• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권1호
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• pp.91-98
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• 2022

Tetanus is a potentially fatal public health illness resulted from the neurotoxins generated by Clostridium tetani. C. tetani is not easily culturable and culturing the relevant bacteria from infected wounds has rarely been useful in diagnosis; PCR-based assays can only be conducted at highly sophisticated laboratories. Therefore, a real-time recombinase polymerase amplification assay (Exo-RPA) was constructed to identify the fragments of the neurotoxin gene of C. tetani. Primers and the exo probe targeting the conserved region were designed, and the resulting amplicons could be detected in less than 20 min, with a detection limit of 20 copies/reaction. The RPA assay displayed good selectivity, and there were no cross-reactions with other infectious bacteria common in penetrating wounds. Tests of target-spiked serum and pus extract revealed that RPA is robust to interfering factors and has great potential for further development for biological sample analysis. This method has been confirmed to be reliable for discriminating between toxic and nontoxic C. tetani strains. The RPA assay dramatically improves the diagnostic efficacy with simplified device architecture and is a promising alternative to real-time PCR for tetanus detection.

• Communications for Statistical Applications and Methods
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• 제31권1호
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• pp.1-35
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• 2024

The assumption of homoscedasticity is one of the most crucial assumptions for many parametric tests used in the biological sciences. The aim of this paper is to compare the empirical probability of type I error and the power of ten parametric and two non-parametric tests for homoscedasticity with simulations under different types of distributions, number of groups, number of samples per group, variance ratio and significance levels, as well as through empirical data from an agricultural experiment. According to the findings of the simulation study, when there is no violation of the assumption of normality and the groups have equal variances and equal number of samples, the Bhandary-Dai, Cochran's C, Hartley's Fmax, Levene (trimmed mean) and Bartlett tests are considered robust. The Levene (absolute and square deviations) tests show a high probability of type I error in a small number of samples, which increases as the number of groups rises. When data groups display a nonnormal distribution, researchers should utilize the Levene (trimmed mean), O'Brien and Brown-Forsythe tests. On the other hand, if the assumption of normality is not violated but diagnostic plots indicate unequal variances between groups, researchers are advised to use the Bartlett, Z-variance, Bhandary-Dai and Levene (trimmed mean) tests. Assessing the tests being considered, the test that stands out as the most well-rounded choice is the Levene's test (trimmed mean), which provides satisfactory type I error control and relatively high power. According to the findings of the study and for the scenarios considered, the two non-parametric tests are not recommended. In conclusion, it is suggested to initially check for normality and consider the number of samples per group before choosing the most appropriate test for homoscedasticity.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제18권2호
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• pp.87-106
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• 2014

Purpose : To describe how a robust implementation of a radial 3D gradient-echo sequence with stack-of-stars sampling can be achieved, to review the imaging properties of radial acquisitions, and to share the experience from more than 5000 clinical patient scans. Materials and Methods: A radial stack-of-stars sequence was implemented and installed on 9 clinical MR systems operating at 1.5 and 3 Tesla. Protocols were designed for various applications in which motion artifacts frequently pose a problem with conventional Cartesian techniques. Radial scans were added to routine examinations without selection of specific patient cohorts. Results: Radial acquisitions show significantly lower sensitivity to motion and allow examinations during free breathing. Elimination of breath-holding reduces failure rates for non-compliant patients and enables imaging at higher resolution. Residual artifacts appear as streaks, which are easy to identify and rarely obscure diagnostic information. The improved robustness comes at the expense of longer scan durations, the requirement for fat suppression, and the nonexistence of a time-to-center value. Care needs to be taken during the configuration of receive coils. Conclusion: Routine clinical use of radial stack-of-stars sequences is feasible with current MR systems and may serve as substitute for conventional fat-suppressed T1-weighted protocols in applications where motion is likely to degrade the image quality.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권5호
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• pp.465-472
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• 2006

