• 제목/요약/키워드: Single shot EPI

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7.0T 동물용 MRI을 이용한 종양의 현성확산계수와 병리학적 소견의 평가 (Using a 7.0T animal MRI comparison of ADC values and Pathologic Findings)

  • 성재구;임청환
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.201-202
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    • 2011
  • 본 연구에는 7.0T 동물용 자기공명영상장치를 이용하여 인간의 췌장암 세포인 CFPAC-1를 이종 이식한 쥐에서 자기공명영상을 획득하여 최적화된 검사 Protocol을 정립하며, 동물 실험에서 밝혀진 종양특성과 확산강조영상과의 비교 분석을 해보고 현성확산계수 영상이 췌장암 이종이식 모형의 종양 세포 내부 구조에 관하여 어떠한 정보를 제공 할 수 있는지 알아보고자 한다. 13마리의 쥐의 26개의 종양을 전형적으로 주입 후에 2~4주 뒤에 직경이 5~10mm가 되었을 때 imaged 하였으며, pathologic specimenm을 위해 sacrificed 하였다. isofluoran gas anesthesia를 이용하여 동물 마취 하였다. 사용된 장비로는 small-animal MR images (7.0-T)를 (Bruker BioSpin GmbH, Rheinstetten, Germany)이용하여 Fast T2-weighted 와 single-shot EPI DW image를 얻었다. 종양은 H&E 염색과 CD31와 VEGF에 대한 면역조직학 염색을 하여 종양의 cellularity와 microvessel density(MVD), 종양 내 괴사 정도를 평가하였다. CFPAC-1의 현성확산계수값은 $0.7327{\pm}0.1075{\pm}10^{-3}mm2/s$이였으며, 현성확산계수는 종양내 괴사 정도와 연관성을 보였다(R = 0.7417, p = 0.0001) 이처럼 현성확산계수는 종양 내 괴사 정도 등의 현미경적구조변화를 반영하는 대리인자로 사용될 수 있음을 확인하였다.

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뇌기능 영상에서 인지 수행 능력, 신경 활성화 면적 신경 활성화 크기의 상관관계 (Correlation between Cognitive Performance Ability, Neural Activation Area and Neural Activation Intensity in fMRI)

  • 손진훈;오종현;탁계래;이정한;이수열;정순철
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권7호
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    • pp.200-207
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    • 2005
  • This study compares two different methods of measuring brain-BOLD activation. By comparing two different methods of measurement i.e., one method calculating the neural activation area (the number of activated voxels), while the other measured the neural activation intensity (the mean intensity of selected activated yokels), this study identified the more precise method of measuring brain activation which results from the completion of a visuospatial task. 16 right-handed male college students (mean age 23.2 years) participated in this study as subjects. Functional brain images were scanned on them using a 3T MRI single-shot EPI method. No correlation was found between the levels of cognitive performance and number of activated yokels in the activated brain areas. However, a significant correlation was found between the levels of cognitive performance and the mean intensity of selected activated yokels in the parietal, frontal, and other areas. In conclusion, the method of mean intensity was considered a better index of brain activity rather than the activated yokels measurement method.

An fMRI Study of Cognitive Function during Hyperoxia

  • Chung Soon-Cheol;Kim Ik-Hyeon;Tack Gye-Rae;Lee Soo Yeol;Sohn Jin-Hun
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.1-7
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    • 2005
  • This study aimed to investigate the hypothesis that administration of the air with 30% oxygen compared with normal air (21% oxygen) enhances cognitive functioning through increased activation in the brain. Seventeen college students (right­handed, average age of 24.3) were selected as subjects for this study. An oxygen supply equipment that provides 21% and 30% oxygen at a constant rate of 8L/min was developed. In order to measure the performance level of visuospatial and verbal cognition, two psychological tests were developed. The experiment consisted of two runs, one for cognition task with normal air (21% oxygen) and the other for cognition task with hyperoxic air (30% oxygen). Visuospatial and verbal tasks were presented while brain images were scanned by a 3T fMRI system using the single-shot EPI method. The results showed that there was an improvement in performance and also increased activation in several brain areas in the higher oxygen condition. These results suggest that while performing cognitive tasks, high concentrations of oxygen administration make oxygen administration sufficient, thus making neural network activate more, and the ability to perform cognitive tasks increase.

