거의 방법을 이용하게 되면 수면단계설정에 문제가 없으며 수면 단계별 뇌 연결망 연구가 가능함을 보여 주었다. 뇌연결망 분석에서 수면 관련 뇌심부 연결망은 렘과 비렘수면에 따라 다른 특성이 나타나는데 비렘수면에서 전반적으로 높은 연결성을 보였다. 대뇌를 포함한 전체 뇌 연결망의 경우 각성에 비해서 수면 중에 뇌 연결성이 떨어지는 양상을 보였다(Kolmogorov-Smirnov 검정 ; p < 0.05, Bonferroni corrected). 결 론 : 본 연구를 통해서 장시간 수면 EEG-fMRI 측정과 수면단계설정이 가능하고 신호처리 기법을 통해서 보정하게 되면 뇌기능 연결망을 이용한 전체 수면 뇌 연구가 가능함을 시사한다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제15권2호
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• pp.110-122
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• 2011

목적 : 본 연구의 목적은 확산텐서영상에 기반하여 한국 아동 집단의 해부학적 뇌연결성 지도를 확립하고 뇌신경망의 효율성을 평가하는 기법을 개발하는 것이다. 대상 및 방법 : 건강한 아동 12명에서 얻은 확산텐서영상과 뇌구획영상을 바탕으로 구조 연결 행렬을 구하여 집단의 구조 연결성을 평가하였다. 일표본 t-검정을 시행하여 평균적인 구조 연결성을 파악하였고 이 때 얻은 각 피험자의 백질 다발을 표준공간으로 정규화하여 집단의 해부학적 뇌연결망 지도를 확립했다. 뇌신경망의 군집정도(clustering coefficient), 평균이동거리(characteristic path length), 전체/부분 연결망 효율성(global/local efficiency) 등 연결망 속성을 계산한 후 시각화 하였다. 결과 : 연결망 측면에서 한국 아동 집단의 뇌연결성이 작은세상속성을 가짐을 밝혔다. 또한 해부학적 뇌연결망 지도를 얻었는데 대뇌 반구 내의 연결성이 높게 나타남과 뇌간과 운동/감각 영역간에 많은 신경 연결이 집중되어 있음을 확인하였다. 결론 : 한국 아동 집단의 해부학적 뇌연결망 지도를 작성하는 방법론을 제시하여 뇌를 연결성 측면에서 이해하고 발달 장애와 성인 뇌신경망의 효율성을 평가할 수 있는 기본 도구를 확립하게되었다.

• 건강소식
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• 제30권3호통권328호
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• pp.32-33
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• 2006

아기는 약 200억 개의 뇌세포를 가지고 바깥 세상에 태어난다. 게다가 더 놀라운 사실은 이 200억 개의 뇌세포가 또다시 각각 2만 개 이상의 다른 가지들로 연결되면서 신경망을 형성해 나간다는 것이다. 이 신경 전달망이 바로 아이 인생의 절대적인 영향을 끼치는 잠재력의 근원이다. 다시 말해 똑똑한 아이일수록 이 신경망들이 숫자도 훨씬 많고 복잡하게 얽혀있다는 것이다. 그러나 이렇게 형성된 뇌세포들은 적절한 연락이 오지 않으면 스스로 쓸모없다고 판단하여 임신 8개월 전에 40~75% 가량이 죽어버린다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제26권7호
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• pp.37-44
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• 2021

뇌 MRI 영상의 자동 분류는 뇌종양의 조기 진단을 하는 데 있어 중요한 역할을 한다. 본 연구에서 우리는 심층 특징 앙상블을 사용한 MRI 영상에서의 딥 러닝 기반 뇌종양 분류 모델을 제안한다. 우선 사전 학습된 3개의 합성 곱 신경망을 사용하여 입력 MRI 영상에 대한 심층 특징들을 추출한다. 그 이후 추출된 심층 특징들은 완전 연결 계층들로 구성된 분류 모듈의 입력 값으로 들어간다. 분류 모듈에서는 우선 3개의 서로 다른 심층 특징들 각각에 대해 먼저 완전 연결 계층을 거쳐 특징 차원을 줄인다. 그 이후 3개의 차원이 준 특징들을 결합하여 하나의 특징 벡터를 생성한 뒤 다시 완전 연결 계층의 입력값으로 들어가서 최종적인 분류 결과를 예측한다. 우리가 제안한 모델을 평가하기 위해 웹상에 공개된 뇌 MRI 데이터 셋을 사용하였다. 실험 결과 우리가 제안한 모델이 다른 기계학습 기반 모델보다 더 좋은 성능을 나타냄을 확인하였다.

