• 제목/요약/키워드: brain atlas

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확률 및 통계적 개념에 근거한 한국인 표준 뇌 지도 작성 및 기능 영상 분석을 위한 가시화 방법에 관한 연구 (Developing a Korean Standard Brain Atlas on the basis of Statistical and Probabilistic Approach and Visualization tool for Functional image analysis)

  • 구방본;이종민;김준식;이재성;김인영;김재진;이동수;권준수;김선일
    • 대한핵의학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.162-170
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    • 2003
  • 이 논문에서는 한국인의 뇌 기능 영상 연구에서의 정확한 분석을 위한 한국인 뇌 확률 지도를 제작하였고 이를 실제 기능 영상 연구에 적용할 수 있도록 하는 뇌 위치 정보 추출 프로그램에 대하여 소개하였다. 한국인의 표준 뇌 확률 지도를 작성하기 위하여 정신과적 병력이 없는 정상인 76개의 뇌 영상을 서울대학교 신경정신과와 핵의학과로부터 수집하였으며, 이를 바탕으로 표준 뇌 영상을 결정하였다. 결정된 표준 뇌 영상은 숙련된 전문의로부터 89개의 해부학적 영역으로 분할하는 작업이 이루어졌다. 표준 뇌 영상에서 분할된 정보들은 자동 분할 알고리즘에서의 기준으로 사용되어 나머지 75개의 뇌 영상들에 대해서도 해부학적 정보들을 가지도록 하였다. 76개의 뇌 영상들에 생성된 각각의 89개의 해부학적 정보들은 동일 위치에서의 확률정보로서 변환되어 뇌 확률 지도를 생성하였다. 제작된 한국인의 뇌 확률지도는 한국인의 뇌에 대한 편차 정보와 해부학적인 정보를 가지며 이는 한국인의 기능 영상 연구에 있어서 보다 정확한 결과를 제시할 수 있다.

쥐 뇌의 고해상도 이미지에서 임계화 기법을 활용한 뇌혈관 네트워크 분석 및 3D 재현 (Analysis and 3D Reconstruction of a Cerebral Vascular Network Using Image Threshold Techniques in High-resolution Images of the Mouse Brain)

  • 이준석
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제22권9호
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    • pp.992-999
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    • 2019
  • In this paper, I lay the foundation for creating a multiscale atlas that characterizes cerebrovasculature structural changes across the entire brain of a mouse in the Knife-Edge Scanning Microscopy dataset. The geometric reconstruction of the vascular filaments embedded in the volume imaging dataset provides the ability to distinguish cerebral vessels by diameter and other morphological properties across the whole mouse brain. This paper presents a means for studying local variations in the small vascular morphology that have a significant impact on the peripheral nervous system in other cerebral areas, as well as the robust and vulnerable side of the cerebrovasculature system across the large blood vessels. I expect that this foundation will prove invaluable towards data-driven, quantitative investigations into the system-level architectural layout of the cerebrovasculature and surrounding cerebral microstructures.

수면 뇌파-기능자기공명영상 동기화 측정과 신호처리 기법을 통한 수면 단계별 뇌연결망 연구 (The Feasibility for Whole-Night Sleep Brain Network Research Using Synchronous EEG-fMRI)

  • 김중일;박범희;윤탁;박해정
    • 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.

Hippocampal Sparing Whole Brain Radiotherapy and Integrated Simultaneous Boost vs Stereotactic Radiosurgery Boost: A Comparative Dosimetric Planning Study

  • Cheah, Soon Keat;Matthews, Thomas;Teh, Bin Sing
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제17권9호
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    • pp.4233-4235
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    • 2016
  • Background: Whole brain radiotherapy (WBRT) and stereotactic radiosurgery were frequently used to palliate patients with brain metastases. It remains controversial which modality or combination of therapy is superior especially in the setting of limited number of brain metastases. The availability of newer medical therapy that improves survival highlighted the importance of reducing long term radiation toxicity associated with WBRT. In this study, we aim to demonstrate the hippocampal sparing technique with whole brain and integrated simultaneous boost Materials and Methods: Planning data from 10 patients with 1-5 brain metastases treated with SRS were identified. Based on the contouring guideline from RTOG atlas, we identified and contoured the hippocampus with 5mm isocentric expansion to form the hippocampal avoidance structure. The plan was to deliver hippocampal sparing whole brain radiotherapy (HSWBRT) of 30 Gy in 10 fractions and simultaneous boost to metastatic lesions of 30 Gy in 10 fractions each. Results: The PTV, hippocampus and hippocampal avoidance volumes ranges between 1.00 - 39.00 cc., 2.50 - 5.30 cc and 26.47 - 36.30 cc respectively. The mean hippocampus dose for the HSWBRT and HSWBRT and SIB plans was 8.06 Gy and 12.47 respectively. The max dose of optic nerve, optic chiasm and brainstem were kept below acceptable range of 37.5 Gy. Conclusions: The findings from this dosimetric study demonstrated the feasibility and safety of treating limited brain metastases with HSWBRT and SIB. It is possible to achieve the best of both worlds by combining HSWBRT and SIB to achieve maximal local intracranial control while maintaining as low a dose as possible to the hippocampus thereby preserving memory and quality of life.

