선천성 내이 기형: MR CISS 기법을 이용한 3차원 Volume Rendering 영상

김학진,Kim, Hak-Jin 대한영상의학회 2003 대한영상의학회지 Vol.49 No.4

목적: 선천성 내이 기형 환자에서 MR CISS 기법을 이용하여 내이의 3차원 용적 연출(volume rendering : VR)영상 소견을 알아보고자 하였다. 대상과 방법: 선천성 내이 기형이 의심되는 15명의 환자(남자 10명, 여자 5명; 연령 3개월 - 15세; 평균 연령 6.5세)를 대상으로 1.5 Tesla 초전도형 MR기기(Magnetom vision, Simens, Erlangen, Germany)를 이용하여 양측 내이의 CISS 영상(TR/TE/FA : 12.25ms/5.9ms/70$^{\circ}$)을 얻은 후 workstation (advanced workstation, volume analysis, Voxtol 3.0.0, GE system)에서 VR을 시행하였다. 3차원 VR 내이 영상에서 와우와 반규관의 형성 유무와 구조적 이상을 분석하였다. 결과: 15명의 환자에서 좌우 내이 총 30예의 3차원 VR 영상을 얻었으며 25예의 내이 영상에 서 와우의 이상을 보였으며 불완전한 분할 18예, 저형성 2예, 심한 저형성 5예였다. 불완전 분할을 보인 경우는 1과1/2에서 1과1/3의 분할을 보였다. 상측 반규관은 정상 15예, 후측 반규관과의 공통 다리 무형성이 6예, 저형성 4예, 무형성 3예, 짧고 넓은 외형 2예, 낭성 방을 보인 경우가 2예였다. 후측 반규관은 정상 13예, 상측 반규관과의 공통 다리 무형성이 6예, 짧고 넓은 외형 5예, 무형성 4예, 저형성 3예였다. 외측 반규관은 정상 12예, 짧고 넓은 외형 7예, 늘어난 다리를 보인 경우가 5예, 넓은 외형 4예, 무형성 2예였다. 14명의 환자에서 양측 내이에 기형을 보였으며 7명의 환자가 양측 귀에 동일한 기형을 보였다. 결론: 3차원 VR 영상을 통해 다양한 와우 및 반규관의 형태학적 이상 소견을 관찰 할 수 있었으며 반규관의 기형은 와우 보다 복잡하고 다양한 양상을 보였다. MR CISS 기법을 이용한 3차원 VR 영상은 고식적 2차원 영상이 보여줄 수 없는 복잡한 와우 및 반규관의 형태학적 이상을 잘 보여 주며 내이에 생기는 선천성 기형의 평가에 유용하다. Purpose: To evaluate three-dimensional volume-rendering of congenital inner-ear malfornations using the MR CISS (Constructive Interference in Steady State) sequence. Materials and Methods: MR CISS images of 30 inner ears of 15 patients (M:F=10:5; mean age, 6.5years) in whom inner-ear malfornation was suspected were obtained using a superconducting Magnetom Vision System (Simens, Erlangen, Germany), with TR/TE/FA parameters of 12.25 ms/5.9 ms/70 degree. The images obtained were processed by means of the volume rendering technique at an advanced workstation (Voxtol 3.0.0; GE Systems, advanced workstation, volume analysis). The cochlea and three semicircular canals were morphologically evaluated. Results: Volume-rendered images of 25 inner ears of 13 patients demonstrated cochlear anomalies in the form of incomplete partition (n=18), hypoplasia (n=2), and severe hypoplasia (n=5). For the superior semicircular canal, findings were normal in 15 ears, though common crus aplasia (n=6), hypoplasia (n=4), aplasia (n=3), and a short and broad shape (n=2) were also observed. The posterior semicircular canal of 13 ears was normal, but common crus aplasia (n=6), a short and broad shape (n=5), aplasia (n=4), hypoplasia (n=3) were also identified. Twelve lateral semicircular canals, were normal, but other images depicted a short and broad shape (n=7), a dilated crus (n=5), a broad shape (n=4), and aplasia (n=2). In 14 patients the anomalies were bilateral, and in seven, the same anomalies affected both ears. Conclusion: Three-dimensional volume rendering images of the inner ear depicted various morphological abnormalities of the cochlea and semicircular canals. At that locations, anomalies were more complicated and varied than in the cochlea. Three-dimensional volume rendering imaging using the MR CISS technique provides anatomical information regarding the membranous labyrinth, and we consider this useful in the evaluation of congenital inner ear malformations.