• 전산구조공학
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• 제9권2호
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• pp.93-101
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• 1996

인공 신경회로망은 인간의 뇌를 전산 모델로 구현한 것으로 상호 연결된 많은 정보 처리 유니트들로 구성되어 있으며, 이를 기초로 논리적인 추론을 수행할 수 있다. 특히, 신경망은 비선형 변수를 많이 포함하고 있는 복잡한 문제 해결에서 더욱 효과적이다. 신경망의 이러한 기능으로 인해 구조분야에서는 비선형적인 각종 구조실험의 결과예측이나 구조계획 그리고 최적 설계에 응용되고 있는 추세이다. 본 논문에서는 인공 신경 회로망의 기본 이론을 설명하고, 현재까지 정립되고 있지 않은 대형 콘크리트 판넬간 수직 접합부의 최대 전단 내력 예측에 기존의 제안식과 인공 신경 회로망의 예측 결과를 비교하여 신경망의 적용가능성을 검토하고자 한다.

• 재활치료과학
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• 제6권1호
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• pp.11-23
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• 2017

편측 공간무시는 주로 우측 대뇌반구의 병변으로 인한 뇌졸중 이후 발생하는 신경학적 질환으로, 병변 반대 측 신체와 공간에 대한 처리 기능과 주의집중에 문제가 발생한다. 기능적 신경이미지 연구에서 편측 공간무시는 큰 수준의 중대뇌 동맥, 페리실비안 연결망, 주의집중 연결망의 손상과 연관성이 있다고 보고하였다. 편측 공간무시는 부정적인 예후와 관련이 있기 때문에 정확한 진단과 중재를 위해 편측 공간무시의 유형과 이론 그리고 전통적 평가와 기능적 평가를 포함한 임상적 평가가 고려되어야 한다. 편측 공간무시의 치료는 하향식 접근방법과 상향식 접근방법으로 구분하며, 두 접근방법을 결합하는 형태가 가장 효과적일 수 있다. 편측 공간무시의 모든 최신 중재방법 중에서 프리즘 적응이 가장 적절한 중재법으로 연구되고 있으나, 편측 공간무시의 유형과 병변 위치 등을 고려하여 환자에게 적절한 중재를 적용하는 것이 중요하다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.81-81
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• 2003

목적 : 현재, 많은 병원이 방사선과 의료영상정보를 기존의 필름형태로 판독하고, 진료하는 방식에서 PACS 를 도입하여 디지털 형태로 영상을 전송, 저장, 검색, 판독하는 환경으로 변화하고 있다. 한편, PACS 가 가지는 가장 큰 제한점은 휴대성의 결핍이다. 본 연구는 이동형 장치가 가지는 호스트의 이동성 및 휴대성의 장점들을 살리면서, 무선 채널 용량의 한계, 무선 링크 사용이라는 제약점들을 감안하여 의료영상을 JPEG2000 영상압축 방식으로 부호화한 후 무선 환경을 고려한 전송 패킷의 크기를 결정하고자 하였으며, 무선 통신 중 발생되는 패킷 손실에 대응하기 위한 자동 오류 수정 기능도 함께 구현하고자하였다. 방법 : Window 2000 운영체계에서 의료영상을 로드하고, 데이터베이스화하며, 저장하고, 다른 네트워크와 접속, 제어가 가능한 PC급 서버를 구축하였다. 영상데이터는 무선망을 통해 전송하기 때문에 가장 높은 압축비율을 지원하면서 에너지 밀도가 높은 JPEG2000 알고리즘을 사용하여 영상을 압축하였다. 또한, 무선망 사용으로 인한 패킷 손실에 대비하여, 영상을 JPEG2000 방식으로 부호화한 후 각 블록단위로 전송하였다. 결과 : PDA에서 JPEG2000 영상을 복호화 하는데 걸리는 시간은 256$\times$256 크기의 MR 뇌영상의 경우 바로 확인할 수 있었지만, 800$\times$790 크기의 CR 흉부 영상의 경우 약 5 초 정도의 시간이 걸렸다. CDMA 1X(Code Division Multiple Access 1st Generation) 모듈을 사용하여 영상을 전송하는 경우, 256 byte/see 정도에서는 안정된 전송 결과를 보여주었고, 1 Kbyte/see 정도의 전송의 경우 중간 중간에 패킷이 손실되는 결과를 관찰할 수 있었다. 반면 무선 랜의 경우 이보다 더 큰 패킷을 전송하더라도 문제점은 발견되지 않았다. 결론 : 현재의 PACS는 유선과 무선사이의 인터페이스의 부재로 인해 유무선 연동이 되지 못하고 있다. 따라서 이동형 JPEG2000 영상 뷰어는 PACS가 가지는 문제점인 휴대성을 보완하기 위하여 개발되었다. 또한 무선망이 가지는 데이터 손실에 대하여서도 허용할 수 있는 범위에서 재전송을 가능하게 함으로서 약한 연결성을 보완하였다. 본 JPEG2000 영상 뷰어 시스템은 기존 유선상의 PACS와 이동형 장치간에 유기적인 인터페이스 역할을 하리라 기대된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제35권3호
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• pp.68-74
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• 2014

