초록 ▼

I. 연구개발의 목적 및 필요성 : 본 연구의 최종 목표는 인지장애 환자 및 치매 환자를 조기에 진단할 수 있는 자기공명영상법의 개발과 임상적용에 있다. 구체적 목적은 인지장애 환자 및 치매 환자를 조기에 진단할 수 있는 자기공명영상법의 개발하고, 그 기술을 정상노인, 경미한 인지기능이상 환자, 경미한 치매 환자에 적용하기 위함이다. 본 연구의 필요성은 신약의 치료 효과를 검증할 만한 툴을 위해, 치매 환자로 전환되기 전에 조기 진단하여 신약을 이용한 조기 치료가 필요할 경우 조기 진단을 위해, 치매 전 단계의 환자를 조기 발견이

I. 연구개발의 목적 및 필요성 : 본 연구의 최종 목표는 인지장애 환자 및 치매 환자를 조기에 진단할 수 있는 자기공명영상법의 개발과 임상적용에 있다. 구체적 목적은 인지장애 환자 및 치매 환자를 조기에 진단할 수 있는 자기공명영상법의 개발하고, 그 기술을 정상노인, 경미한 인지기능이상 환자, 경미한 치매 환자에 적용하기 위함이다. 본 연구의 필요성은 신약의 치료 효과를 검증할 만한 툴을 위해, 치매 환자로 전환되기 전에 조기 진단하여 신약을 이용한 조기 치료가 필요할 경우 조기 진단을 위해, 치매 전 단계의 환자를 조기 발견이 필요하기 때문이다.
II. 연구개발의 내용 및 범위: 연구 내용은 1)심경심리 검사를 실시하여 정상 노인군, MCI군, Alzheimer's disease환자로 구분하고, 2)유전자 및 혈액 검사를 이용하여 환자군을 다시 세분화하며, 3) 고자장 자기공명영상을 이용한 새로운 영상법을 최적화하고 개발하여 임상에 적용하는 것이다. 본 연구 내용에 포함되는 신경 심리학적 검사항목은 주의 집중 능력, 언어 능력 및 그와 관련된 기타 기능들, 시공간적 지각 및 구성 능력, 기억력, 전두엽 기능, 노인 우울척도, 간이정신상태 검사, 임상적 치매 평정 척도 등이다. 유전자 검사를 위해서 ApoE4 protein에 대한 유전자 검사를 시행을 시행한다.
자기공명영상의 최적화를 위해서 Pulsed ASL MRI 방법을 이용하여 최적화 하고, white matter 영상을 위해서 DT-MRI을 실시하며, inversion-recovery를 이용한 T2 강조 hippocampus subfield영상을 실시 최적화하며, plaque영상을 위하여 SWI 영상을 최적화한다. 연구의 범위는 40세 이상 90세 이하의 총 150명으로 하며(10% 탈락예정, 135명) 정상 노인 50명, 인지 장애노인 50명, 치매노인 50명을 대상자로 한다.
III. 연구개발결과: 총 6가지의 MRI 기술을 최적화하였으며, 이들 중에서 2가지의 최적화 기술 개발에 대해서는 SCI에 논문을 출판하였다. 자기공명영상법중 brain atrophy 영상을 위한 프로토콜로는 3차원 T1 강조 영상과 3차원 DIR 영상법을 최적화하였다. Hippocampal subfield 영상을 위해서는 inversion recovery T2 강조 영상을 이용하여 magnitude 영상과 real 영상을 동시에 얻어 CSF의 contamination effect를 최소화찰 수 있도록 개발되었다. Gray matter CBF를 얻기 위해서는 비침습적인 ASL 방법을 이영하여 개발되었다. DTI 영상법은 isotropic voxel을 형성하여 fiber reconstruction이 가능하도록 하였다. SWI 영상을 위해서 magnitude 영상과 phase 영상을 얻은 후에 phase filtering을 이용하여 phase image의 distortion을 최소화한 후에 filtered된 Phase 영상을 magnitude 영상의contrast를 향상시키는데 사용하였다.
개발된 기술에 대한 임상적용 결과는 142명에 대하여 2009넌 3월 현재 완료하였다. 성별은 남자가 48명 여자가 94명이었으며, 연령별분포는 60대와 70대가 약 100명을 차지했다. MRI 검사결과 뇌에 뇌종양이나 기타 다른 질환의 병을 갖는 피험자수는 약 12명이었다. 신경심리 검사 결과는 2009넌 2월 현재를 기준으로 보면 125명중에서 7명이 중간에 중지하였고 그 중 12명은 혈관성 치매, 전두엽 치매 등으로 배제하고 나머지는 105명이었다. 유전자 검사는 A-beta 및 homocysteine 결과를 따로 분석하였다.
IV. 연구개발결과의 활용계획 : 본 연구개발의 성공에 따라 치매 조기 진단을 할 수 있는 영상법의 프로토콜을 만들 수 있다고 기대되며, 뇌 자화성 영상법은 파킨슨 환자의 진단에도 사용 가능하며, 뇌관류 및 뇌 확산 영상법은 타 Neurodegerenative disease 환자에도 적용 가능하다. 또한 현재 개발된 자기공명영상법을 이용할 경우 새로운 치매 치료약이 개발되어 환자에 사용시 약의 효과를 평가하는데도 이용 가능하고, 정상노인에서 인지장애 환자로 진행되는 메커니즘 연구에 도움이 될 것이며, 인지장애 환자에서 치매로 전환되는 메커니즘 연구에 도움이 될 것이고, 심장질환 환자나 폐질환 환자에서의 뇌관류 영향을 평가할 수 있다. 국가적 차원의 전국적인 multi-center 치매 영상에 대한 바이오 마커 연구에 근본이 되도록 활용이 가능하며, 미국 등 선진국의 ADNI 연구와 같은 연구가 수행되도록 본 연구 걸과를 활용할 수 있고, MRI 소견과 향후 임상증상과의 연결을 위하여 장기적으로 치매전문병원과 연계한 치매 환자의 치료 평가에 활용하고자 한다. 마지막으로 본 MRI 기술이 실제 임상적용하기 위하여 치매 전문병원과 공동으로 환자 위주의 중개 연구 지원에 활용하고자 한다.