최근 대용량 의료영상 데이터로부터 인체 기관 또는 질환 부위 추출을 위한 영상 분할 기법이 매우 다양하게 제안되고 있으나, 뇌와 같이 다중 구조를 가지면서 구조간 경계 구분이 어려운 영상의 구조적 분할에는 한계를 가진다. 이를 위해 주로 복셀을 유한 개의 군집으로 분류하는 군집화 (clustering) 기법이 이용되나 이는 개별 복셀 단위의 연산을 수행함으로 인해 잡음의 영향을 받는 제한점이 있다. 그러므로 잡음의 영상을 최소화하고 영상 경계를 강화시키는 향상기법을 적용함으로써 보다 견고한 구조적 분할을 수행할 수 있다. 본 연구에스는 뇌 자기공명영상에 대하여 백질(white matter), 회백질(gray matter), 뇌척수액(cerebrospinal fluid)의 내부 구조를 효율적으로 추출하기 위한 필터링 기반 군집화에 의한 구조적 분할 기법을 제안한다. 우선 구조간 경계를 강화하고 구조 내 잡음을 약화시키기 위해 응집성 향상 확산 필터링(coherence enhancing diffusiion filtering)을 적용한다. 또한 이 과정을 통해 강화된 영상에 퍼지 c-means 군집화 기법을 적용하여 각 복셀이 속하는 구조에 해당하는 군집의 인덱스를 할당함으로써 구조적 분할을 수행한다. 제안된 구조적 분할기법은 기존의 가우시안 또는 일반적인 비등방성 확산 필터링과 군집화 기법을 적용한 기법에 비해 전문가의 수동분할 결과와의 일치 비율에 의한 분할 정확도를 향상시킴을 보였다. 또한 경계 부분에 있어서의 세밀한 분할을 통해 재생산 가긍하고 사용자 수동후 처리를 최소화할 수 있는 결과를 제시함으로써 형태적 뇌 이상 진단을 위한 효율적인 보조 수단을 제공한다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제2권1호
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• pp.73-82
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• 1998

목적 : 간특정 MR 조영제를 이요하여 간세포의 세포막을 통한 물분자의 교환 및 세포막 투과율을 정확히 측정 할 수 있는 MR 기법을 개발하고자 하였다. 대상 및 방법 : 쥐의 간세포를 분리하여 낸 후 NMR 측정을 시도하엿다. 모든 실험은 0.02MHz부터 60 MHz까지 양성자의 Larmor 주파수를 변화시킬 수 있는 IBM형 field cycling relaxometer를 사용하여 시행하였으며 spin-echo 펄스열을 사용하여 T1 자기이완시간을 측정하였다. 전오도의 간특정 조영제인 Gd-EOB-DTPA를 함유하고 있는 간세포 샘플로부터 획득한 T1 데이터를 연속분포 분석법을 사용하여 분석하였으며 이때 이론적 모델로는 Two compartmental exchange 모델을 이용하였다. 결과 : 간세포내의 물분자의 평균 거주시간은 약 250 msec이며 간세포막의 투과율에 대한 최저치는 $(1.3{\pm}0.1){\;}{\times}{\;}10^{-3}cm/sec$ 이었다. 자기이완시간의 연속적인 분포도를 구할 수 있는 CONTIN 분석기법을 적용한 결과 확산적 물분자 교환이 일어남을 밝혔고 이러한 확산적 교환의 정도가 간세포의 경우 세포내 공간에서는 작지 않다는 사실을 규명 할 수 있었다. 결론 : 연속분포 분석기법을 적용하는 경우 Gd-EOB-DTPA는 간세포에서의 물분자의 교환정도 및 세포막의 물분자에 대한 투과율을 측정하는데 매우 유용한 방법임을 확인하였고 간세포에서의 물분자의 교환속도는 적혈구에서의 물분자 교환 속도에 비해 매우 느리다는 사실을 확인하였다. 따라서 조직 특정 조영제는 해당 조직 혹은 세포의 세포막 투과율과 같은 생리학적 정보를 알아낼 수 있는 기능적 조영제로서의 유용성을 입증할 수 있었다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제12권2호
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• pp.131-141
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• 2008

