초록 ▼

최근 연구되고 있는 기능성 근적외분광 영상기법(fNIRS)의 경우 뇌 혈류량과 산소포화도를 실시간으로 관찰할 수 있다. 근적외선을 사용하는 fNIRS의 특성상 MRI, PET 등에 비해 인체에 무해하므로 장시간의 뇌기능영상에 유용하다. 그러나 현존하는 분석 기법으로는 MRI, PET 등과 견줄만한 질의 데이터 해상도 혹은 분석 결과를 얻기가 어렵다. 따라서 fNIRS를 이용하여 임상 사용이 가능한 고해상도의 영상과 생물학적/생리학적인 데이터를 얻기 위해서는, 여러 가지 신호 저하를 극복할 수 있는 신호처리 기술과 분석 기법의 개발이

최근 연구되고 있는 기능성 근적외분광 영상기법(fNIRS)의 경우 뇌 혈류량과 산소포화도를 실시간으로 관찰할 수 있다. 근적외선을 사용하는 fNIRS의 특성상 MRI, PET 등에 비해 인체에 무해하므로 장시간의 뇌기능영상에 유용하다. 그러나 현존하는 분석 기법으로는 MRI, PET 등과 견줄만한 질의 데이터 해상도 혹은 분석 결과를 얻기가 어렵다. 따라서 fNIRS를 이용하여 임상 사용이 가능한 고해상도의 영상과 생물학적/생리학적인 데이터를 얻기 위해서는, 여러 가지 신호 저하를 극복할 수 있는 신호처리 기술과 분석 기법의 개발이 필수적이다.
본 연구에서는 통계 신호처리를 이용하여 뇌 활성영역을 검출하고, 고해상도 영상이 가능한 압축센싱 기반 3차원 고해상도 영상 재구성 알고리듬을 개발한다. 또한 뇌 네트워크 분석을 이용한 진단 기법을 개발하여 최종적으로 fNIRS 신호 분석, 영상화, 혈류 및 산소포화도 변화 측정 및 혈관 질환 진단이 가능한 통합 분석도구를 개발한다.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Purpose & Contents
Even though making a quick and accurate diagnosis for cerebrovascular diseases such as cerebral hemorrhage and infarction is critical in acute state, it is hard to shorten the time of current system using MRI. Moreover, there is a growing need to continuously image a premature

Purpose & Contents
Even though making a quick and accurate diagnosis for cerebrovascular diseases such as cerebral hemorrhage and infarction is critical in acute state, it is hard to shorten the time of current system using MRI. Moreover, there is a growing need to continuously image a premature baby’s brain oxygen level to prevent the disease such as cerebral palsy. Therefore, in this research we aim to develop quantitative indicator and statistical analysis tool for these situations and reconstruct a high resolution brain activity image usign fNIRS. Final goal of our research is to obtain a portable fNRIS brain imaging technology which can provide the continuous real time image in emergency situation.

Results
MRI: We established the method which can provide the reference images of the blood flows in the brain by accelerating T2’ mapping method. By 12.8 times accelerating the multiecho-spinecho method, imaging time reduced from 13 minutes to 1 minute so that it is possible to obtain a high resolution mapping in a short time period. Furthermore, multiecho-gradient method can also be accelerated 8 times faster than before so that we could reduce the total time cost for high resolution T2’ mapping from 26 minutes to less than 3 minutes.
fNIRS: By applying compressed sensing, we found that our method outperformed the conventional methods in locating the active brain area. Furthermore, it could provide accurate and quantified results by using random effect model with statistical analysis. Under the same condition (p-value<0.05), our method showed more accurate results than the conventional methods. Even though it is hard to reconstruct the source which is in the deep brain area, our method succeeded to recover the results until 0dB SNR.

Expected Contribution
By first developing a low cost, high quality, portable, and wirelss fNIRS system, we can pioneer the new market for this area. This system enables us the online and regular monitoring of the brain which will facilitate the diagnosis of brain diseases. Moreover, we can minimize the brain demage during the evacuation or in the hospital by providing a cheap and entirely portable brain monitoring system with high resolution. We alkso expect that this system could be used with brain computer interface to rehabilitate the quadriplegia patients.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• Table of Contents ... 6
• 목차 ... 6
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1. 연구개발 목적 ... 7
• 2. 연구개발의 필요성 ... 7
• 3. 연구개발 범위 ... 7
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 8
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 9
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 17
• 1. 목표 달성도 ... 17
• 2. 관련 분야 기여도 ... 17
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 18
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 18
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 18
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 18
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 18
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 19
• 제11장. 기타 사항 ... 19
• 제12장. 참고 문헌 ... 20
• 끝페이지 ... 21