Kim, Taeho;Pooley, Robert;Lee, Danny;Keall, Paul;Lee, Rena;Kim, Siyong
Progress in Medical Physics
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v.25
no.2
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pp.72-78
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2014
The aim of the study is to test a hypothesis that quasi-breath-hold (QBH) biofeedback improves the residual respiratory motion management in gated 3D thoracic MR imaging, reducing respiratory motion artifacts with insignificant acquisition time alteration. To test the hypothesis five healthy human subjects underwent two gated MR imaging studies based on a T2 weighted SPACE MR pulse sequence using a respiratory navigator of a 3T Siemens MRI: one under free breathing and the other under QBH biofeedback breathing. The QBH biofeedback system utilized the external marker position on the abdomen obtained with an RPM system (Real-time Position Management, Varian) to audio-visually guide a human subject for 2s breath-hold at 90% exhalation position in each respiratory cycle. The improvement in the upper liver breath-hold motion reproducibility within the gating window using the QBH biofeedback system has been assessed for a group of volunteers. We assessed the residual respiratory motion management within the gating window and respiratory motion artifacts in 3D thoracic MRI both with/without QBH biofeedback. In addition, the RMSE (root mean square error) of abdominal displacement has been investigated. The QBH biofeedback reduced the residual upper liver motion within the gating window during MR acquisitions (~6 minutes) compared to that for free breathing, resulting in the reduction of respiratory motion artifacts in lung and liver of gated 3D thoracic MR images. The abdominal motion reduction in the gated window was consistent with the residual motion reduction of the diaphragm with QBH biofeedback. Consequently, average RMSE (root mean square error) of abdominal displacement obtained from the RPM has been also reduced from 2.0 mm of free breathing to 0.7 mm of QBH biofeedback breathing over the entire cycle (67% reduction, p-value=0.02) and from 1.7 mm of free breathing to 0.7 mm of QBH biofeedback breathing in the gated window (58% reduction, p-value=0.14). The average baseline drift obtained using a linear fit was reduced from 5.5 mm/min with free breathing to 0.6 mm/min (89% reduction, p-value=0.017) with QBH biofeedback. The study demonstrated that the QBH biofeedback improved the upper liver breath-hold motion reproducibility during the gated 3D thoracic MR imaging. This system can provide clinically applicable motion management of the internal anatomy for gated medical imaging as well as gated radiotherapy.
The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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v.16
no.4
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pp.196-205
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2011
To investigate the contribution of macroalgae to biogeochemical nutrients and carbon cycles, we measured the uptake rates of nutrients and $CO_2$ and characteristics of fluorescence of Saccharina japonica (Laminaria japonica Areschoug) using an incubation method in an acrylic chamber. From January to May 2011, S.japonica was sampled at Ilkwang, one of well-known macroalgae culture sites around Korea and ranged 46~288 cm long and 4.8~22.0 cm wide of whole thallus. The production rate of dissolved oxygen by S. japonica (n=25) was about $6.9{\pm}5.8{\mu}mol\;g^{-1}$ fresh weight(FW) $h^{-1}$. The uptake rate of total dissolved inorganic carbon ($TCO_2$), calculated by total alkalinity and pH, was $8.9{\pm}7.9{\mu}mol\;g^{-1}\;FW\;h^{-1}$. Mean nutrients uptake were $175.6{\pm}161.1\;nmol\;N\;g^{-1}\;FW\;h^{-1}$ and $12.7{\pm}10.1\;nmol\;P\;g^{-1}\;FW\;h^{-1}$. There were logarithmic relationships between thallus length and uptake rates of nutrients and $CO_2$, which suggested that younger specimens (<100-150 cm) were much more efficient at nutrients and $CO_2$ uptake than old specimens > 150 cm. There was a positive linear correlation ($r^2$=9.4) existed between the dissolved oxygen production rate and the $TCO_2$ uptake rate, suggesting that these two factors may serve as good indicators of S. japonica photosynthesis. There was also positive linear relationship between maximal quantum yield ($F_v/F_m$) and production/uptake rates of dissolved oxygen, $TCO_2$ and phosphate, suggested that $F_v/F_m$ could be used as a good indicator of photosynthetic ability and $TCO_2$ consumption of macroalgae. Maximum relative electron transport rate ($rETR_{max}$) of S. japonica increased as thallus grew and was high in distal part of thallus which may be resulted from the increase of photosynthetic cell density per area. The annual $TCO_2$ uptake by S. japonica in Gijang area was estimated about $1.0\sim1.7{\times}10^3C$ ton, which was about 0.02-0.03% of carbon dioxide emission in Busan City. Thus, more research should be focused on macroalgae-based biogeochemical cycles to evaluate the roles and contributions of macroalgae to the global carbon cycle.
