Objective: To investigate the age-dependent changes in regional cerebral blood flow (CBF) in healthy adults by fitting mathematical models to imaging data. Materials and Methods: In this prospective study, 90 healthy adults underwent pseudo-continuous arterial spin labeling imaging of the brain. Regional CBF values were extracted from the arterial spin labeling images of each subject. Multivariable regression with the Akaike information criterion, link test, and F test (Ramsey's regression equation specification error test) was performed for 7 models in every brain region to determine the best mathematical model for fitting the relationship between CBF and age. Results: Of all 87 brain regions, 68 brain regions were best fitted by cubic models, 9 brain regions were best fitted by quadratic models, and 10 brain regions were best fitted by linear models. In most brain regions (global gray matter and the other 65 brain regions), CBF decreased nonlinearly with aging, and the rate of CBF reduction decreased with aging, gradually approaching 0 after approximately 60. CBF in some regions of the frontal, parietal, and occipital lobes increased nonlinearly with aging before age 30, approximately, and decreased nonlinearly with aging for the rest of life. Conclusion: In adults, the age-related perfusion patterns in most brain regions were best fitted by the cubic models, and age-dependent CBF changes were nonlinear.
목적 : 산소호흡을 이용한 뇌의 관류 자기공명영상의 임상적용 가능성을 알고자 하였다. 대상 및 방법 정상 성인 지원자 2명과 3명의 환자, 각각 모야모야병 환자 1명, 뇌경색환자 1명, 뇌수막종 환자 1명을 대상으로 하였으며, 1.5 Tesla의 자기공명영상 장치를 이용하여 뇌의 자화율 대조 (susceptibility contrast) echo planar image (EPI) 방법으로 뇌영역을 10 slice씩 25회(검사시간은 검사당 1.6초) 영상을 얻었다. 검사자는 안면마스크를 착용한 상태로 스캔 시작 8초 후부터 35초가지 산소 15 liter/min를 실내 공기와 혼합되어 흡입되도록 하였다. 획득된 영상을 Magnetom Vision (Siemens Medical Systems, Erlangen, Germany)의 VB31C 프로그램을 이용하여 산소투여전(3골 번째 검사)과, 산소투여 후의 초기 (12-18 번째 검사)와 후기(19-25 번째 검사) 군으로 나누었다. 초기 및 후기 군과 산소투여전 군의 신호차이는 Z-score 0.7 내지 1.0으로 하여 여러번 영상후 처리를 반복하여 difference map을 얻어서, T1 강조영상에 중첩시켜 관류 영상을 얻었다. 모야모야병 환자는 추가로 Gd-DTPA를 0.1 mmol/kg급속주사 후 동일한 방법으로 관류 영상을 얻어 산소호흡에 의한 관류 영상과 비교하였다. 결과 : 산소 공급 후에 시행한 자화율 대조 EPI 방법으로 2명의 지원자와 각각 1예의 모야모야병, 뇌경색, 뇌수막종 증례에서 혈류 분포를 반영하는 관류 영상을 얻을 수 있었다. 모야모야병 1예의 산소 호흡에 의한 관류 영상은 Gd-DTPA투여후의 관류 영상과 유사한 양상을 보였다. 결론 : 산소호흡을 이용한 자화율 대조 EPI 방법은 향후 뇌의 관류 자기공명영상 방법으로 적용이 가능하리라고 생각된다.
급성 뇌졸중(acute stroke)의 경우 빠른 처치가 이루어지지 않으면 뇌손상으로 인해 평생 장애를 가지고 살아가야 하는 질환이다. 따라서 뇌졸중 환자가 발생할 경우에는 신속한 진단과 치료가 이루어져야 하므로 장시간의 검사를 해야 하는 MRI 보다는 빠른 검사와 3D 구현이 가능한 뇌 관류전산화단층촬영(Brain Perfusion CT)이 널리 활용되고 있다. 그러나 환자에게 많은 방사선 피폭이 이루어질 수 있기 때문에 저선량(low dose) 기법을 사용하여 영상을 획득하게 된다. 이로 인해 촬영된 영상의 질 저하가 유발되며, 특히 가우시안노이즈의 영향을 크게 받아 정확한 혈관 영상의 확인을 저해한다. 본 연구에서는 관류전산화단층촬영을 통해 얻어진 동적 CT 데이터에 시공간 분석 기법을 적용하여 진단 영상의 질을 향상시키고자 한다. 특히, 가우시안노이즈를 제거하기 위해서 선형 특징 축출 방법 중 하나인 주성분 분석 기법을 적용하여 분석하였으며, 그 결과 시공간 특징에 따른 각각의 관류 영상 성분을 축출한 경우 뇌-혈관 영상뿐만 아니라 뇌-실질 영상의 질이 향상됨을 가시적으로 확인할 수 있었다. 새롭게 시도된 시공간 기반 영상기법이 향후 급성 뇌졸중 진단뿐만 아니라 다양한 시계열 정보가 포함된 뇌질환 진단 영상분석에 활용된다면, 임상 진단의 질 향상에 도움이 될 것이라 기대한다.