MRI와 동시에 측정한 뇌전도 신호로 전류원 국지화를 할 때 경사자계 유발 잡음의 영향 분석 (Effects of Gradient Switching Noise on ECD Source Localization with the EEG Data Simultaneously Recorded with MRI)

  • 이항로;한재용;조민형;임창환;정현교;이수열
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제7권2호
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    • pp.108-115
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    • 2003
  • 목적 : MRI를 촬영하면서 동시에 측정한 뇌전도 신호에 가장 크게 영향을 미치는 것은 경사자계 유발 잡음이다. MRI와 동시에 측정한 뇌전도 신호에서 전류원 국지화를 수행할 때, 경사자계 유발 잡음이 미치는 영향을 분석하고자 한다. 대상 및 방법 : 사람의 머리와 유사하게 만든 뇌전도 팬텀과 MR compatible 뇌전도 측정시스템, 그리고 3.0 Tesla MRI 시스템을 실험에 사용하였다. 3.0 Tesla MRI 시스템 안에 전류원이 설치되어 있는 뇌전도 팬텀을 놓고, EPI 촬영을 하는 동안 뇌전도 신호를 측정하였다. 경사자계의 세기와 전류원의 위치를 조절하면서 뇌전도 신호 측정을 하였고, 측정된 뇌전도 신호에 대하여 전류원 국지화를 수행할 때 나타나는 국지화 오차를 평가하였다. 결과 : 경사자계 유발잡음에 의한 국지화 오차는 경사자계의 세기와 전류원의 위치에 따라 변화하는 것을 관찰하였다. 또한 경사자계 유발잡음이 Gaussian 잡음보다 전류원 국지화에 미치는 영향이 큰 것을 관찰하였으며, 경사자계 유발 잡음의 전력이 뇌전도 신호 전력의 $10\%$ 이하일 때는 전류원 국지화에 미치는 영향이 미미함을 관찰하였다. 결론 : 경사자계 유발 잡음 전력을 뇌전도 신호 전력의 $10\%$ 이하로 줄인다면 MRI를 하면서 동시에 측정한 뇌전도 신호로도 전류원 국지화를 할 수 있음을 알 수 있었다.

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인지 기능 수행 시 BOLD 신호 크기에 기반 한 영역별 대뇌 편측화 (Cerebrum Lateralization by Area based on the Intensity of BOLD Signal during Cognitive Performance)

  • 정순철;손진훈;김익현;이수열
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.183-192
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    • 2005
  • This study compared cerebral lateralization index based on the area of neural activation with that based on the intensity of neural activation. For this purpose, 8 right-handed male college students (the mean age - 23.5 years) and 10 right-handed male college students (the mean age - 25.1 years) participated respectively in researches on visuospatial and verbal task brain function. Functional brain images were taken from 3T MRI using the single-shot EPI method. The result of measuring cerebral lateralization index based on the area of neural activation suggested that the right hemisphere is dominant in visuospatial tasks and the left one is in verbal tasks. However, the dominance is not sufficient to locate the exact part of the brain for these tasks. When cerebral lateralization index was computed based on the intensity of neural activation, it was derived that the area of cerebral lateralization closely related to visuospatial tasks is the superior parietal lobe, and the area of cerebral lateralization closely related to verbal tasks is the inferior and middle frontal lobes. Thus, cerebral lateralization index by area based on the intensity of neural activation as proposed by this study can determine the dominance of the cerebrum by area, so is helpful for accurate and quantitative determination of cerebral lateralization.

