정신분열증에서 감각운동피질의 기능적 비대칭성의 장애: 기능적 자기공명영상을 이용한 연구

안국진,채정호,김태,김의녕,이재문,최규호,한성태,Ahn, Kook-Jin,Chae, Jeong-Ho,Kim, Tae,Kim, Euy-Neyng,Lee, Jee-Mun,Choi, Kyu-Ho,Hahn, Seong-Tai 대한자기공명의과학회 2000 Investigative Magnetic Resonance Imaging Vol.4 No.1

목적: 기능적 자기공명영상을 이용하여 정신분열증 환자에서 운동자극에 의한 뇌 피질의 반응양상을 정상인과 비교하여 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 9 명의 오른손잡이 정신분열증 환자와 정신과학적으로 이상이 없는 6 명의 건강한 오른손잡이 자원자를 대조군으로 하였다. EPI 기법을 이용하여 한 절편 당 120 개의 연속영상 중 3 번의 휴식기와 활성화 시기를 반복하여 전체 4개의 절편에서 총 480개의 영상들을 얻었으며 오른손 운동을 운동자극으로 사용하였다. 영상 후 처리는 교차상관(cross correlation)을 이용하였고 운동자극 시에 우세 대뇌반구를 결정하기 위해 편측화 지수(lateralization index)를 측정하여 환자와 정상인 사이에서 비교하였다. 결과: 정상군에서는 오른손 운동자극시 좌측 감각운동중추에서 우측에 비해 월등히 많은 활성화를 나타내어 높은 펀측화 지수를 보인 반면 정신분열증 환자군의 경우는 좌측 감각운동중추의 활성화는 상대적으로 감소하고 동측인 우측의 활성화가 증가하여 정상군에 비해 낮은 편측화 지수를 나타냈다. 한 명의 환자에서는 우측 감각운동중추가 좌측에 비해 높은 활성화를 보이는 경우도 있었다(역편측화 reversed lateralization) 결론: 정상인에서 관찰되는 좌-우 감각운동피질의 기능적 비대칭성이 정신분열증환자에서는 다른 양상으로 관찰되었다. 이는 이 질환에서 뇌 피질내 운동회로의 기능적 이상이 있음을 반영하는 소견이며, 앞으로 기능적 자기공명영상이 이 질환의 진단과 연구에 많은 도움을 줄 것으로 생각한다. Purpose : The purpose of this study was to investigate the pattern of cerebral response to motor tasks in patients with schizophrenia compared with normal subjects using functional MRI. Materials and methods ; Nine right handed-schizophrenic patients and six right-handed normal subjects were included. We used right hand movement as task. Series of 120 consecutive echo-planar images per section were acquired during three cycles of task and rest activations. Lateralization index of cortical response was measured and compared between patients and normal subjects. Results ; Right hand motor task was associated with greater activation in left sensorimotor cortex than the right in normal subjects. Schizophrenia patients showed relatively decreased activation in left cortex and increased activation in right cortex compared with normal subjects. In one patient, reversed lateralization was noted. Conclusion : Normal hemispheric asymmetry of cortical response to motor task was found in different pattern in schizophrenia. Our result is consistent with functional disturbance of motor circuitry in this disorder. Functional MRI will play an important role in diagnosis and research of this disorder.

임상표적체적 결정을 위한 기능 영상 기반 생물학적 인자 맵핑 소프트웨어 개발

박지연,정원균,이정우,이경남,안국진,홍세미,주라형,최보영,서태석,Park, Ji-Yeon,Jung, Won-Gyun,Lee, Jeong-Woo,Lee, Kyoung-Nam,Ahn, Kook-Jin,Hong, Se-Mie,Juh, Ra-Hyeong,Choe, Bo-Young,Suh, Tae-Suk 한국의학물리학회 2010 의학물리 Vol.21 No.2

