• 스마트미디어저널
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• 제13권4호
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• pp.86-93
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• 2024

기능적 자기 공명영상(functional magnetic resonance imaging;fMRI)의 발전은 뇌 기능의 매핑, 휴식 상태에서 뇌 네트워크의 이해에 상당한 기여를 하였다. 본 논문은 알츠하이머의 진행상태를 분류하기 위해 CNN-LSTM 기반의 분류 모델을 제안한다. 첫 번째로 특징 추출 이전 fMRI 데이터에서 잡음을 제거하기 위해 4단계의 전처리를 수행한다. 두 번째, 전처리가 끝나면 U-Net 구조를 활용하여 공간적 특징을 추출한다. 세 번째, 추출된 공간적 특징은 LSTM을 활용하여 시간적 특징을 추출하여 최종적으로 분류하는 과정을 거친다. 실험은 데이터의 시간차원을 조절하여 진행하였다. 5-fold 교차 검증을 사용하여 평균 96.4%의 정확도를 달성하였고 이러한 결과는 제안된 방법이 fMRI 데이터를 분석하여 알츠하이머의 진행을 식별하는데 높은 잠재력을 가지고 있음을 보여준다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권2호
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• pp.71-77
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• 2007

Advance of neuroimaging technique has greatly influenced recent brain research field. Among various neuroimaging modalities, positron emission tomography has played a key role in molecular neuroimaging though functional MRI has taken over its role in the cognitive neuroscience. As the analysis technique for PET data is more sophisticated, the complexity of the method is more increasing. Despite the wide usage of the neuroimaging techniques, the assumption and limitation of procedures have not often been dealt with for the clinician and researchers, which might be critical for reliability and interpretation of the results. In the current paper, steps of voxel-based statistical analysis of PET including preprocessing, intensity normalization, spatial normalization, and partial volume correction will be revisited in terms of the principles and limitations. Additionally, new image analysis techniques such as surface-based PET analysis, correlational analysis and multimodal imaging by combining PET and DTI, PET and TMS or EEG will also be discussed.

• Journal of Acupuncture Research
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• 제19권1호
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• pp.159-174
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• 2002

Objective : The meridian theory in oriental medicine explains that each acu-point has a characteristic functional effect. It will be supposed that an acupuncture stimulation on different acu-point evokes different activation on different areas in the central nervous system(CNS) according to the meridian theory. On this supposition, our group tried the semi-quantitative [14C]2-deoxyglucose([14C]2-DG) autoradiography on the acupuncture stimulation to the hindlimb acu-points of Sprague-Dawley rats. Methods : A venous catheter for the intravenous administration of isotope was equipped in the right external jugular vein on 3 days prior to the [14C]2-DG study. On the day of the study, two acupuncture needles were inserted into the ST36(Zusanli) or LR3(Taichong) on the left hindlimb. Electro-acupuncture stimulation (2 Hz, 5 ms, 1~3 mA, 15 minutes) started just before the i.v. injection of [14C]2-DG ($25{\mu}Ci/rat$). The brain and the spinal cord were removed and processed for the [14C] 2-DG autoradiography. Results : The EA stimulation on ST36 reveals over 120% metaboilc activation in Arcuate nucleus, Anterior pretectal nucleus, Dorsal cochlear nucleus, Interposed cerebellar nucleus, and Nucleus of Darkschewitsch. The EA stimulation on LR3 reveals over 120% metaboilc activation in Lateral habenula nucleus, Medial vestibular nucleus, Ventromedial thalamic nucleus, Anteroventral thalamic nucleus, Anterior cingulate cortex, Dentate gyrus, Antero cortical amygdaloid nucleus, Anterior pretectal nucleus, and Dorsal tegmental nucleus compared with the non EA stimulation control group. Conclusion : These results demonstrate that the different acu-points evoke the different activations in brain areas. And with this functional brain mapping study, a new scientific elucidation for the basis of the acupuncture-meridian theory in oriental medicine through differences of activated area in CNS according to the each acupuncture point.