The Feasibility of Event-Related Functional Magnetic Resonance Imaging of Power Hand Grip Task for Studying the Motor System in Normal Volunteers; Comparison with Finger Tapping Task

  • Song, In-Chan;Chang, Kee-Hyun;Han, Moon-Hee
    • 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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    • 대한자기공명의과학회 2001년도 제6차 학술대회 초록집
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    • pp.111-111
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    • 2001
  • 목적: To evaluate the feasibility of the event-related functional MR study using power grip studying the hand motor system 대상 및 방법: Event-related functional MRI was performed on a 1.5T MR unit in seven norm volunteers (man=7, right-handedness=2, left-handedness=5, mean age: 25 years). A single-shot GRE-EPI sequence (TR/TE/flip angle: 1000ms/40ms/90, FOV = 240 mm matrix= 64$\times$64, slice thickness/gap = 5mm/0mm, 7 true axial slices) was used for functiona MR images. A flow-sensitive conventional gradient echo sequence (TR/TE/flip angl 50ms/4ms/60) was used for high-resolution anatomical images. To minimize the gross hea motion, neck-holders (MJ-200, USA) were used. A series of MR images were obtained in axial planes covering motor areas. To exclude motion-corrupted images, all MR images wer surveyed in a movie procedure and evaluated using the estimation of center of mass of ima signal intensities. Power grip task consisted of the powerful grip of all right fingers and hand movement ta used very fast right finger tapping at a speed of 3 per 1 second. All tasks were visual-guid by LCD projector (SHARP, Japan). Two tasks consisted of 134 phases including 7 activatio and 8 rest periods. Active stimulations were performed during 2 seconds and rest period were 15 seconds and total scan time per one task was 2 min 14 sec. Statistical maps we obtained using cross-correlation method. Reference vector was time-shifted by 4 seconds an Gaussian convolution with a FWHM of 4 seconds was applied to it. The threshold in p val for the activation sites was set to be 0.001. All mapping procedures were peformed usin homemade program an IDL (Research Systems Inc., USA) platform. We evaluated the activation patterns of the motor system of power grip compared to hand movement in t event-related functional MRI.

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뇌종야의 관류 자기공명영상: 예비보고 (Perfusion MR Imaging of the Brain Tumor: Preliminary Report)

  • 김홍대;장기현;성수옥;한문희;한만청
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제1권1호
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    • pp.119-124
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    • 1997
  • 목적: 뇌종양에서 자기공명 뇌혈류량지도(MR cerebral blood volume map)의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 15예의 두개강내 종괴(다형성 교모세포종 2예, 저등급 교종 3예, 뇌농양 2예, 뇌수막종 3예, 신경세포종 1예, 배아종 1예, 방사선괴사 1예, 전이암 1예) 에서 관류 MR영상을 수술전에 시행하였다. 환자의 평균연령은 42세였고(22-68), 남자 10명, 여자 5명이었다. MR영상기기는 1.5T unit(Signa, GE Medical Systems, Milwaukee, Wisconsin)를 사용하였다. 조영제 주입후 조영제의 일차 통과시 나타나는 자화율을 얻었다. (조영제는 최오의 MR 촬영시작후 10초부터 시작하여, 총량 15cc 의 Gadopentate dimeglumine(Magnevist)를 약 2ml/sec의 속도로 손으로 주입하였다). 각 환자마다 160초 동안 6 slice에서 slice당 80 image씩 총 480 image를 얻었으며 interleaved single shot gradient EPI기법을 사용하였다. 영상변수는 TR 2000ms, TE 50ms, FOV $240{\times}240mm,{\;}matrix{\;}size{\;}128{\times}128$, slice thickness/gap 5/ 2.5mm, flip angle $90^{\circ}$로 하였다. 얻은 영상데이터는 GE workstation으로 전송한 후, 자체적으로 개발한 software에 의해 각 kvoxel마다 시간경과에 따른 신호크기의 로그변화곡선(${\Delta}R2^{*}=-In(S/S_0$)의 적분값을 구하여 국소뇌혈류량(rCBV)영상을 구성하였다. 이의 시각적 해석을 용이하게 하기 위해 정상 뇌백질의 관류정도를 기준으로 하여 상대적인 RGB 색수치로 변환하여, color rCBV map을 얻었다. 관류의 정도와 조영증강정도를 중심으로 관류 MR 영상소견과 조직학적 소견을 관련지어 분석하였다. 결과: 조영증강 T1강조MR영상에서 환상조영증강을 보이는 다형성 교보세포종 2예에서는 변연부 외륜이 고관류를, 중심부의 괴사부위는 저관류로 나타났다. 저등급 교종은 경계가 불분명한 저관류부위로 보였다. 뇌농양 2예는 변연부 외륜이 경도의 고관류를, 중심부는 저관류로 나타났다. 뇌수막종은 미만성의 균일한 중등도 혹은 고도의 고관류로 보였으며, 임파종과 배아종은 경계가 명확한 저관류부위로 나타났다. 신경세포종은 종괴\ulcorner 일부에 중등도 혹은 고도의 고관류부위가 관찰되었고, 전이암은 다수병변중 일부에서 중등도의 고관류를 보였다. 방사선괴사는 저관류부위내에 국소적 고관류부위를 보였다. 결론: 관류 MR영상은 뇌종양의 관류상태를 비교적 잘 반영하며, 조직학적 특성을 예측하는데에 도움을 주 수 있을 것으로 기대된다. 뇌종야에서의 관류MR영상의 분명한 역할을 규명하기 위해서는 앞으로 더 많은 임상적 연구가 필요할 것으로 생각된다.