목적: 물체 내부의 온도를 비침습적으로 측정할 수 있는 양성자 공명 주파수 이동에 의한 MR 온도영상의 재구성에 center array-sequencing 위상펼침(PU) 기법을 적용시켜 그 성능 및 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: MR 온도 영상에 앞서 잡음 수준이 다른 타원형 팬텀들을 컴퓨터 모의 실험으로 제작하고 제안된 PU방 법을 적용시켜 잡음에 대한 성능을 평가하였다. MR 실험은 PU 실험과 이를 이용한 온도분포영상획득 실험으로 구분하여 수행되었다. 1.5T MR 영상장치에서 무릎코일과 $T2^*$ 경사자장에코 펄스열을 이용하여 MR 영상을 얻었다. 물통, 오렌지, 아가젤 등의 팬텀을 실험 대상으로 하였고 자체 제작된 온수펌프 장치로 팬텀의 온도를 조절하였다. T 형 열전쌍 온도측정장치로 팬텀 온도를 측정하고 MR 온도영상 결과와 비교하였다. 획득된 MR영상의 위상분포는 제안된 PU방법으로 위상을 편 후 온도분포 영상을 재구성하였다. 가열 전 후의 온도변화와 MR 영상의 위상변화 관계를 이용하여 아가젤 팬텀 내의 MR온도분포 영상을 구하였다. 결과: 제안된 center array-sequencing PU 알고리즘을 이용하여 여러 팬텀에 대한 MR 위상영상의 접힘 현상을 기존 방법보다 간편하고 빠르게 제거할 수 있었고 이를 이용하여 MR 온도영상을 획득할 수 있었다. 결론: 본 연구는 제안된 center array-sequencing 위상펼침 방법이 잡음에 강하고 처리 속도가 빠를 뿐만 아니라 양성자 공명 주파수 이동의 성질을 이용한 MR 온도 영상 획득에 성공적으로 적용될 수 있음을 보였다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제42권5호
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• pp.354-361
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• 2008

목적: 암모니아의 심근섭취는 심근의 관류나 생존능 및 대사에 관계되어 있으며, N-13 암모니아 PET은 심근의 허혈을 진단하는 데에 유용한 것으로 알려져 있다. 그러나, 아데노신을 이용한 약물부하 심근관류 검사로 N-13 암모니아 PET/CT와 Tc-99m 세스타미비 SPECT 검사를 비교한 연구는 없었다. 이 연구에서는 관상동맥질환이 의심되는 환자에게서 아데노신 약물부하로 N-13 암모니아 PET/CT와 Tc-99m 세스타미비 SPECT를 시행하여 두 검사의 차이를 비교분석하여 N-13 암모니아 PET/CT의 임상 유용성을 알아보았다. 대상 및 방법: 관상동맥질환이 의심되는 환자 중 Tc-99m 세스타미비 SPECT와 N-13 암모니아 PET/CT를 동시에 시행할 수 있었고, 검사 1주일 이내 관상동맥조영술을 시행하였던 17명의 환자(남자:13명, 평균연령 $63{\pm}11$세)를 대상으로 하였다. 아데노신약물 부하 후 N-13 암모니아 PET/CT와 Tc-99m 세스타미비를 검사하여 육안 분석과 정량분석을 실시하였다. 결과: 관상동맥조영술에서 50% 이상의 협착이 확인된 관상동맥의 진단에 대한 민감도와 특이도는 N-13 암모니아 PET/CT는 91%와 89%로, Tc-99m세스타미비 SPECT는 65%와 82%로 각각 나타났다. 또한 N-13 암모니아 PET/CT와 Tc-99m 세스타미비 SPECT는 전체에 238분절 중 65%인 154분절에서 동일한 결과를 보였으며, N-13 암모니아 PET/CT는 Tc-99m 세스타미비 SPECT에서 비가역적인 관류결손을 보였던 병변 중 54%에 대하여 가역적인 관류결손을 나타내었다. 협착혈관이 관장하는 심근부위에 해당하는 110개의 분절에 대하여 부하기와 휴식기의 계수를 N-13 암모니아 PET/CT와 Tc-99m세스타미비 SPECT에서 각각 비교하였을 때, 부하기의 비교에서는, 두 검사간에 유의한 차이를 보이지 않았으나, 휴식기에서는 N-13 암모니아 PET/CT의 계수가 Tc-99m세스타미비 SPECT의 계수보다 높았으며 (p<0.01), 휴식기와 부하기의 계수의 차이도 N-13 암모니아 PET/CT가 Tc-99m 세스타미비 SPECT보다 큰 것으로 나타났다(p<0.01). 결론: N-13 암모니아 PET/CT는 Tc-99m 세스타미비 SPECT보다 관상동맥질환의 진단이 정확하고, 가역적인 관류결손을 보인 분절의 수가 많으며, 휴식-부하 관류차이도 현저하여, 관상동맥질환의 정확한 진단과 함께 심근의 허혈이나 생존능을 더욱 잘 반영하는 것으로 사료된다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권12호
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• pp.180-188
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• 2014