뇌 영상의 형태적 및 기능적 분석을 위한 의료 영상 데이터베이스 (Medical Image Database for Morphometric and Functional Analysis of Brain Images)

  • 김태우
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제8B권2호
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    • pp.164-172
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    • 2001
  • 본 논문에서는 시각화와 공간적, 속성 혼합 쿼리를 수행할 수 있는 관계형 데이터베이스를 설계하고 구현하였다. 쿼리에 사용되는 데이터형은 슬라이스, MPR, 볼륨 렌더링으로 시각화할 수 있으며, 쿼리는 아탈라스를 이용하는 경우와 그렇지 않는 경우를모두 고려하였다. 영상 데이터는 공간충전 곡선으로 공간적으로 클러스트링한 후 무손실 압축하여 데이터베이스에 저장된다. 본 논문은 저장 데이터의 양을 줄이기 위하여 관심영역의 크기에 따라 창의 크기가 변하는 적응적 Hibert 곡선을 제안하였으며, 실험에서 Hibert 곡선의 적용한 데이터보다 약 1.15배 높은 압축율을 보였다. 또한 아틀라스에 대한 뇌종양의 공간적 쿼리 결과를 통하여 본 의료 영상 데이터베이스의 유용성을 보였다.

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비선형변환을 이용한 뇌영상의 정량적 분석 (Quantification of human brain image in Talairach space)

  • 송명진;백철화;김원기
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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    • pp.537-540
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    • 1997
  • The quantitative comparison of brain architecture across different subjects requires a common coordinate system, with respect to which the spatial variability of features form different individuals can be expressed. We have developed and implemented an image warping technique which is based on an elastic body deformation. The resulting 2D deformation map can be used to quantify anatomic differences between subjects. The technique's accuracy is tested, by warping 2D magnetic resonance images of age seventies into Talairach atlas.

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Parotid gland sparing effect by computed tomography-based modified lower field margin in whole brain radiotherapy

  • Cho, Oyeon;Chun, Mison;Park, Sung Ho;Oh, Young-Taek;Kim, Mi-Hwa;Park, Hae-Jin;Nam, Sang Soo;Heo, Jaesung;Noh, O Kyu
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제31권1호
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    • pp.12-17
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    • 2013
  • Purpose: Parotid gland can be considered as a risk organ in whole brain radiotherapy (WBRT). The purpose of this study is to evaluate the parotid gland sparing effect of computed tomography (CT)-based WBRT compared to 2-dimensional plan with conventional field margin. Materials and Methods: From January 2008 to April 2011, 53 patients underwent WBRT using CT-based simulation. Bilateral two-field arrangement was used and the prescribed dose was 30 Gy in 10 fractions. We compared the parotid dose between 2 radiotherapy plans using different lower field margins: conventional field to the lower level of the atlas (CF) and modified field fitted to the brain tissue (MF). Results: Averages of mean parotid dose of the 2 protocols with CF and MF were 17.4 Gy and 8.7 Gy, respectively (p < 0.001). Mean parotid dose of both glands ${\geq}20$ Gy were observed in 15 (28.3%) for CF and in 0 (0.0%) for MF. The whole brain percentage volumes receiving >98% of prescribed dose were 99.7% for CF and 99.5% for MF. Conclusion: Compared to WBRT with CF, CT-based lower field margin modification is a simple and effective technique for sparing the parotid gland, while providing similar dose coverage of the whole brain.