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뇌기능 자기공명영상의 시계열 신호 분석에 의한 공간인지과제 수행시 산소 공급의 효과 관찰 (Observations of Oxygen Administration Effects on Visuospatial Cognitive Performance using Time Course Data Analysis of fMRI)

  • 손진훈;유지혜;엄진섭;이수열;정순철
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제9권1호
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    • pp.9-15
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    • 2005
  • 목적 : 본 연구는 외부에서 고 농도$(30\%)$의 산소 공급이 공간 인지 능력에 어떠한 변화를 유발하는지 뇌기능 자기공명영상의 시계열 신호 분석을 통해 관찰하고자 한다. 대상 및 방법 : 비슷한 난이도의 공간 인지 과제 두 세트를 제작하기 위해 집단 검사를 실시하였다. 집단검사는 263명의 대학생을 대상으로 수행되었다. 그 결과 공간 인지 능력 측정을 위해 20 문항을 포함하는 두 개의 문제지를 제작하였다. 8명의 오른손잡이 남자 대학생(평균 23.5세)이 뇌기능 자기공명영상 실험의 피험자로 참여하였다. $21\%$$30\%$의 산소를 공급하면서 공간 인지 과제를 수행하는 두 번의 실험이 설계되었다. 각 실험은 네 개의 블록으로 구성되고, 각 블록은 통제 및 공간 과제로 구성되었다. 37 MRI 기기를 사용하여 single-shot EPI 방법으로 뇌기능 영상을 획득하였다. 감산법을 이용하여 공간 과제 수행 시 활성화되는 뇌 영역을 추출하였다. 활성화 영역의 시계열 신호 분석을 위해 대표적인 네 영역(소뇌, 후두엽, 두정엽, 전두엽)을 선정하였다. 결과 : 평균 정답률은 $21\%$$30\%$ 산소 농도에서 각각 $50.63{\pm}8.63$$62.50{\pm}9.64$ 이었고, 두 농도간의 통계적 유의차가 발생하였다 (p<0.05). $21\%$에 비해 $30\%$ 산소 농도에서 소뇌 후두엽, 두정엽, 전두엽 영역에서 신경 활성화의 면적이 증가하였다. 소뇌, 후두엽, 두정엽 영역의 신경 활성화 면적의 증가율은 약 $17\%$이었고, 전두엽은 약 $50\%$ 이었다. 특히, 공간 인지 처리와 가장 밀접한 관련이 있는 두정엽 영역에서는 신경 활성화 강도도 증가하였다. 좌 두정엽에서 신경 활성화 강도의 증가율은 약 $1.4\%$ 이었고, 우 두정엽은 약 $1.7\%$ 이었다. 결론 : 고농도의 산소가 과제수행에 필요한 산소 공급을 충분하게 하여 과제수행에 필요한 신경망을 보다 활성화시켰다. 그리고 그 결과로 과제 수행 능력도 증가시킨다는 결론을 도출할 수 있다.