Intraventricular hemorrhage long after successful encephaloduroarterio synangiosis (EDAS) is very rare. The effect of revascularization surgery for preventing hemorrhagic event of moyamoya disease remains controversial. We report a 17-year-old female with intracerebral hemorrhage and intraventricular hemorrahge 10 years after successful EDAS. Even though cerebral vessels angiography showed good collateral circulations without specific weak points, a cerebral hemorrhage could occur in patient with ischemic type of moyamoya disease long after successful indirect bypass operations. Good collateralization of cerebral angiography or magnetic resonance perfusion image after indirect bypass surgery would ensure against ischemic symptoms, not a hemorrhage. And, thus a life-time follow-up strategy might be necessary even if a good collateral circulation has been established.
목적: 이 연구의 목적은 어린이 모야모야병 환자에서 휴식기/아세타졸아미드 부하 Tc-99m-HMPAO SPECT가 Encephalo-duro-arterio-synangiosis (EDAS) 수술 후의 호전여부를 평가할 수 있는지를 알아보고자 함이었다. 대상 및 방법: 어린이 모야모야병 18명에서 21개의 대뇌반구에 EDAS 수술을 하였다. 수술 전과 수술 후 3개월에 휴식기/아세타졸아미드 부하 Tc-99in-HMPAO SPECT를 시행하여 휴식기관류와 관류예비능을 평가하여 비교하였다. 결과: 대뇌반구 모두에서 휴식기관류 또는 관류예비능 감소가 관찰되었다. 84개 뇌엽과 294개 영역 중52%의 뇌엽과 50%의 영역에 관류이상이 나타났다. 수술 후 휴식기 관류 또는 관류예비능이 감소한 영역의 60%가 호전되었고 반구는 71%가 호전되었다. 수술 전 휴식기 관류 감소가 심하지 않았을 때 수술후 호전가능성이 높았다. 수술 전 휴식 부하기 관류의 차이가 있는 경우 즉 관류예비능이 감소하였을 때 수술 후 관류 호전 가능성이 높았다. 결론: 어린이 모야모야병에서 수술 전 휴식기/아세타졸아미드 Tc-99m-HMPAO SPECT로 수술 후 호전여부를 예측할 수 있다.
목적 만성 콩팥병 환자에서 뇌 관류상태를 측정하여 정상 대조군과 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 대상과 방법 만성 콩팥병으로 혈액 투석을 받는 환자 36명과 정상 대조군 36명에 대해 동맥스핀 표지 기법을 이용한 자기공명영상으로 뇌의 관류상태를 측정한 뒤 이를 voxel-wise로 분석하여 유의한 차이를 보이는 부위를 표준 영상 공간에 나타냈다. 결과 만성 콩팥병 환자들은 우측 전두엽, 두정엽, 측두엽과 좌측 두정엽과 후두엽의 백질 부위에 걸쳐 큰 군집의 형태로 관류 증가가 나타났다. 또한 양측 시상 부위와 중뇌, 뇌교 및 양측 소뇌에서도 관류 증가 소견을 보였다(p < 0.01, family-wise error corrected). 결론 만성 콩팥병 환자에서 뇌의 관류는 증가되어 있는 것으로 생각되며 이는 요독증 물질의 독성에 의한 미시적인 혈관 및 혈관 주위 구조물의 손상에 의한 것으로 생각된다.
This study compared the permeability of $[^3H]taurine,\;[^3H]phenylalanine,\;and\;[^3H]oxytocin$ through the blood-brain barrier (BBB) in mice and rats with common carotid artery perfusion (CCAP) method that modified internal carotid artery perfusion (ICAP) method. External carotid artery (ECA) was cannulated with coagulating pterygopalatine artery (PPA) in ICAP method, while CCA was cannulated without coagulating PPA in CCAP method. Also, for evaluation of BBB permeability of drugs in mice and rats, we used intravenous injection technique. The results of CCAP method in mice at a perfusion flow-rate of 2 ml/min, the brian volume of distribution $(V_D)$ of $[^{14}C]sucrose,\;[^3H]taurine,\;[^3H]phenylalanine,\;and\;[^3H]oxytocin$ were similar to the result of ICAP method in rats at perfusion flow rate of 4 ml/min. The area under the plasma concentration-time curve and brain uptake of $[^3H]taurine$ by intravenous injection technique, were $65.5{\pm}9.7%ID^*min/ml\;and\;0.515{\pm}0.093%ID/g$, respectively, in mice, and the corresponding values were $8.00{\pm}0.03%ID^*min/ml\;and\;0.052{\pm}0.003%ID/g$ in rats. But the BBB permeability surface-area product of $[^3H]taurine$ was similar between mice and rats. In conclusion, the CCAP method in mice was simple, fast and comparable to ICAP method in rats for drug permeability through the BBB.