대학에서 생각하는 기초과학의 정책방향

김학진,Kim, Hak-Jin 과학기술정책연구원 2000 과학기술정책 Vol.- No.123

차기정부 과학기술 과제 1순위는 창의적 인력양성

김학진,Kim, Hak-Jin 한국과학기술단체총연합회 2007 과학과 기술 Vol.40 No.8

표면의 이해를 위한 새로운 연구 방법 - 합 진동수 발생 진동 분광법

김학진,Kim, Hak-Jin 대한화학회 2006 대한화학회지 Vol.50 No.6

분광법의 하나인 합 진동수 발생 진동 분광법 (SFG-VS, sum frequency generation vibrational spectroscopy)은 표면의 분자에 대하여 선택적으로 높은 감도의 진동 스펙트럼을 제공한다. 이로 인해 SFG-VS 는 다양한 표면 연구에 이용되고 있다. 본 총설에서는 SFG-VS의 연구 대상, 실험 방법, 이론적 배경, 상업적 분광기로서의 가능성 등에 관하여 살펴보았다. vibrational spectrum of molecules on surfaces can be measured with high selectivity and sensitivity using sum frequency generation vibrational spectroscopy (SFG-VS). Selectivity and sensitivity of this non-linear spectroscopy have made it an effective experimental tool in surface research. Surface systems studied with SFG_VS are surveyed, and experimental and theoretical background of SFG-VS is briefly reviewed.

비진행성 연소성 원위부 상지 근위축의 MRI 소견

김학진,이석홍,Kim, Hak-Jin,Lee, Seok-Hong 대한영상의학회 2003 대한영상의학회지 Vol.48 No.5

목적:임상적으로 원위부 상지의 비진행성 연소성 비대칭 척수 근위축 (Hirayama 질환)의 진단을 받은 환자에서 경굴곡시 경추 경막낭과 척수의 역동적 변화를 기술하고 이를 진단하기 위한 경굴곡 자기공명영상의 유용성에 대해 알아보고자 하였다. 대상과 방법:2001년 1월부터 2002년 6월까지 임상적으로 Hirayama 질환을 진단받은 7명의남자 환자 (17-43세,평균 23.7세)와 대조군으로 5명의 건강한 남자 (25-32세)에서 경추 MRI을 시행하였다.경추 MRI는 1.5T 시스템(Sonata,Siemens,Germany)를 이용하여 바로 누운상태와 목을 굽힌 상태의 두 가지 자세에서 시행되었으며 각각의 영상에서 두 명의 방사선과의사가 척수의 전후 길이,후 경막외 공간의 변화와 조영증강양상을 조사하였다. 결과:건강한 남자 5명의 경추 MR 영상은 바로 누운 자세와 목을 굽힌 자세 모두에서 척수와척수외 공간에 특이한 소견을 보이지 않았다.임상적으로 Hirayama 질환을 진단받은 7명의 환자들 중 바로 누운 자세의 경추 MR 영상소견에서 경도의 척수 위축이 2명에서만 관찰되었다.그러나 경굴곡시에는 모든 환자에서 C4에서부터 T1 범위에 걸쳐 후 경막벽의 전방전위와 함께 척수의 전후 편평함이 관찰되었다.특히 C5-6 위치에서 척수 전후 편평함이 현저하였으며같은 위치에서 경막외 공간이 초생달 모양으로 증가되어 있었다.또한 증가된 경막외 공간내에경막외 정맥의 확장을 시사하는 작은 크기의 신호소실 음영이 다발성으로 관찰되었다. 결론:임상적으로 Hirayama 질환이 의심되는 환자에서 경굴곡 MRI는 특징적으로 경막벽의 전방전위와 경척수의 전후 편평함,그리고 후 경막외 공간의 증가를 보여주어 이 질환의 확진에유용하다. Purpose: The aim of this study was to describe the dynamic changes of the cervical dural sac and the spinal cord during neck flexion in patients suffering from Hirayama's disease and to present the usefulness of flexion MR study for the diagnosis. Materials and Methods: Seven consecutive male patients (age ranging 17-43 years, mean age 23.7 years) with the clinical diagnosis of Hirayama's disease and 5 healthy subjects (aged 25-32 years) for controls had done cervical MRI from January 2001 through June 2002. Cervical MRI was done in neutral and neck flexed positions using 1.5 T system (Sonata, Siemens, Germany) and obtained images were reviewed by two radiologists. We compared the cervical MRI findings of 7 patients with those of 5 healthy controls regarding neck flexion induced changes in the lower cervical segments. Results: Neutral positioned cervical sagittal MR images revealed subtle or mild cord atrophy in only 2 patients. On maximal neck flexion, AP diameter of the cresent posterior epidural space was increased and also cord flattening with anterior shifting of posterior wall of the lower cervical dural canal was noted in all 7 patients. In all 7 cases, the level and side of spinal cord changes corresponded to the clinical phenotype. All control subjects showed neither cord flattening nor widening of posterior epidural space on neck flexion. Conclusion: In patients with the clinical diagnosis of Hirayama's disease, MRI scans obtained on maximal neck flexion showed characteristically dynamic flattening of lower cervical cord and widening of posterior epidural space. Therefore, a flexion MR study is needed to prove the diagnosis.