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다양한 두개강내 질환의 확산강조 자기공명영상 : 임상적 유용성 (Diffusion-Weighted MR Imaging of Various Intracranial Diseases : Clinical Utility)

  • 김영준
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제2권1호
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    • pp.104-112
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    • 1998
  • 목적 : 다양한 두개강내 질환을 가진 환자들을 대상으로 확산강조영상을 시행하여 병변의 신호강도를 분석함으로써 확산강조영상의 임상적 유용성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 전향적으로 무작위 추출하여 확산강조영상을 시행한 70명의 환자(급성 뇌경색 20명, 만성 뇌경색 또는 소혈관 질환 21명, 두개강내 원발성 종양 14명, 뇌전이 3명, 뇌종양 5명, 뇌혈종 5명, 퇴행중의 유구낭미충 1명, 유피낭종 1명)를 대상으로 하였다. 확산강조영상은 1.5T 장치를 사용하여, single shot spin echo EPI 기법을 사용하여, 6500ms TR, 107ms TE, $128{\times}128$ matrix, 1 number of excitation, $24{\times}24{\;}cm$ field of view, 5-7mm slice thickness, 2-3 mm inter-slice gap으로, x, y, z 세방향으로 확산경사자기($b=1000s{\;}/{\;}textrm{mm}^2$)를 가하여 얻었다. 병변의 신호강도의 평가는 정성적인 분석에서는 병변의 신호강도를 임의의 5단계로 구분하여 분석하였고, 정량적 분석에서는 ROI(region of interest)를 이요하여 병변의 신호강도를 측정하여, 반대쪽 정상 뇌실질에서 얻은 신호강도와의 상대적 신호강도비를 구하였다. 결과 : 정성적 분석에서 매우 높은 신호강도를 보인 병변은 모든 예의 급성 뇌경색, 뇌농양, 유피낭종, 그리고 퇴행성 유구낭미충의 낭성 병변이었다. 뇌혈종은 모든 예에서 병변내에 매우 높은 신호강도와 낮은 신호강도가 혼재되어 있었다. 1명의 종양환자에서는 고형성 부분에 국소적인 매우 높은 신호강도가 보였다. 이들 병변 각각의 뇌실질에 대한 평균 신호 강도비는 모두 2.5 이상이엇다. 정성적 분석에서 죄실질과 같은 정도의 신호강도를 보인 경우는 실경교증(71%), 뇌종양의 고형성 부분(64%), 뇌전이 (100%), 혈관성 부종(67%)이었으며, 이들 병변의 뇌실질에 대한 평균 신호강도비는 1.15에서 1.28로 서로간에 의미있는 차이는 없었다.(p>0.1). 매우 낮거나 약간 낮은 신호강도를 보인 경우는 낭성 뇌연화증과 종양내 괴사로서, 평균 신호강도비는 각각 0.45와 0.42였다. 결론 : 급성 뇌경색, 뇌농양, 유피낭종, 퇴행중의 유구낭미충은 확산강조영상에서 매우 높은 신호강도를 보여, 다른 실환과의 감별 진단에 유용할 것으로 생각되며, 특히 뇌농양과 괴사나 낭성 부분을 포함한 뇌종양과의 감별에 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

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탄화규소(SiC) 반도체소자의 동향 (Trend of SiC Power Semiconductor)

