자성 망간 추적자를 이용한 in Vivo 시신경경로 추적에 관한 연구

배성진,장용민,Bae, Sung-Jin,Chang, Yong-Min 한국의학물리학회 2007 의학물리 Vol.18 No.1

목적: 망간 조영증강 자기공명영상을 이용하여 시신경경로의 활성화를 추적해 보고자 하였다. 대상 및 방법: 뉴질랜드 암컷 흰색 토끼의 망막에 $30{\mu}l$의 $MnSl_2(1mol)$ 용액을 주입한 후 고성능 경사자계 시스템이 장착된 임상용 1.5 기기에서 3D FSPGR 펄스열을 사용하여 고해상도 T1-강조영상을 망간 주입 후 12시간, 24시간, 48시간에 각각 획득한 후 시신경경로의 주요 해부학적 구조물에서의 조영증강을 관찰하였다. 또한 정량적 평가를 위하여 해부학적 위치에 동일한 원형의 관심영역을 정하여 신호강도를 측정 한 후 배경 잡음의 신호강도와의 신호대 잡음비(signal-to-noise ratio)를 구하였다. 결과: 망간 주입 후 시신경 경로상의 주요 구조물들이 조영증강 되었다 조영 증강된 주요 구조물로는 오른쪽 시신경(optic nerve), 시각교차(optic chiasm), 왼쪽 시신경 경로(optic tract), 왼쪽 가쪽 무릎핵(lateral geniculate nucleus), 왼쪽 상구(superior colliculus) 등 오른쪽 망막의 대측(contralateral) 시신경 경로상의 구조물이었으며 동측(ipsilateral) 시신경 경로는 조영증강을 보이지 않았다. 결론: 시신경계의 말단부위인 망막에 $MnCl_2$를 주입한 후 시신경계의 축삭을 통한 망간이온의 전파를 비침습적으로 관찰 할 수 있었다. 이러한 망간이온의 전파는 전압 개폐성 칼슘채널을 통하여 일어나는 것으로 여겨지며 특히 망막에 직접 주입하는 경우 전압 개폐성 칼슘채널의 빠른 이동 경로를 이용하는 것으로 추측된다. Purpose: To evaluate the tracing of optic nerve tract using manganese enhanced magnetic resonance Imaging. Materials and Methods: After injecting $30{\mu}l$ of $MnCl_2(1mol)$ (1 mol) Into the retina of female New Zealand white rabbit, the contrast enhancements at major anatomical structures of optic nerve tract were evaluated by high resolution T1-weighted Images 12 hours, 24 hours, and 48 hours after $MnCl_2(1mol)$ Injection using 3D FSPGR (Fast Speiled Gradient Recalled echo) pulse sequence at 1.5T clinical MR scanner with high performance gradient system. Also, for quantitative evaluation, the signal-to-noise ratios of circular ROI on anatomical locations were measured. Results: The major structures on the optic nerve tract were enhanced after injecting $MnCl_2(1mol)$. The structures, which showed enhancement, were right optic nerve, optic chiasm, left optic tract, left lateral geniculate nucleus, left superior colliculus. The structures on the contralateral optic pathway to the right retina were enhanced whereas the structures on the ipsilateral pathway did not show enhancement. Conclusion: The Mn transport through axonal pathway of optic nerve sys)em was non- invasively observed after injecting injecting $MnCl_2$ at the retina, which is the end terminal of optic nerve system. This Mn transport seems to occur by voltage gated calcium $(Ca^{2+})$ channel and In case of direct Injection Into the retina, the fast transpori pathway of voltage gated calcium channel seems to be responsible for Mn transport.

상자성 복합체의 분자량에 따른 T1 및 T2 자기이완시간에 관한 연구

김인성,이영주,김주현,김숙경,김태정,강덕식,장용민,Kim In-Sung,Lee Young-Ju,Kim Ju-Hyun,Sujit Dutta,Kim Suk-Kyung,Kim Tae-Jeong,Kang Duk-Sik,Chang Yong-Min 한국의학물리학회 2006 의학물리 Vol.17 No.2