Narcolepsy is a sleep disorder, which is characterized by excessive daytime sleepiness (EDS) that is typically associated with cataplexy, sleep fragmentation and other REM sleep-related phenomenon such as sleep paralysis and hypnagogic hallucination. Narcoleptic symptoms can be developed from various medical or neurological disorders. A 17-year-old male patient admitted for the evaluation of EDS which started three-month ago. He slept more than 18 hours a day with cataplexy and hypnagogic hallucination. He was obese with body mass index (BMI) of 30.4 kg/$m^2$. After admission he was newly diagnosed to the thyrotoxicosis. T3 391.2 ng/dL (60-181), free T4 4.38 ng/dL (0.89-1.76), TSH <0.01 ${\mu}IU$/mL (0.35-5.5) were measured. His pulse rate ranged 70-90 beats per minute and blood pressure ranged 150/100-120/70 mmHg. Polysomnography revealed many fragmentations in sleep with many positional changes (81 times/h). Sleep onset latency was 33.5 min, sleep efficiency was 47.9%, and REM latency from sleep onset was delayed to 153.6 min. REM sleep percent was increased to 27.1%. Periodic limb movement index was 13.4/h. In the multiple sleep latency test (MSLT), average sleep latency was 0.4 min and there were noted 3 SOREMPs (Sleep Onset REM sleep period) on 5 trials. We couldn't discriminate the obvious sleep-wake pattern in the actigraph and his HLA DQB1 $^*0602$ type was negative. His thyroid function improved following treatment with methimazole and propranolol. Vital sign maintained within normal range. Cataplexy was controlled with venlafaxine 75 mg. Subjective night sleep continuity and PLMS were improved with clonazepam 0.5 mg, but the EDS were partially improved with modafinil 200-400 mg. Thyrotoxicosis might give confounding role when we were evaluating the EDS, though sleep fragmentation was one of the major symptoms of narcolepsy, but enormous amount of it made us think of the influence of thyroid hormone. The loss of sleep-wake cycle, limited improvement of EDS to the stimulant treatmen, and the cataplexy not supported by HLA DQB1 $^*0602$ should be answered further. We still should rule out idiopathic hypersomnia and measuring CSF hypocretin level would be helpful.
Purpose : To compare radiation dose for coronary CT angiography (CTA) obtained with 6 examination protocols such as a retrospectively ECG gated helical scan, a prospectively ECG gated sequential scan, low kVp technique, and cardiac dose modulation technique. Materials and Methods : Coronary CTA was performed by using 6 current clinical protocols to evaluate effective dose and organ dose in primary beam area with anthropomorphic female phantom and glass dosimetric system in 64 channel multi-detector CT. After acquiring topograms of frontal and lateral projection with 80 kVp and 10 mA, main coronary scan was done with 0.35 sec tube rotation time, 40 mm collimation ($0.625\;mm{\times}64\;ea$), small scan field of view (32 cm diameter), 105 mm scan length. Heart beat rate of phantom was maintained 60 bpm in ECG gating. In constant mAs technique 120 kVp, 600 mA was used, and 100 kVp for low kVp technique. In a retrospectively ECG gated helical CT technique 0.22 pitch was used, peak mA (600 mA) was adopted in range of $40{\sim}80%$ of R-R interval and 120mA(80% reduction) in others with cardiac dose modulation. And 210 mAs was used without cardiac dose modulation. In a prospectively ECG gated sequential CT technique data were acquired at 75% R-R interval (middle diastolic phase in cardiac cycle), and 120 msec additional padding of the tube-on time was used. For effective dose calculation region specific conversion factor of dose length product in thorax was used, which was recommended by EUR 16262. Results : The mean effective dose for conventional coronary CTA without cardiac dose modulation in a retrospectively ECG gated helical scan was 17.8 mSv, and mean organ dose of heart was 103.8 mGy. With low kVp and cardiac dose modulation the mean effective dose showed 54.5% reduction, and heart dose showed 52.3% reduction, compared with that of conventional coronary CTA. And at the sequential scan(SnapShot pulse mode) under prospective ECG gating the mean effective dose was 4.9 mSv, this represents an 72.5% reduction compared with that of conventional coronary CTA. And heart dose was 33.8 mGy, this represents 67.4% reduction. In the sequential scan technique under prospective ECG gating with low kVp the mean effective dose was 3.0 mSv, this represents an 83.2% reduction compared with that of conventional coronary CTA. And heart dose was 17.7 mGy, this represents an 82.9% reduction. Conclusion : In coronary CTA at retrospectively ECG gated helical scan, cardiac dose modulation technique using low kVp reduced dose to 50% above compared with the conventional helical scan. And the prospectively ECG gated sequential scan offers substantially reduced dose compared with the traditional retrospectively ECG gated helical scan.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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