bioeng_admin
2013-11-22 18:28:07
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우리학과 박성홍 교수님 연구실이 2013년도 하반기 기초연구지원사업 신규과제 중 일반연구자지원사업으로 선정되어 관련 내용이 보도되었습니다.
관련링크: http://www.bio-research.co.kr/bbs/board.php?bo_table=lab&wr_id=87&page=1
제목 : 뇌질환 진단을 위한 첨단 MRI 개발
지난 14일 미래창조과학부는 2013년도 하반기 기초연구지원사업 신규과제 중 일반연구자지원사업으로 188과제를 선정, 발표했다.
이번 사업에는 총 2,213개의 과제가 신청되어 기본연구(커리어과학자, 모험연구) 64개, 신진연구 124개가 선정, 8.5%의 선정률을 보였다.
향후 우리나라의 과학기술 발전과 세계를 선도하는 선진 연구문화를 이끌 이번 사업선정 과제들을 <연구하는 사람들>에서는 기획연재로 하여 책임연구자들을 만나 구체적인 연구계획과 기대효과를 들어보았다.
소속 / 성명 : 한국과학기술원 바이오 및 뇌공학과 박성홍 교수
과제명 : 뇌질환 진단을 위한 첨단 자기공명영상기법 개발
Q1. 이번에 선정된 연구과제에 대해 소개해주세요.
MRI는 다른 영상 modality와 다르게 촬영 기법에 따라서 우리 몸의 다양한 생체 및 신진대사 정보를 얻을 수 있고 지금도 새로운 촬영 기법들이 개발되고 있는데, 그 중 대표적인 기법이 관류와 자화전이 영상기법입니다.
지난 30년 이상의 MRI 역사에서 여러 장의 영상을 획득할 때 발생하는 slice 간의 관류 현상과 slice 간의 자화전이 현상은 인공물로 간주되고 대부분의 MRI 영상에서 무시되어 왔습니다.
하지만 두 신호를 동시에 얻은 후 분리하고 극대화한 새로운 영상 기법을 본 연구실에서 최초로 발명하였고, 그 기법을 ALADDIN (Alternate Ascending/Descending Directional Navigation)이라 명명하였습니다.
ALADDIN 관류 영상 기법은 기존의 관류영상 기법들이 가지는 한계점들을 극복해서 동맥스핀표지 평면들이 영상 영역을 가까이서 자동으로 쫓아가는 구조로 변형되기 때문에 해결가능하고, 기존의 관류영상 기법들이 보여주지 못했던 복잡한 혈류의 흐름과 방향성, 그리고 연결성까지 평가가 가능할 수 있는 길이 열렸습니다.
또한, ALADDIN을 통해서 자화전이 신호와 그 비대칭성(MT asymmetry)을 효율적으로 매핑하고 기존의 기법들이 가지는 문제점인 slice 간에 offset 주파수가 다른 점, 자기장의 균일성에 민감한 것, 자화전이 신호를 가한 후 빠른 영상 획득이 요구되는 점 등이 해결될 수 있는 길이 열렸다.
본 과제에서는 ALADDIN 기법을 더욱 발전시켜서 이제까지 불가능했던 관류의 방향성을 매핑하고 관류연결지도를 구축하기 위한 관류텐서영상 기법을 개발하고, 뇌의 산성도(pH)와 myelination 정보를 매핑하기 위한 기법으로 발전시킬 계획입니다.
이 기술을 통해 뇌종양, 치매, 파킨슨병 같은 뇌질환의 진단에서 기존에 없던 고차원적인 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대합니다.
Q2. 앞으로의 연구계획에 대해 간략히 설명해 주신다면.
본 연구실에서는 제안한 기법들을 개발한 후 실제 MRI 장비에 구현하고 정상인에 적용하여 의도한 대로 동작함을 확인하고, 국내 대학병원들과 협력해서 개발한 기법들을 뇌질환이 있는 환자에게 적용함으로써 임상적인 효용성을 평가하고자 합니다.
Q3. 이 연구와 별도로 그동안 교수님의 연구실에서 진행된 대표적인 성과에 대해서 소개해주시기 바랍니다.
본 연구실에서는 기존에 따로 획득해야했던 MRI 동맥조영도와 정맥조영도를 동시에 획득하는 기법을 개발하여 뇌졸중 환자에게 적용하여 유용성을 입증했습니다.
기존의 관류 영상기법을 약간 수정하면, 안과장비로는 측정하기 힘든 사람 눈의 망막의 혈류를 측정할 수 있고 또한 신장의 혈류를 비침습적이면서도 병원에서 사용하기 용이한 single breath-hold scan으로 촬영이 가능함을 보였습니다.
또한, 기능성 자기공명영상 (functional MRI) 촬영 기법의 해상도 및 sensitivity/specificity를 개선하는 연구들을 진행했고, 고자장 MRI에서 촬영변수를 최적화하면 20 um 정도의 작은 뇌 혈관을 비침습적으로 detect할 수 있음을 보여주고 검증하였습니다.
현재 다양한 분야에서 새로운 기법들을 개발하고 있고 또한 개발한 기법들을 사람과 쥐를 포함한 다양한 subject를 통해 임상과 전임상에 적용하기 위한 연구들을 수행하고 있습니다.