Genome-Wide Analysis Identifies NURR1-Controlled Network of New Synapse Formation and Cell Cycle Arrest in Human Neural Stem Cells

  • Kim, Soo Min;Cho, Soo Young;Kim, Min Woong;Roh, Seung Ryul;Shin, Hee Sun;Suh, Young Ho;Geum, Dongho;Lee, Myung Ae
    • Molecules and Cells
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    • 제43권6호
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    • pp.551-571
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    • 2020
  • Nuclear receptor-related 1 (Nurr1) protein has been identified as an obligatory transcription factor in midbrain dopaminergic neurogenesis, but the global set of human NURR1 target genes remains unexplored. Here, we identified direct gene targets of NURR1 by analyzing genome-wide differential expression of NURR1 together with NURR1 consensus sites in three human neural stem cell (hNSC) lines. Microarray data were validated by quantitative PCR in hNSCs and mouse embryonic brains and through comparison to published human data, including genome-wide association study hits and the BioGPS gene expression atlas. Our analysis identified ~40 NURR1 direct target genes, many of them involved in essential protein modules such as synapse formation, neuronal cell migration during brain development, and cell cycle progression and DNA replication. Specifically, expression of genes related to synapse formation and neuronal cell migration correlated tightly with NURR1 expression, whereas cell cycle progression correlated negatively with it, precisely recapitulating midbrain dopaminergic development. Overall, this systematic examination of NURR1-controlled regulatory networks provides important insights into this protein's biological functions in dopamine-based neurogenesis.

Talairach 좌표계를 이용한 뇌자기공명영상의 반자동 정합법 (Semi-Automatic Registration of Brain M Images Based On Talairach Reference System)

  • 한예지;박현욱
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제41권1호
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    • pp.55-62
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    • 2004
  • 이 논문은 뇌 자기 공명 영상을 Talairach 좌표계에 맞추어 반자동적으로 정합시키기 위한 방법을 제시한다. 뇌영상을 Talairach 좌표계로 변환시키기 위해서는 anterior commissure (AC), posterior commissure (PC), 최 전방점 (AP), 최 후방점 (PP), 최고점 (SP), 최저점(IP), 좌측점 (LP), 우측점 (RP)을 정해주고, 뇌의 회전각을 구하기 위해서 좌뇌와 우뇌의 가운데를 지나는 선을 지정해 준다. 이때 제안한 방법을 쓰면 뇌를 좀더 쉽고 안정된 방법으로 정합할 수 있게 된다. 이 논문에서는 일단 뇌의 midsagittal plane을 추출해 내기 위해 사용자가 axial, coronal 방향에서 각각 두 개씩의 점을 지정해준다. 이후 원형정합을 이용하여 Corpus Callosum의 대강의 위치를 찾아내고 다음 단계에서 그 주변의 영역에 대한 원형정합을 통하여 정확한 AC와 PC의 위치를 찾아낸다. 마지막으로 단면의 밝기 정보를 이용하여 뇌의 경계를 이루는 나머지 점들을 찾을 수 있는데 이렇게 찾아낸 점들로 뇌자기공명영상을 정합하면 좀더 편리하고 안정적인 정합 결과를 얻을 수 있다.

Mitofusin-2 Promotes the Epithelial-Mesenchymal Transition-Induced Cervical Cancer Progression

  • Sung Yong Ahn;Jiwon Song;Yu Cheon Kim;Myoung Hee Kim;Young-Min Hyun
    • IMMUNE NETWORK
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    • 제21권4호
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    • pp.30.1-30.12
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    • 2021
  • High expression of mitofusin-2 (MFN2), a mitochondrial fusion protein, has been frequently associated with poor prognosis of patients with cervical cancer. Here, we aimed to identify the function of MFN2 in cervical cancer to understand its influence on disease prognosis. To this end, from cervical adenocarcinoma, we performed an MTT assay and quantitative RT-PCR (qRT-PCR) analysis to assess the effects of MFN2 on the proliferation and of HeLa cells. Then, colony-formation ability and tumorigenesis were evaluated using a tumor xenograft mouse model. The migration ability related to MFN2 was also measured using a wound healing assay. Consequently, epithelial-mesenchymal transition (EMT) of MFN2-knockdowned HeLa cells originating from adenocarcinoma. markers related to MFN2 were assessed by qRT-PCR. Clinical data were analyzed using cBioPortal and The Cancer Genome Atlas. We found that MFN2 knockdown reduced the proliferation, colony formation ability, migration, and in vivo tumorigenesis of HeLa cells. Primarily, migration of MFN2-knockdowned HeLa cells decreased through the suppression of EMT. Thus, we concluded that MFN2 facilitates cancer progression and in vivo tumorigenesis in HeLa cells. These findings suggest that MFN2 could be a novel target to regulate the EMT program and tumorigenic potential in HeLa cells and might serve as a therapeutic target for cervical cancer. Taken together, this study is expected to contribute to the treatment of patients with cervical cancer.