서구화된 식습관, 운동부족, 비만증가 등에 기인한 허혈성 뇌졸중의 급격한 증가로 뇌혈관 협착 또는 폐색의 신속하고 정확한 진단이 매우 중요하다. 뇌혈관을 관찰할 수 있는 기법 중 비 조영 검사인 TOF-MRA 기법은 가장 대표적이고 안정적인 기법이다. 또한 최근 TOF-MRA 혈관영상기법은 CE-MRA 기법에 비해 큰 직경이 아닌 두개 내 혈관과 같은 작은 혈관의 협착 평가에서 유용하다는 평가를 받고 있다. 그러나 TOF-MRA 기법은 뇌 경색의 주요 원인인 플라그 형성에 의한 혈류 역학적인 난류 형성으로 협착 및 폐색의 실제 길이보다 과 측정되는 문제점이 있다. 본 연구의 목적은 유속신호 강조효과를 이용한 TOF-MRA 기법에서 발생하는 플라그 과 측정 오류를 해결하기 위하여 유속신호 감쇄효과를 이용한 3D SPACE T2 시퀀스를 이용, 보다 정확한 협착 및 폐색의 혈관질환 진단을 위한 새로운 시퀀스를 제시하고 난류에 의한 과 측정 원인을 해결하여 임상 활용 가능성을 높이는데 있다. 실험 방법은 플라그 혈관 팬텀을 제작하여 40%, 50%, 60%, 70% 협착을 형성시키고 flow control set를 이용하여 생리식염수로 만든 가상혈류에 0.9ml/sec, 1.5ml/sec, 2.1ml/sec, 2.6ml/sec의 속도 차이를 주어 동일한 조건으로 TOF-MRA 16회, 3D SPACE T2 16회 총 32회를 교차실험 하였고 실제 플라그 길이의 정확도를 비교 실험 하였다. 실험 결과는 각각의 동일한 협착 정도와 혈류 속도의 조건에서 16회의 비교데이터 결과, 새롭게 제안된 SPACE 3D T2 에서 실제 플라그 길이와 유사한 정확도 우위를 보였고, 혈류속도가 빠를수록 그리고 협착 정도가 클수록 TOF-MRA에서 과 측정 오류의 차이가 커짐을 확인 할 수 있었다. 따라서 TOF-MRA에서 발생하는 플라그 과 측정 문제를 해결하고 비 조영 검사인 장점을 유지하기 위해 본 논문에서 제시한 유속신호 감쇄효과를 이용한 3D SPACE T2를 혈관 검사에 사용한다면 보다 정확한 뇌혈관 진단에 큰 도움이 될 것으로 사료된다.