Lab member
박사과정 - Paul Kyu Han
석사과정 - 김재웅 도원준
관련링크: http://www.bio-research.co.kr/bbs/board.php?bo_table=lab&wr_id=87&page=1
제목 : 뇌질환 진단을 위한 첨단 MRI 개발
지난 14일 미래창조과학부는 2013년도 하반기 기초연구지원사업 신규과제 중 일반연구자지원사업으로 188과제를 선정, 발표했다.
이번 사업에는 총 2,213개의 과제가 신청되어 기본연구(커리어과학자, 모험연구) 64개, 신진연구 124개가 선정, 8.5%의 선정률을 보였다.
향후 우리나라의 과학기술 발전과 세계를 선도하는 선진 연구문화를 이끌 이번 사업선정 과제들을 <연구하는 사람들>에서는 기획연재로 하여 책임연구자들을 만나 구체적인 연구계획과 기대효과를 들어보았다.
소속 / 성명 : 한국과학기술원 바이오 및 뇌공학과 박성홍 교수
과제명 : 뇌질환 진단을 위한 첨단 자기공명영상기법 개발
Q1. 이번에 선정된 연구과제에 대해 소개해주세요.
MRI는 다른 영상 modality와 다르게 촬영 기법에 따라서 우리 몸의 다양한 생체 및 신진대사 정보를 얻을 수 있고 지금도 새로운 촬영 기법들이 개발되고 있는데, 그 중 대표적인 기법이 관류와 자화전이 영상기법입니다.
지난 30년 이상의 MRI 역사에서 여러 장의 영상을 획득할 때 발생하는 slice 간의 관류 현상과 slice 간의 자화전이 현상은 인공물로 간주되고 대부분의 MRI 영상에서 무시되어 왔습니다.
하지만 두 신호를 동시에 얻은 후 분리하고 극대화한 새로운 영상 기법을 본 연구실에서 최초로 발명하였고, 그 기법을 ALADDIN (Alternate Ascending/Descending Directional Navigation)이라 명명하였습니다.
ALADDIN 관류 영상 기법은 기존의 관류영상 기법들이 가지는 한계점들을 극복해서 동맥스핀표지 평면들이 영상 영역을 가까이서 자동으로 쫓아가는 구조로 변형되기 때문에 해결가능하고, 기존의 관류영상 기법들이 보여주지 못했던 복잡한 혈류의 흐름과 방향성, 그리고 연결성까지 평가가 가능할 수 있는 길이 열렸습니다.
또한, ALADDIN을 통해서 자화전이 신호와 그 비대칭성(MT asymmetry)을 효율적으로 매핑하고 기존의 기법들이 가지는 문제점인 slice 간에 offset 주파수가 다른 점, 자기장의 균일성에 민감한 것, 자화전이 신호를 가한 후 빠른 영상 획득이 요구되는 점 등이 해결될 수 있는 길이 열렸다.
본 과제에서는 ALADDIN 기법을 더욱 발전시켜서 이제까지 불가능했던 관류의 방향성을 매핑하고 관류연결지도를 구축하기 위한 관류텐서영상 기법을 개발하고, 뇌의 산성도(pH)와 myelination 정보를 매핑하기 위한 기법으로 발전시킬 계획입니다.
이 기술을 통해 뇌종양, 치매, 파킨슨병 같은 뇌질환의 진단에서 기존에 없던 고차원적인 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대합니다.
Q2. 앞으로의 연구계획에 대해 간략히 설명해 주신다면.
본 연구실에서는 제안한 기법들을 개발한 후 실제 MRI 장비에 구현하고 정상인에 적용하여 의도한 대로 동작함을 확인하고, 국내 대학병원들과 협력해서 개발한 기법들을 뇌질환이 있는 환자에게 적용함으로써 임상적인 효용성을 평가하고자 합니다.
Q3. 이 연구와 별도로 그동안 교수님의 연구실에서 진행된 대표적인 성과에 대해서 소개해주시기 바랍니다.
본 연구실에서는 기존에 따로 획득해야했던 MRI 동맥조영도와 정맥조영도를 동시에 획득하는 기법을 개발하여 뇌졸중 환자에게 적용하여 유용성을 입증했습니다.
기존의 관류 영상기법을 약간 수정하면, 안과장비로는 측정하기 힘든 사람 눈의 망막의 혈류를 측정할 수 있고 또한 신장의 혈류를 비침습적이면서도 병원에서 사용하기 용이한 single breath-hold scan으로 촬영이 가능함을 보였습니다.
또한, 기능성 자기공명영상 (functional MRI) 촬영 기법의 해상도 및 sensitivity/specificity를 개선하는 연구들을 진행했고, 고자장 MRI에서 촬영변수를 최적화하면 20 um 정도의 작은 뇌 혈관을 비침습적으로 detect할 수 있음을 보여주고 검증하였습니다.
현재 다양한 분야에서 새로운 기법들을 개발하고 있고 또한 개발한 기법들을 사람과 쥐를 포함한 다양한 subject를 통해 임상과 전임상에 적용하기 위한 연구들을 수행하고 있습니다.
Lab member
박사과정 - Paul Kyu Han
석사과정 - 김재웅 도원준