상자성 복합체의 분자량에 따른 물분자의 T1 및 T2 자기이완 특성을 조사해 보고자 하였다. DMF (15 ml)와 DTPA-bis-anhydride (0.71 g, 2 mmol) 용액에 4-aminomethylcyclohexane carboxyilc acid를 넣어 리간드를 합성한 후 $Gd_2O_3$ (0.18g, 0.5 mmol)을 넣어 최종적인 Gd 착화물을 합성하였다. 상자성 복합체의 자기이완율을 측정하기 위해 상자성 복합체를 3차 증류수를 사용하여 1 mM로 희석시켰으며 1.5T(64 MHz)에서 자기이완 시간을 측정하였다. T1 자기이완시간을 측정하기 위하여 반전 회복(Inversion-recovery) 펄스열을 사용하였다. 반전 회복 펄스열의 경우 반전시간(Inversion time, T1)은 50 msec에서부터 최대 1,750 msec까지 총 35개의 반전시간에서 영상을 획득하였다. T2 자기이완시간은 CPMG(Carr-Purcell-Meiboon-Gill) 펄스열을 사용하였다. 자기이완 시간을 구하기 위해 각각의 샘플에 관심영역(region of Interest)을 설정하여 영상의 신호강도를 측정한 후 비선형 곡선 맞춤을 실행하여 T1 및 T2값을 얻어낸 후, 이를 통해서 R1 및 R2를 계산하였다. 분자량이 587 달톤인 Omniscan의 1.5T에서의 T1, T2값이($205.1{\pm}2.57$) msec, ($209.4{\pm}4.28$) msec 임에 비해 새로이 합성된 상자성 Gd 화합물의 경우 모두 T1, T2값이 T1의 경우 분자량에 따라 $(96.35{\pm}2.04)-(79.38{\pm}1.55)$ msec, T2의 경우 $(91.02{\pm}2.08)-(76.66{\pm}1.84)$ msec로 감소한 결과를 얻었다. 새로이 합성된 Gd 화합물 간에도 분자량에 따라 R1 및 R2값이 증가하는 경향을 나타내었다. 상자성 복합체의 분자량이 증가함에 따라 T1 및 T2 자기이완 시간이 단축되고 결과적으로 자기이완율 R1, R2가 분자량에 비례하여 증가하였다. To evaluate the T1, T2 magnetic relaxation properties of water molecule according to molecular weight of paramagnetic complex. 4-aminomethyicyclohexane carboxylic acid (0.63 g, 4 mmol) was mixed with the suspension solution of DMF (15 ml) and DTPA-bis-anhydride (0.71 g, 2 mmol) to synthesize the ligand. The ligand was then mixed with $Gd_2O_3$ (0.18 g, 0.5 mmol) to synthesize Gd-chelate. For the measurement of magnetic relaxivity of paramagnetic compounds, the compounds were diluted to 1 mM and then the relaxation times were measured at 1.57 (64 MHz). Inversion-recovery pulse sequence was employed for T1 relaxation measurement and CPMG (Carr-Purcell-Meiboon-Gill) pulse sequence was employed for T2 relaxation measurement. In case of inversion recovery sequence, total 35 images with different inversion time(T1)s ranging from 50 msec to 1,750 msec. To estimate the relaxation times, the signal intensity of each sample was measured using region of Interest (ROI) and then fitted by non-linear least square method to yield T1, T2 relaxation times and also R1 and R2. Compared to T1=($205.1{\pm}2.57$) msec and T2=($209.4{\pm}4.28$) msec of Omniscan (Gadodiamide), which is commercially available paramagnetic MR agent, T1 and T2 values of new paramagnetic complexes were reduced along with their molecular weight. That is, T1 value was ranged from $(96.35{\pm}2.04)\;to\;(79.38{\pm}1.55)$ msec and T2 value was ranged from $(91.02{\pm}2.08)\;to\;(76.66{\pm}1.84)$ msec. Among new paramagnetic complexes, there is a tendency that the R1 and R2 increase as the molecular weight is increases. As molecular weight of paramagnetic complex increases, T1 and T2 relaxation times reduce and thus the increase of relaxivity (R1 and R2) Is proportional to molecular weight.

반응조건에 따른 실록산으로 코팅된 마그네타이트 나노입자의 크기 및 분포

윤관한(Yun Gwan Han),한창민(Han Chang Min),장용민(Jang Yong Min) 한국고분자학회 2004 폴리머 Vol.28 No.2

ITE 타입의 소음 차폐기용 소형 음향 필터의 설계

이윤정 ( Yun Jung Lee ),김필운 ( Pil Un Kim ),장용민 ( Yong Min Chang ),이상흔 ( Sang Heun Lee ),조진호 ( Jin Ho Cho ),김명남 ( Myoung Nam Kim ) 한국센서학회 2004 센서학회지 Vol.13 No.6

N/A The prevention of noise induced hearing loss is very important. because there is no treatment for it. There are some kinds of devices for hearing protection. and those are effective in preventing a noise induced hearing loss. However, people often resist the use of hearing protection devices hecause it is difficult to have a conversation. Therefore, a hearing protection device is must effective not only in hearing protection but also in preserving communication ability. In this paper. we proposed a small acoustic filter for ITE type noise protector to solving the problem about the difficulties of conversation. That is applied a principle of acoustic filters that have been used for a muffler of automobiles, guns, and etc. To find out the sound transmission characteristic at the eardrum. we regarded an acoustic filter and external ear canal as a coupled system. So, we simulated the coupled system with OrCad, and experimented with a designed acoustic filter and a 2 cc coupler which has the same transmission characteristic as the external ear canal has. We confirmed that it is possible to adjustment acoustic transmission characteristics through simulation of electrical model for acoustic filter and external ear and experiments using designed small acoustic filters.