Radiologic Evaluation of Low Back Pain

김학진,Kim, Hak-Jin The Korean Journal of Pain 1994 The Korean Journal of Pain Vol.7 No.2

삼차원 CT 후두조영술의 임상적 적용

김학진,이석홍,왕수건,Kim, Hak-Jin,Lee, Seok-Hong,Wang, Su-Geon 대한영상의학회 2003 대한영상의학회지 Vol.49 No.4

목적: 후두암 및 하인두암 환자에서 정확한 병기결정에 있어 중요한 성문하부나 이상동의 침범 평가 및 그 외 다양한 후두 및 성문하 병면에 대해 다절편 나선형 CT를 이용하여 얻은 삼차원 CT 후두촬영술의 임상적 적용을 확인하고자 하였다. 대상과 방법: 2000년 7월부터 2002년 1월까지 부산대학교병원 이비인후과에서 후두암으로 진단받은 환자 12명, 하인두암으로 진단받은 환자 12명, 후두유두종으로 진단받은 환자 2명 및 하인두폐쇄환자 1명으로 총 27명을 대상으로 하였다. 역동학적 검사로 안정 호흡(quiet breathing), Valsalva법, modified Valsalva 법으로 나선형 CT를 설골(hyoid bone)에서 경정맥 절흔(jugular notch)까지 스캔하였으며 120 kV, 250 mA의 노출 상태에서 절편두께는 1.25 mm로 pitch 3의 HQ mode를 사용하였다. 얻어진 횡단면 데이터를 computer workstation으로 전송하여 용적묘사(VR, volume rendering) 기법으로 삼차원 영상을 재구성하였다. 성문하침법이 있는 성문암(n=4), 성문하침법이 없는 성문암(n=8), 이상동첨부 침법이 없는 하인두암(n=6), 이상동첨부 침범한 하인두암(n=6), 후두유두종(n=2), 하인두폐쇄(n=1) (하인두암 환자중 2명은 성대마비를 보임)가 수술, 조직검사, 후두경 및 CT로 진단되었다. 각각의 역동학적 검사에 따른 삼차원 CT 후두촬영술 영상을 서로 비교하였으며 또한 이 영상을 고식적인 CT와 비교하고, 본원 이비인후과의 도움을 얻어 환자의 후두내시경 소견, 내시경 소견, 술중 소견 등과도 비교하였다. 결과: 삼차원 CT 후두촬영술은 기존의 CT에 대해 부수적인 영상을 얻을 수 있었으며 성문하침범과 이상동 첨부 침법 판정에 있어 높은 일치율을 보였다. 여러 역동학적 검사 중 안정 호흡시에 성문암의 경우 성문하 침법을 확인하는데 가장 적합하였으며, modified valsalva 법의 영상이 하인두암의 경우 이상동 첨부침법을 확인하는데 가장 정확하였다. 또한 성대마비가 동반된 환자에서는 성대의 운동 부전으로 인해 모든 역동학적 검사에서 병면측 성문부의 윤관이 각각의 경우에 동일하게 나타남으로서 성대마비 유무를 확인할 수 있었다. 결론: 삼차원 CT 후두촬영술은 후두 및 하인두암에서 새로운 영상진단법으로서, 역동학적 검사를 시행한 결과 병기결정에 중요한 요소인 종양의 성문하부나 이상동 첨부의 침법과 성대마비 여부를 확인하는데 있어 매우 유용한 방법으로 생각되며, 그 외 후두경에서 보이지 않는 부위, 특히 심부이상동, 성문하부위, 누공 등의 다양한 병면에 대해 고식적 CT에 더하여 많은 부가적인 정보를 제공할 수 있을 것으로 생각된다. Purpose: To evaluate the clinical usefulness of 3D volume-rendering (VR) CT laryngography during quiet breathing, Valsalva, and modified Valsalva maneuvers, in those with laryngeal and pyriform sinus lesions. Materials and Methods: Twenty-seven patients with various laryngeal and hypopharyngeal lesions were examined by means of four-channel multidetector-row helical CT (LightSpeed QX/i; GE Medical Systems, Milwaukee, Wis., U.S.A.) during quiet