혈관분포도(vascularity) 및 세포조밀도(cellularity)와 같은 종양의 생물학적 특성을 고려한 임상표적체적을 결정하기 위하여, 국부혈류용적영상(regional cerebral blood volume map, rCBV map)과 겉보기확산계수영상(apparent diffusion coefficient map, ADC map)의 종양 체적을 해부학적 영상 위에 맵핑 할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 개발한 프로그램은 해부학적 영상 및 기능 영상 간 mutual information, affine transform, non-rigid registration을 이용한 영상 정합 기능을 제공한다. 영상 정합 후 기준 영상과 정합된 영상에서 획득한 각 segmented bone의 겹치는 체적 비율 및 contour 간 평균 거리를 이용하여 정합도 평가도 가능하다. 잔여 종양이 있는 악성신경아교종 환자의 영상을 이용하여 소프트웨어의 기능을 평가하였을 때, bone segmentation과 contour 간 평균 거리 차이를 이용한 정합도는 각각 약 74%와 2.3 mm였으며, 수동정합을 이용하여 2~5% 정도의 정합도를 향상 시킬 수 있었다. 종양의 생물학적 특성을 치료 계획에 반영할 수 있도록, color map을 이용하여 rCBV map을 분석하였으며, ADC map에서 설정한 관심 영역의 평균 확산 계수와 표준 편차 등을 계산하여 종양의 예후 인자 및 악성도를 평가하였다. 두 기능 영상이 공통적으로 나타내는 종양 체적에서 얻은 생물학적 인자를 평면 위에 맵핑하여 종양의 특성을 쉽게 파악할 수 있는 multi-functional parametric map을 구성하였다. 또한 각기능 인자에 대응되는 악성 종양의 임계값을 적용하여 주변 종양 세포에 비하여 혈관 분포도는 높으면서 확산 계수는 낮아 악성 종양 세포일 확률이 높은 영역을 구분할 수 있었다. 각 기능 영상 위에서 설정한 생물학적 종양 체적 및 악성도가 높은 국소 체적은 해부학적 영상 위에 표시하여 dicom 파일로 출력할 수 있었다. 개발한 소프트웨어는 기능적 다중영상을 이용하여 생물학적 종양 체적을 해부학적 영상 위에 맵핑하는데 적용할 수 있으며, 해부학적 영상에서 파악하기 어려운 종양의 특성 변화들을 치료 계획에 활용할 수 있다. 나아가 개발한 소프트웨어를 이용하여, 한 종류의 영상을 참고하여 종양 체적을 결정했을 때 발생할 수 있는 오류를 줄이고, 치료 전이나 치료 과정에서 나타나는 종양의 조직학적, 생리학적 특성을 치료 계획에 접목하는데 활용할 수 있다. To determine the clinical target volumes considering vascularity and cellularity of tumors, the software was developed for mapping of the analyzed biological clinical target volumes on anatomical images using regional cerebral blood volume (rCBV) maps and apparent diffusion coefficient (ADC) maps. The program provides the functions for integrated registrations using mutual information, affine transform and non-rigid registration. The registration accuracy is evaluated by the calculation of the overlapped ratio of segmented bone regions and average distance difference of contours between reference and registered images. The performance of the developed software was tested using multimodal images of a patient who has the residual tumor of high grade gliomas. Registration accuracy of about 74% and average 2.3 mm distance difference were calculated by the evaluation method of bone segmentation and contour extraction. The registration accuracy can be improved as higher as 4% by the manual adjustment functions. Advanced MR images are analyzed using color maps for rCBV maps and quantitative calculation based on region of interest (ROI) for ADC maps. Then, multi-parameters on the same voxels are plotted on plane and constitute the multi-functional parametric maps of which x and y axis representing rCBV and ADC values. According to the distributions of functional parameters, tumor regions showing the higher vascularity and cellularity are categorized according to the criteria corresponding malignant gliomas. Determined volumes reflecting pathological and physiological characteristics of tumors are marked on anatomical images. By applying the multi-functional images, errors arising from using one type of image would be reduced and local regions representing higher probability as tumor cells would be determined for radiation treatment plan. Biological tumor characteristics can be expressed using image registration and multi-functional parametric maps in the developed software. The software can be considered to delineate clinical target volumes using advanced MR images with anatomical images.