Neural Correlates of Motor Imagery for Elite Archers: fMRI study

장지형 ( Ji Hyung Jang ),이재준 ( Jae Jun Lee ),서지혜 ( Jee Hye Seo ),김진구 ( Jin Gu Kim ),우민정 ( Min Jung Woo ),장용민 ( Yong Min Chang ) 한국스포츠심리학회 2010 한국스포츠심리학회 학술발표논문집 Vol.- No.4

뇌손상 후 운동신경기능 회복 기전 : 기능적 뇌 자기공명영상의 유용성 The Usefulness of fMRI Study

장성호,한봉수,장용민,변우목,김성호,조윤우 한국뇌학회 2001 한국뇌학회지 Vol.1 No.1

목적: 본 연구는 뇌손상환자에서 기능적 뇌 자기공명영상(functional magnetic resonance imaging, fMRI)을 이용한 대뇌운동피질 뇌지도화를 시행하여, 운동신경기능 회복 기전에 대한 기능적 뇌 자기공명영상의 유용성에 대하여 연구하였다. 방법: 신경학적 증상과 병력이 없는 성인 8명과 뇌손상환자 5인을 대상으로 하였다. 뇌손상환자 중 2명은 뇌종양환자이었으며 1명은 뇌출혈, 1명은 뇌경색, 1명은 뇌낭미충증환자이었다. 기능적 자기공명영상은 1.5T MR scanner로 Blood Oxygen Level-Dependent(BOLD) 기법을 적용하였다. 운동과제는 손가락을 1-2Hz의 주기로 쥐었다 펴기를 반복하도록 하였다. 결과: fMRI를 촬영한 결과 정상인 8인, 즉 총 16개의 손중 15개의 손과 환자 5인의 이환되지 않은 손운동시 반대측 일차 운동피질 꼭지(knob)를 중심으로 일차 감각운동피질(SM1)이 활성화되었다. 정상인 중 1인의 한 손에서 반대측 SM1과 동측 일차 운동피질(primary motor cortex, M1) 및 보조운동영역이 동시에 활성화되었다. 뇌손상환자의 이환측 손운동시 환자 1에서는 일차감각피질(primary sensory cortex, S1), 환자 2와 환자 3에서는 양측 SM1, 환자 4와 환자 5에서는 반대측 SM1이 활성화되었다. 환자 1에서는 손상된 M1의 운동신경기능이 S1으로 이전된 것으로 추정되며, 환자 4와 5에서는 손의 운동신경기능이 피질척수로에 의하여 유지되고 있는 것으로 추정되었다. 그러나 환자 2와 환자 3에서 발견된 동측 운동피질 활성화는 본래 정상적으로 존재하던 운동신경 경로인지 뇌손상 후에 발생한 운동신경기능 회복 경로인지 구분할 수는 없었다. 결론: fMRI을 통한 대뇌 운동피질 지도화는 뇌손상 후 병변 주위로의 재조직되는 회복 기전과 피질척수로에 의해 운동신경기능이 유지되고 있음을 입증하는데에 유용할 것으로 생각된다. Objective: This study investigated the usefulness of functional magnetic resonance imaging (fMRI) in the research of motor recovery mechanisms in brain injured patients. Method: Eight control subjects and five brain injured patients were investigated. Out of five patients, two were with brain tumor, one cerebral hemorrhage, one cerebral infarction, and one neurocysticercosis. fMRI was performed using the blood oxygen level-dependent (BOLD) technique at 1.5 TMR scanner with a standard head coil. The motor activation task consisted of finger flexion-extension exercises in 1-2 Hz cycles. Results: fMRI showed activation of the contralateral primary sensori-motor cortex(SM1) by the hand movements of all control subjects and by the unaffected hand movements of all brain-injured patients. Activation of the supplementary motor area(SMA) by one hand movement was also seen in one control subject. Hand movements of the affected hand of the brain injured patients resulted in activation of the contralateral primary sensory cortex(S1) in patient 1, both SM1 in patients 2 and 3, and the contralateral SM1 in patients 4 and 5. Conclusions: It is concluded that fMRI is useful for the research of perilesional reorganization and sparing of the corticospinal tract during the motor recovery mechanisms after brain injury.