It was shown that brain-derived neurotrophic factors (BDNFs) secreted from human neuroblastoma cells can significantly improve the growth of the neurites of PC12 nerve cells. The addition of purified BDNFs elongated the neurites of PC 12 nerve cells two to three times more than the case where the addition was not made. The perfusion rate strongly affected the change of the size of human neuroblastoma cells because the cell size decreased as the perfusion rate increased. This could also influence the productivity of BDNF from the cells. It is also important to note that the BDNF production was decreased when the cell size was reduced. BDNF production rate also decreased at a fast perfusion rate in a smaller cell size. At the relatively fast perfusion rate of 18 ml/h, the ratio of apoptotic to necrotic cells dramatically decreased, which possibly caused the decrease of BDNF production. It has been proven that the secretion of BDNF from human neuroblastoma cells was a partially growth-related process by yielding 6.2$\times l0^{-8}/g$ of BDNF/cell/h of growth related parameter and $0.48{\times}l0^{-9}/g$ of BDNF/cell/h of nongrowth-related parameter in a growth kinetic model. In addition, it was also found that the perfusion rate played a very important role in controlling the cell death mechanism.
목적 : 가토 모델을 이용한 급성 허혈성 뇌경색에서 확산강조 자기공명영상과 관류자기공명영상의 유용성에 대해 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 여섯 마리의 순계 가토의 경동맥에 히스토아크릴글루와 리피오돌 및 텅스텐 파우더를 동맥내 주입하여 뇌경색을 유발한 후 1시간 내에 고식적인 T1 및 T2 강조영상, 그리고 확산강조 자기공명영상과 관류자기공명영상을 획득하였다. 관류자기공명영상은 측내실 수준과 대뇌기저핵의 1cm 상방에서 각각 얻었고, 이 영상을 특수 영상 소프트웨어로 후처리하여 뇌혈류 용적 , 뇌혈류양 및 평균 조영제 통과시간을 포함한 관류 영상을 획득하였다. 뇌경색 부위는 각각의 관류 지도와 확산강조 자기공명영상으로 평가하였다. 뇌경색 부위와 반대편 정상 부위에서 조영제 평균 통과시간 차이를 측정하였다. 결과 : 모든 가토에서 T2 강조영상상 비정상 신호강도는 없었으나 확산강조 자기공명영상에서 고신호강도의 뇌경색 병변을 확인할 수 있었다. 상대적 뇌혈류용적, 뇌혈류양 및 평균 조영제 통과시간을 포함한 관류자기공명영상에서 모두 관류 결손을 인지할 수 있었다. 뇌혈류양과 평균 조영제 통과시간 지도에서 관류결손지역으로 나타난 면적의 비교는 6예 중 4예에서 평균 조영제 통과시간 지도가 뇌혈류양 지도보다 면적이 크게 나왔으며, 2예는 같았다. 평균 조영제 통과시간 지도의 관류결손 면적이 뇌혈류양 지도보다 작게 나온 경우는 없었다. 또한 뇌혈류양 지도에서 병변의 면적은 확산강조 자기공명영상에서의 병변의 면적보다 3예에서 넓게 나타났고, 3예에서 같게 나타났다. 평균 조영제 통과시간 지도에서 병변의 면적은 확산강조 자기공명영상에서의 병변의 면적보다 모두 크게 나타났다. 평균 조영제 통과시간 지도에서 병변의 면적이 뇌혈류양 지도에서 병변의 면적보다 크면서 확산강조 자기공명영상에서와 같은 경우가 3예, 뇌혈류양 지도에서 병변의 면적이 확산강조 자기공명영상에서와 같으며 평균 조영제 통과시간 지도에서 병변의 면적보다 작은 경우가 3예, 그리고 평균 조영제 통과시간 지도에서 병변의 면적이 뇌혈류양 지도의 병변의 면적보다 크면서 확산강조 자기공명영상에서의 면적이 가장 적은 경우가 1예 있었다. 결론 : 확산강조 자기공명영상과 관류자기공명영상은 가토에서 초급성 뇌경색을 진단하고 뇌혈류 역학상태를 평가하는데 유용한 기법이라고 생각된다.
한국응용약물학회 1998년도 Proceedings of UNESCO-internetwork Cooperative Regional Seminar and Workshop on Bioassay Guided Isolation of Bioactive Substances from Natural Products and Microbial Products
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pp.193-194
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1998
Recently, evaluation of brain transport of taurine which is possible to effect on Alzheimer's disease has investigated in rats. Also, internal carotid artery perfusion (ICAP) method is very useful for measuring of blood-brain barrier (BBB) permeability in rats. But ICAP has difficulties to evaluate of BBB permeability in mice especially. In the present study examines neuropharmaceutials permeability through the BBB in mice by common carotid artery perfusion (CCAP) method that modify ICAP method and require simple surgery. The external carotid artery (ECA) is cannulated with coagulating pterygopalatine artery (PPA) on ICAP method, while CCA is cannulated without coagulating PPA on CCAP method. The CCAP method require 4-5 fold higher infusion rate than ICAP method because an additional factor of 2 must be incorporated to adjust for fluid loss to the extracerebral circulation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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