싱가포르 Marina Bay Sands IR 호텔의 설계와 시공

장동운(Dong-Woon Jang),안국진(Kook-Jin Ahn),이병구(Byung-Goo Lee),채승윤(Seung-Yun Chea) 한국콘크리트학회 2009 콘크리트학회지 Vol.21 No.5

서혜부에 생긴 종괴의 초음파 소견

안국진,박정미,박영하,천기성,이명희,신경섭,박용휘,전정수 대한초음파의학회 1991 ULTRASONOGRAPHY Vol.10 No.2

정신분열병 환자에서 운동 활동 자극시의 기능적 자기 공명 영상

박원명,채정호,배치운,안국진,전태연,김대진,김광수 大韓神經精神醫學會 2001 신경정신의학 Vol.40 No.1

연구목적: 최근 기능적 자기공명영상(functional Magnetic Resonance Imaging: fMRI)이 효과적인 기능적 뇌조영술로 각광받고 있다. 환편 정신분열병 환자들에서 연성 신경학적 증상이 많이 관찰된다는 것을 잘 알려진 사실이다. 본 연구는 연성 신경학적 증상을 검사하고 운동 과제 시행 중 fMRI를 검사하여 나타나는 두뇌 활성도가 정신분열병, 비정신분열병 정신증 및 정상 대조군 간에 차이가 있는가를 알아보기 위하여 시행되었다. 방법: 9명 정신분열병, 6명의 비정신분열병 정신증, 및 6명의 건강한 대조군에서 손가락 마주치기 과제와 주먹-원 만들기 검사 과제를 활성 과제로 하고 휴식 상태를 휴지 과제로 하는 혈액산소수준의존 fMRI를 시행하였다. 각 과제별로 좌우측 운동 중추와 부운동중추의 활성화 복셀 수와 편측화 지수를 산출하였다. 결과: 정신분열병 환자군은 비정신분열병 환자군과 대조군에 비하여 손가락 마주치기 과제 수행시 유의하게 우측 운동 중추 활성화 복셀 수가 많았으며 유의한 역편측화를 나타내었다. 결론: 본 연구 결과를 통하여 정신분열병 환자군은 연성 신경학적 증상을 검사하는 운동 과제 수행시 특이한 역편측화된 두뇌 활성화를 일으킨다는 것과 향후 fMRI가 정신분열병의 병태생리를 조사하는데에 유용한 방법이 될 수 있다는 것을 알 수 있었다. Objectives : Recently, functional magnetic resonance imaging(fMRI) has been an important tool for mapping in various functional brain disorders. And it is known that soft neurologic signs are frequently found in schizophrenia. The purpose of this study was to investigate the pattern of cerebral activation to motor tasks examining soft neurologic signs in patients with schizophrenia, non-schizophrenic psychoses, and control subjects, using functional MRI. Methods : Nine patients with schizophrenia, and six patients with non-schizophrenic psy-choses, and six healthy control subjects were examined. A prardigm, in a resting condition followed by an activation state(finger-to-thumb opposition task and fist-ring task by right hand)was used for blood oxygen level dependent f-MRI. Activated voxels in both motor cortices and supplementary motor cortex were recorded and the lateralization index of cortical respons was measured. Results : Patients with schizophrenia showed typical increased activation in right motor cortex and reversed lateralization by finger-to-thumb opposition task compared with non-schizophrenic psychoses and contol subjects. Conclusion : The present study provides evidence for specific reversed lateralizaiton in fMRI brain activation by motor task in patients with schizophrenia. FMRI will be used as a powerful tool for elucidating the pathophysiology of schizophrenia.