breathing, Valsalva, and modified Valsalva maneuvers. The protocol included 1.25-mm slice thickness, 3.75-mm rotation, 1.25 mm interval, and a pitch ratio of 3:1. Using an Advantage Windows 3.1 workstation (GE Medical Systems), 3D VR was generated in regions of interest, including all structures with a CT attenuation of between -1022 and -125 HU. Visual assessment of the findings of 3D CT laryngography, including the images obtained during the three different breathing maneuvers, were analyzed by three radiologists, who reached a consensus. These results were then compared with the findings of axial CT. The lesions discovered, in descending order of frequency, included laryngeal cancer (n=12), pyriform sinus cancer with an intact apex (n=6), pyriform sinus cancer with apex involvement (n=6), laryngeal papilloma (n=2), and hypopharyngeal obstruction with (n=1) and without (n=2) associated vocal cord palsy. In each case, the findings were confirmed by surgical biopsy, direct laryngoscopy, or CT. Results: 3D CT laryngography using the VR technique can supplement the information provided by axial images, and in the assessment of subglottic invasion and pyriform sinus apical invasion, its findings are consistent. In many of our cases, its use during quiet breathing was able to determine whether or not glottic cancer involved subglottic invasion. In laryngeal cancer cases, furthormore, modified Valasalva can be used to clarify the condition of the pyriform sinus apex. Dynamic-phase 3D CT laryngography can be used to elucidate the condition of a patient with vocal cord palsy. Conclusion: 3D CT laryngography is a new method for the visual diagnosis of vocal cord and laryngeal cancer. When employed after dynamic diagnosis, it is useful for the evaluation of subglottic extension, pyriform sinus apical invasion and vocal cord palsy, important indicators in the staging of cancer.

고양이에 유발한 뇌 지방색전증의 자기공명영상과 조직학적 소견: 급성기와 아급성기를 중심으로 한 연구

김학진,이창훈,이석홍,Kim, Hak-Jin,Lee, Chang-Hun,Lee, Seok-Hong 대한영상의학회 2002 대한영상의학회지 Vol.46 No.4