Recent research on mild cognitive impairment (MCI) has shown that cognitive and memory decline in this disease is accompanied by disruptive changes in the brain functional network. However, there have been no graph-theoretical studies using $^{11}C$-PIB PET data of the Alzheimer's Disease or mild cognitive impairment. In this study, we acquired $^{18}F$-FDG PET and $^{11}C$-PIB PET images of twenty-four normal aging control participants and thirty individuals with MCI from ADNI (Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative) database. Brain networks were constructed by thresholding binary correlation matrices using graph theoretical approaches. Both normal control and MCI group showed small-world property in $^{11}C$-PIB PET images as well as $^{18}F$-FDG PET images. $^{11}C$-PIB PET images showed significant difference between NC (normal control) and MCI over large range of sparsity values. This result will enable us to further analyze the brain using established graph-theoretical approaches for $^{11}C$-PIB PET images.

• 인지과학
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• 제29권3호
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• pp.161-192
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• 2018

부호화된 사건의 시간적 정보를 기반으로 한 인출은 일화기억의 중요한 통제기제 중 하나이다. 기억인출과 관련한 수많은 신경영상 연구들이 진행되었음에도 아직 시간적으로 구성된 일화기억의 인출에 관여하는 뇌신경연결망 패턴에 대해서는 알려진 바가 많지 않다. 본 연구에서는 두가지 다른 순차적 인출 뇌신경 기제를 구분하기 위하여 과제기반 기능적 연결성 다변량 패턴분석 방법을 사용하였다. 참가자들은 시간적 일화기억과제를 수행하였고, 순서대로 부호화된 기억자극을 순방향 혹은 역방향으로 인출하도록 지시를 받았다. 부분적으로 분류된 국소적 신경네트워크 패턴은 두 인출기제를 잘 구분하지 못한 반면, 기억과 관련된 인지통제 영역과 목표-지향적 인지기제처리에 관련된 것으로 알려진 여러 피질-피질하 노드들을 아우르는 전뇌신경네트워크 패턴은 시간적 일화기억 인출기제를 잘 구분하였다. 이 영역들은 측면/내측 전전두엽 영역, 하부 두정엽, 중간 측두회, 선조체 영역 등을 포함하며 기계학습을 이용한 분류에서 높은 분류 예측률을 보였다. 본 연구의 결과는 일화기억의 시간적 인출기제에 관여하는 피질-피질하 여러 영역의 관여를 확인하였고, 대역적 네트워크 패턴의 기능적 연결성이 질적으로 다른 인출기제에 관여함을 확인하였다는데에 중요성을 갖는다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.359-373
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• 2015

인지 보존능력(CR)이란 보완적 뇌 연결망을 통해 인지적 수행력을 최적화 또는 극대화시키는 능력이다. CR은 노화에 따른 인지-언어 능력의 저하를 완화 또는 지연시키는 데 기여한다. CR 및 정상 노년층의 인지-언어 능력 간 상관성을 체계적으로 살펴본 국내 메타분석 연구는 거의 드문 편이다. 본 연구에서는 2000년 이후 게재된 국내외 문헌 중 총 32개 논문을 대상으로 메타분석을 실시하여 상관성을 체계적으로 검증하고자 하였다. 그 결과, CR의 유형은 교육수준과 인지자극 활동, 다중언어 사용, 직업 순으로 많았고, 인지-언어의 하위 영역 중에는 기억력, 전반적 인지능력, 언어능력이 대다수를 차지하였다. 또한, CR과 인지-언어 능력 간 상관성은 '중간' 정도였으며, 기억력, 언어능력 등이 여러 CR 유형과 유의한 상관성을 보였다. 본 연구는 CR이 정상 노년층의 인지-언어 능력에 미치는 효과성을 체계적으로 분석함으로써 증거 기반적 자료를 제공할 수 있다는 점에서 의의가 있다.