• 재활치료과학
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• 제8권1호
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• pp.41-50
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• 2019

목적: 본 연구의 목적은 건강한 성인을 대상으로 양측상지기능 훈련을 통해서 활성화 되는 대뇌 연결성에서 상상 훈련과 신체적 수행 간에 차이가 있는지를 알아보고자 한다. 연구방법: 연구 대상자는 건강한 성인 1명으로 상상훈련과 신체적 수행 시 EEG 측정이 이루어졌다. 양측상지기능 훈련은 대칭 과제와 비대칭 과제로 구성되었다. 대칭 과제는 양손으로 박스를 잡고 동시에 위의 선반으로 올렸다가 다시 내려놓는 과제이고, 비대칭 과제는 한 손으로 병을 잡고 다른 한 손으로 뚜껑을 여는 과제였다. EEG 전극은 Fp1, Fp2, F3, F4, T3, T4, P3 및 P4에 부착되었다. 데이터 분석은 EEG 전극 쌍 간의 상관 분석을 위해 Cross-Line Mapping을 사용하였다. 결론: 본 연구 결과 대칭 및 비대칭의 양측 상지 과제에서 대뇌 연결성 패턴은 운동과 감각 영역에서 유사한 패턴을 가지는 것으로 나타났다. 또한 본 연구를 통해 양측상지기능 훈련 시 상상훈련보다 신체적 수행에서 대뇌 연결성이 더 높은 상호상관을 갖는다는 것을 확인하였다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제24권6호
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• pp.553-563
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• 2023

Objective: Functional magnetic resonance imaging (fMRI) and diffusion tensor imaging-derived tractography (DTI-t) contribute to the localization of language areas, but their accuracy remains controversial. This study aimed to investigate the diagnostic performance of preoperative fMRI and DTI-t obtained with a simultaneous multi-slice technique using intraoperative direct cortical stimulation (DCS) or corticocortical evoked potential (CCEP) as reference standards. Materials and Methods: This prospective study included 26 patients (23-74 years; male:female, 13:13) with tumors in the vicinity of Broca's area who underwent preoperative fMRI and DTI-t. A site-by-site comparison between preoperative (fMRI and DTI-t) and intraoperative language mapping (DCS or CCEP) was performed for 226 cortical sites to calculate the sensitivity and specificity of fMRI and DTI-t for mapping Broca's areas. For sites with positive signals on fMRI or DTI-t, the true-positive rate (TPR) was calculated based on the concordance and discordance between fMRI and DTI-t. Results: Among 226 cortical sites, DCS was performed in 100 sites and CCEP was performed in 166 sites. The specificities of fMRI and DTI-t ranged from 72.4% (63/87) to 96.8% (122/126), respectively. The sensitivities of fMRI (except for verb generation) and DTI-t were 69.2% (9/13) to 92.3% (12/13) with DCS as the reference standard, and 40.0% (16/40) or lower with CCEP as the reference standard. For sites with preoperative fMRI or DTI-t positivity (n = 82), the TPR was high when fMRI and DTI-t were concordant (81.2% and 100% using DCS and CCEP, respectively, as the reference standards) and low when fMRI and DTI-t were discordant (≤ 24.2%). Conclusion: fMRI and DTI-t are sensitive and specific for mapping Broca's area compared with DCS and specific but insensitive compared with CCEP. A site with a positive signal on both fMRI and DTI-t represents a high probability of being an essential language area.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권1호
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• pp.45-53
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• 2004

통계적 파라미터를 이용한 뇌지도작성(SPM)은 어른에서부터 어린이에게까지 환자그룹간 또는 개개의 서로 다른 상태의 그룹간의 기능 영상을 비교하는데 널리 사용되고 있다. 그러나 SPM을 이용하여 어린이 뇌 영상을 분석할 경우 성인의 표준틀영상에 정규화되어 분석되고, 이로 인해 오차가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구는 국내 어린이 2세에서 6세 사이 36명(평균 나이: 4.36세, 표준편차: 1.41세, 남자: 17명, 여자: 19명)의 MRI 영상을 이용하여 평균 MRI 영상을 만들고, 2세에서 6세 사이 13명의 어린이(평균나이: 4.80세, 표준편차: 1.17세, 남: 10명, 여: 3명)의 SPECT 뇌영상을 이용하여 평균 SPECT 영상을 만들었다. 이들 평균영상으로 국내어린이의 뇌 표준틀영상을 만들고, 어린이 ADHD의 뇌영상을 국내 어린이 표준틀영상과 SPM의 표준틀영상에 정규화 시켜 뇌혈류량에 따라 발생하는 화소덩어리의 위치를 비교하였다. 분석결과는 각 표준틀영상에 따라 최대 25 mm의 편차가 생겼다. 따라서 SPM을 이용한 어린이의 뇌영상을 분석할 경우 표준틀영상 또는 p값을 고려해야할 필요가 있다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제3권1호
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• pp.53-59
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• 1999