목적: 고양이의 뇌에 지방색전증을 만든 후 초급성에서 아급성기까지의 자기공명영상(이후 MRI)소견과 조직학 소견의 연관관계를 알아보고자 하였다. 대상과 방법: 11마리의 고양이를 대상으로 하여 중성 triglyceride triolein을 일측 경동맥으로 0.1 ml 주입한 후 T2(이후 T2WI), T1(이후 T1WI) 및 Gd-enhanced T1(이후 Gd-T1WI) 강조 MRI를 2시간, 1일, 4일, 1주, 2주 그리고 3주에 얻었다. 그 후 뇌조직을 얻어 광학 및 전자현미경 검사를 하였으며 MRI와 조직학 소견의 연관관계를 알아 보았다. 결과: 병변은 2시간째 T2WI에서 고신호강도를, T1WI에서 중등도 혹은 저신호강도를 보였고 Gd-T1WI에서 강한 조영증강을 보였다. T2WI에서의 고신호강도는 그 이후 지속적으로 감소 하여 정상 신호강도를 보였으나 3주째 MRI에서는 1 mm 내외의 국소적인 고신호강도가 회백질에 8예, 백질에 3예에서 남았다. T1WI의 초기 저신호강도는 시간이 흐를수록 정상 신호강도를 회복하였으나 T2WI의 고신호강도와 일치하는 곳에 약한 저신호강도를 보였다. 조영증강을 보이던 병변은 1일때부터 그 강도가 지속적으로 약해져 3주째에는 T1WI에서 보이는 회백질의 저신호강도의 병변 주변으로 약한 조영증강의 띠를 5예에서 보였다. 조직학 소견; Hematoxylin-Eosin 염색을 한 광학현미경 검사에서 대부분의 병변은 정상 소견을 보였다. 그러나 8예에서 회백질과 3예의 백질에서 조직괴사에 의한 낭성 변화를 보였다. Luxol fast blue염색을 한 광학현미경 검사에서 3예의 백질의 낭성 변화 주변에서 탈수초화 소견이 나타났다. 전자현미경 검사에서는 소량의 혈관내 지방방울(11예),소수의 뇌-혈관장벽의 파괴(4예)와 소량의 혈관주변의 간질부종 및 세포부종이 나타났으나 대부분은 대조측과 같은 정상 소견을 보였다. 결론: Triolein을 이용하여 유발한 뇌 지방색전증은 2시간의 T2WI에서 고신호강도를, 조영제 주입 후에는 강한 조영증강을 보였으며 추적검사에서 대부분의 병변은 MRI와 조직검사에서 정상을 보여 뇌 지방색전증은 가역적이라는 것을 알 수 있었고 또한 비가역적인 병변으로 국소적인 낭성 변화를 회백질과 백질에서 보이기도 했다. Purpose: To determine the magnetic resonance imaging (MRI) findings and natural history of cerebral fat embolism in a cat model, and to correlate the MRI and histologic findings. Materials and Methods: Using the femoral arterial approach, the internel carotid artery of 11 cats was injected with 0.1 ml of triolein. T2-weighted (T2WI), T1-weighted (T1WI) and Gd-enhanced T1-weighted (Gd-T1WI) images were obtained serially at 2 hours, 1 and 4 days and 1, 2 and 3 weeks after embolization. Any abnormal signal intensity (SI) was evaluated. After MR imaging at 3 weeks, brain tissue was obtained for light microscopic (LM) examination using hematoxylin-eosin and Luxol fast blue staining, and for electron microscopic (EM) examination. The histologic and MRI findings were correlated. Results: At 2 hours, lesions showed high SI at T2WI, iso- or low SI at T1WI, and strong enhancement at Gd-T1WI. The high SI seen at T2WI decreased thereafter, and most lesions became iso-intense. At week 3, however, small focal areas of high SI were seen in the grey matter of eight cats and in the white matter of three. The low SI noted at acute-stage T1W1 subsequcntly became normal, though in the areas in which T2W1 had depicted high SI, focal areas of low SI remained. Lesion enhancement demonstrated by Gd-T1WI decreased continuously from day 1, and at week 3, weak enhancement was seen at the margin of the remained hypointense lesions in the gray matter in five cats. At LM examination with hematoxylin-eosin staining revealed normal histologic findings in the greater park of an embolized lesion. Cystic change was observed in the gray matter of eight cats, and in the gray and white matter of three of the eight. At LM examination, Luxol fast blue, staining demonstrated demyelination around the cystic change occurring in the white matter, and EM examination of the embolized cortex revealed sporadic intracapillary fat vacuoles (n=11) and disruption of the blood-brain barrier (n=4). Most lesions were normal, however, and perivascular interstitial edema and cellular swelling were mild compared with the control side. Conclusion: Experimental cerebral fat embolism was clearly demonstrated by T2WI and Gd-T1WI images obtained at all time points. The greater part of an embolized lesion showed reversible findings at MR and histologic examination; irreversible focal necrosis was, however, observed in gray and white matter at week 3.