  • 김상철;방욱;서길수;김기현;김형우;김남균;김은동
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.7-12
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    • 2004
  • 탄화규소 전력반도체 소자는 실리콘 전력반도체 소자에 비해 우수한 물질특성을 갖고 있어 성능 측면에서 뿐 만 아니라 전력변환장비의 크기를 획기적으로 줄일 수 있는 새로운 반도체 소자이다. 특히 unipolar 계열의 소자에서 괄목할 만한 특성을 보이고 있다. 현재 쇼트키 장벽 다이오드의 경우 5kV급, UMOSFET의 경우 3kV급의 소자까지 보고되고 있으며 반도체 물질 중에서 가장 활발히 연구가 진행되고 있는 분야 중의 하나이다. 단결정성장 분야에서도 3인치 급이 상용화 되었으며 4인치 크기의 웨이퍼의 상용화가 조만간 실현될 것으로 기대되고 있다. 이러한 기술적 발전을 토대로 600V, 1200V급 쇼트키 다이오드가 PFC boost 용으로 시판되고 있으나 아직은 다른 반도체 소자에 비해 미미한 실정이다. 현재에는 $250^{\circ}C$까지의 온도영역에서 실리콘 SOI(Silicon on Insulator) 소자가 주로 사용되고 있다. 그러나 $300^{\circ}C$를 넘는 온도 영역에서는 실리콘으로는 한계가 있고, 특히 SOI는 전력소자에 적용하기는 한계가 있어 주로 저전력 고온소자가 필요한 부분에 적용이 되고 있다. 따라서 전력용에 적합한 고온소자로 탄화규소 소자의 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재의 추세로 보아 $200-300^{\circ}C$ 영역의 응용분야에서는 SOI와 탄화규소가 함께 적용될 것으로 예상되며, $300^{\circ}C$를 넘는 온도영역에서는 탄화규소 소자의 우월적 지위가 예상된다. 이러한 이유로 탄화규소 반도체소자의 응용 분야는 크게 확대될 것으로 예상되며 국가적 차원의 지원 및 육성이 요구되는 분야 중의 하나이다.t로 사용한 소자보다 발광 소광 현상이 적게 일어난 것에 기인하였다고 생각된다. 두 소자 모두 $40mA/cm^2$ 에서 이상적인 화이트 발란스와 같은(0.33,0.33)의 색좌표를 보였다.epsilon}_0=1345$의 빼어난 압전 및 유전특성과 $330^{\circ}C$의 높은 $T_c$를 보였고 그 조성의 vibration velocity는 약4.5 m/s로 나타났다.한 관심이 높아지고 있다. 그러나 고 자장 영상에서의 rf field 에 의한 SAR 증가는 중요한 제한 요소로 부각되고 있다. 나선주사영상은 SAR 문제가 근원적으로 발생하지 않고, EPI에 비하여 하드웨어 요구 조건이 낮아 고 자장에서의 고속영상방법으로 적합하다. 본 논문에서는 고차 shimming 을 통하여 불균일도를 개선하고, single shot 과 interleaving 을 적용한 multi-shot 나선주사영상 기법으로 $100{\times}100$에서 $256{\times}256$의 고해상도 영상을 얻어 고 자장에서 초고속영상기법으로 다양한 적용 가능성을 보였다. 연구에서 연구된 $[^{18}F]F_2$가스는 친핵성 치환반응으로 방사성동위원소를 도입하기 어려운 다양한 방사성의 약품개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.었으나 움직임 보정 후 영상을 이용하여 비교한 경우, 결합능 변화가 선조체 영역에서 국한되어 나타나며 그 유의성이 움직임 보정 전에 비하여 낮음을 알 수 있었다. 결론: 뇌활성화 과제 수행시에 동반되는 피험자의 머리 움직임에 의하여 도파민 유리가 과대평가되었으며 이는 이 연구에서 제안한 영상정합을 이용한 움직임 보정기

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