목적 : 언어기능의 지도화(language mapping) 및 우세반구 결정에 있어서 기능적 자기공명영상의 유용서을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 자원자 10명(남자 6명, 여자 4명, 오른손잡이 7명, 왼손잡이 3명)을 대상으로 단어생성 과제(명사만들기, 동사만들기)와 판단과제를 이용하여 언어영역의 활성화를 유도하였다. 1.5T 초진도 자기공명영상장치에서 EPI로 BOLD 기법을 이용하여 기능적 영상을 얻었으며, 여앙후처리는 SPM 분석 프로그램을 이용하였다. 기능적 영상은 2번의 활성기와 3번의 휴식기를 번갈아 시행하였고 스캔 시간은 각각30초였으며 총 영상획득시간은 162초였다. 유의수준 p<0.001을 기준ㅇ로 자극 과제에 따라 활성화된 뇌영역을 분석하였고 반구별로 활성화된 화소의 수를 측정하여 편재화지수(lateralization index)를 구하였다. 결과 : 왼손잡이 1명을 제외한 9명에서 성공적으로 기능적 영상을 얻었으며 양측 전운동영역(premotor area), 하전두회, 두정엽, 중측두회 등의 여러 영역에서 활성화 신호가 나타났다. 오른손잡이의 경우 편재화지수는 평균 0,64(0.16~1)로 모두 좌측으로 편재화 되었다. 과제별로는 동사만들기 과제가 명사만들기 및 판단 과제에 비해 언어 영역의 활성화가 많았고 편재화지수의 값도 높았다. 결론 : 기능적 자기공명영상은 언어영역의 뇌기능지도화 및 우세반구 결저에 있어서 유용한 검사 방법이 될 수 있으리라 생각된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.311-320
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• 2021

현재 국내 국·공립 중등교사가 되기 위한 유일한 등용문은 중등교원 임용시험이며 2014학년도 개정 이후 임용시험의 모든 문항이 서답형으로 전환되었기 때문에 더 완성도 높고 정확하고 견고한 답안 작성이 요구된다. 재인기억을 측정하는 선택형 문항과 비교하면 회상기억을 측정하는 서답형 문항의 경우 정보 인출을 위해 더 많은 인지적 노력이 요구된다. 이 때문에 지속적인 암기 및 인출 연습이 필요하지만 이를 수행할 수 있는 학습 도구가 충분하지 않다. 이러한 맥락에서 본고는 중등영어교사 임용시험 준비용 모바일 어플인 ONE PASS를 구현하였다. 본 어플에서는 특히 인지작용의 근간이 되는 뇌의 작용기제를 반영하여 학습용 콘텐츠를 구현하였으며 학습계획 설정 및 동기측정, 마인드맵, 브레인스토밍, 기출문제 등 다양한 기능을 구안하였다. 본 연구는 학습용 어플 콘텐츠 개발 관련 연구에 이바지함과 동시에 임용시험 수험자들에게 조금이나마 도움이 될 수 있기를 기대한다.

• 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.

• Journal of Acupuncture Research
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• 제18권3호
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• pp.56-68
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• 2001

Objective : Functional brain mapping study on acupuncture stimulation using the [14C]2-deoxyglucose([14C]2-DG) autoradiography provides quantitative data and visualized pathway in central nervous system(CNS). We aimed to investigate the neural pathway and spatial distribution of metabolic activity elicited in CNS on electroacupuncture stimulation using [14C]2-DG autoradiography. Methods : The study were divided into three groups by stimulation times. 45-mins stimulation group according to Sokoloffs method, 5-mins stimulation group according to Duncun's method, and 15-mins stimulation group. ;A venous catheter was equipped into right jugular vein. The rats (Sprague-Dawley rats, 230-260g) were kept fastened loosely on a holding platform without anesthesia. Electroacupuncture stimulation (5 ms, 2 Hz, 1~3 mA) were applied on the left Zusanli (ST36) acupoint and [14C]2-DG ($25{\mu}Ci/rat$) injection was performed through the catheter. After sacrifice, the brain and the spinal cord were made to sections for film image. The film images were digitalized as the isotope concentration based upon comparison of optical densities with that of the standards and normalized by the optical density of corpus callosum. Results : 1. 15-mins stimulation group was most effective among 3 experiments. 2. On 15-mins stimulation group, medial geniculate nucleus, intetpeduncular nucleus intermedius, ventral periolivary nucleus, caudal periolivary nucleus, medial superior olive, lateral paragigantocellular nucleus, including hypothalamic arcuate nucleus were increased by more than 25% (at least, p<0.05) by electroacupuncture stimulation. 3. Especially, the metabolism in hypothalamic arcuate nucleus was increased by 90% (p<0.05). 4. The fact that arcuate nucleus of hypothalamus might play a role of interconnection area between ascending and descending pathway of acupuncture stimulation was demonstrated visually. Conclusions : Advanced study on electroacupuncture stimulation elicited significant increase of metabolic activity in various nuclei of hypothalamus will provide the important experimental basis in research of the relationship between electroacupuncture stimulation and internal visceral functions.