고양이 지주막하 공간에 주입한 NBCA의 병리조직학적 변화에 관한 연구$^1$

김학진,이창훈,이석홍,Kim, Hak-Jin,Lee, Chang-Hun,Lee, Seok-Hong 대한영상의학회 2002 대한영상의학회지 Vol.46 No.2

목적:뇌혈관 질환의 중재적 치료에서 흔히 사용하고 있는 NBCA(n-butyl cyanoacrylate)를 고양이의 지주막하 공간에 주입한 후 나타나는 병리조직학적 변화에 대해서 알고자 하였다. 대상과 방법:고양이 10마리를 척수 천자한 후 지주막하 공간에 NBCA-Lipiodol 혼합액(1:4)을 주입하였으며,2주 후 고양이를 희생시켜 NBCA-Lipiodol 혼합액이 접착된 부위의 조직을 적출하여 뇌척수막,혈관 및 뇌실질의 병리조직학적 변화를 조사하였다. 결과:1.뇌척수막에서의 병리학적 변화;10예 중 5예에서 이물질반응에 의한 거대세포,6예에서 뇌척수막의 섬유화,그리고 10예 모두에서 급성 염증반응이 관찰되었다.급성 염증반응 10예 중 7예에서 만성 염증반응도 함께 관찰되었다. 2.혈관에서의 병리학적 변화;10예 중 1예는 혈관이 병리조직표본에 포함되지 않아 그 변화를 평가할 수 없었다.나머지 9예 중 6예에서 급성 혈관염,1예에서 혈전이 관찰되었다.1예에서 혈관벽 중막에서 섬유화가 관찰되었으나 중막 괴사는 관찰되지 않았다.급성 혈관염 6예중 1예에서 고도 혈관염,5예에서 경도 혈관염이 관찰되었다. 3.뇌실질에서의 병리학적 변화;10예 중 2예에서 경도의 염증반응,1예에서 경도의 뇌경색이 관찰되었으며,이 변화들은 모두 피질부에 국한되어 있었다. 결론:고양이의 지주막하 공간에 주입한 NBCA는 뇌척수막,혈관,그리고 뇌실질에 독성 병리 조직학적 변화를 초래하였다. Purpose: To determine the histopathological changes occurring after the injection of NBCA(n-butyl cyanoacry-late) into the subarachnoid space of the cat. Materials and Methods: A 1: 4 NBCA-Lipiodol mixture was injected into the subarachnoid space of ten cats by cervical spinal tap. Two weeks later all cats were sacrificed, and histopathological examination of the cere-brospinal leptomeninges, blood vessels and parenchyma was undertaken. Results: 1. Changes in leptomeninges: Foreign body giant cells were noted in five cases, fibrosis in six and acute inflammation in all ten. Chronic inflammatory change accompanied 7 of 10 acute inflammations. 2. Changes in blood vessels: One case was excluded because blood vessels were not included in pathologic tissue. Acute vasculitis was noted in six cases, thrombosis in one, and one showed fibrotic change without necrosis in the media of the vessel wall. Among the six with acute vasculitis, severe change was noted in one and mild change in five. 3. Changes in parenchyma: Mild parenchymal inflammation was discovered in two cases and mild infarction in one. Parenchymal changes were limited to the outer cortex. Conclusion: The injection of NBCA into the subarachnoid space of the cat caused toxic histopathological changes in the cerebrospinal meninges, blood vessels, and parenchyma.

Simulations of Two-Dimensional Electronic Correlation Spectra

김학진,전성준,Kim, Hak Jin,Jeon, Seong Jun Korean Chemical Society 2001 Bulletin of the Korean Chemical Society Vol.22 No.8

Two-dimensional (2D) correlation method, which generates the synchronous and the asynchronous 2D spectrum by complex cross correlation of the Fourier transformed spectra, is an analysis method for the changes of the sample spectrum induced by vari ous perturbations. In the present work, the 2D electronic correlation spectra have been simulated for the cases where the sample spectrum composed of two gaussian bands changes linearly. When only the band amplitudes of the sample spectrum change, the synchronous spectrum shows strong peaks at the band centers of the sample spectrum, but the asynchronous spectrum does not make peaks. When the sample spectrum shifts without changing intensity and width, the synchronous spectrum shows peaks around the initial and final positions of the band maximum and the asynchronous spectrum shows long peaks spanning the shifting range. The band width change produces the complex 2D correlation spectra. When the sample spectrum shifts with band broadening, the width change by 50% of full width at half maximum (FWHM) does not give so large an effect on the correlation spectrum as the spectral shift by one half of FWHM of the sample spectrum.