Abstract ▼

I. Objectives: The ultimate objective of this study was to develop and optimize several magnetic resonance imaging techniques to early detect Alzheimer's disease and to apply in subjects with elderly populations (CN), mild cognitive impairment(MCI), and Alzheimer's disease (AD), This research should

I. Objectives: The ultimate objective of this study was to develop and optimize several magnetic resonance imaging techniques to early detect Alzheimer's disease and to apply in subjects with elderly populations (CN), mild cognitive impairment(MCI), and Alzheimer's disease (AD), This research should be performed because current MRI techniques could not be applied into early detections of dementia since measurements of brain atrophy along may be not enough to understand the mechanism of dementia progression,
II. Materials and Methods: In this project we included two main parts, First we developed and optimized several MRI protocols to image brain atrophy, cerebral blood flow, white matter connectivity, hippocampal subfield, and plaque imaging. For quantifying brain atrophy, we developed two three dimensional imaging protocols called as 3D T1-weighted MPRGAE and 3D double inversion recovery imaging to minimize partial volume effects. For the quantification of CBF, noninvasive method of ASL was developed to obtain CBF at temporal, parietal, and cortex areas. The isotropic diffusion tensor imaging method was use to quantify white matter connectivity. The inversion recovery super-resolution T2-weighted imaging method was used for subfield imaging in hippocampus. In addition, susceptibility-weighted imaging was used to image iron or plaque imaging in patients with Alzheimer's disease. Second, we applied those MRI methods in subjects of 142 CN, MCL or AD patients. In addition to the MRI scans, neuropsychological tests were performed to distinguish subject categories and genetic evaluations were performed to measure ApoE4 protein (APOE). We expected 10% drop-off during the period of project and therefore total 135 from 150 subjects could be enrolled in this study.
III. Results: We optimized 6 MRI protocols and two papers were published on the SCI category. The first paper was published for working with developing a novel arterial labeling method to improve quantifications of CBF values in human brain. Another paper was worked to optimize diffusion tensor MR imaging to minimize contributions of Nyquest ghost that usually shows in EPI acquisitions. In addition, a novel 3-demensional DIR method was developed to quantify brain atrophy with being minimizing the partial volume effect. A new approach to achieve hippocampal subfield imaging was developed by using an inversion recovery super-resolution T2-weighted imaging method to minimize the contributions of CSF contaminations. To map plaque images in AD brain, SWI technique was optimized to obtain a magnitude image and the corresponding phase image.
In the clinical appreciations of developed techniques from this project we have scanned 142 subjects until on March 2009. There are 48 males and 94 females. We find one patient with brain tumor and 11 patients other than dementia. Based on the analysis of the SNSB, we have evaluated 125 subject until February 2009. 7 subjects could not finish the whole procedure and 12 subjects are excluded because of the vascular dementia or fronto-temporal dementia. For the genetic tests, we have obtained both A-beta and homocysteine.
IV. Future Applications: We propose two categories that can be applied on the results of this project. First the optimized and developed protocols can be used in clinical imaging in patients in dementia. Currently, the standard protocol in our institute for scanning dementia patients is based on the result of this project. In addition, some results from this project can be applied on the patients with Parkinson disease, child patients, and patients who need to scan longitudinally to investigate treatment effect. Second, multi-center investigation of dementia is very popular in national-wide. Several centuries, included in USA, Japan, Austria, European countries are currently also conducted the ADNI project. The result of this project may be used as a baseline of studying similar project in Korea.

목차 Contents

• II. 총괄연구과제 연구결과 ...23
• 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ...25
• 2. 국내외 기술개발 현황 ...32
• 3. 연구개발과제의 추진체계 ...34
• 4. 연구개발수행 내용 및 결과 ...38
• 5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ...61
• 6. 향후 연구성과 추진계획 ...64
• 7. 연구개발결과의 파급효과 ...65
• 8. 연구개발결과의 활용계획 ...66
• 9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...69
• 10. 참고문헌 ...70
• III. 세부연구과제 연구결과 ...73
• IV. 첨부서류 ...76
• 1. 자체평가의견서 ...78
• 2. 실적 증빙자료 ...82
• 3. 기타 첨부서류 ...104
• 양식 2. 최종보고서 평가 면제요청서 (중개연구 논문성과 달성) ...105