• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제5권3호
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• pp.337-342
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• 2007

This paper proposes a helmet-type whole-head brain stimulator system considering a realistic head geometry. For more accurate design and computer simulations, a realistic volume conductor model was adopted and the current evoked on human cerebral cortex was analyzed using the boundary element method (BEM). To obtain a more focalized evoked current around the target points, various coil configurations were tested and an average targeting error of about 10 mm was obtained.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제10권3호
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• pp.17-27
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• 2003

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) modulates cortical excitability beyond the duration of the rTMS trains themselves. Depending on rTMS parameters, a lasting inhibition or facilitation of cortical excitability can be induced. Therefore, rTMS of high or low frequency over motor cortex may change certain aspects of motor learning performance and cortical activation. This study investigated the effect of high and low frequency subthreshold rTMS applied to the motor cortex on motor learning of sequential finger movements and brain activation using functional MRI (fMRI). Three healthy right-handed subjects (mean age 23.3) were enrolled. All subjects were trained with sequences of seven-digit rapid sequential finger movements, 30 minutes per day for 5 consecutive days using their left hand. 10 Hz (high frequency) and 1 Hz (low frequency) trains of rTMS with 80% of resting motor threshold and sham stimulation were applied for each subject during the period of motor learning. rTMS was delivered on the scalp over the right primary motor cortex using a figure-eight shaped coil and a Rapid(R) stimulator with two Booster Modules (Magstim Co. Ltd, UK). Functional MRI (fMRI) was performed on a 3T ISOL Forte scanner before and after training in all subjects (35 slices per one brain volume TR/TE = 3000/30 ms, Flip angle $60^{\circ}$, FOV 220 mm, $64{\times}64$ matrix, slice thickness 4 mm). Response time (RT) and target scores (TS) of sequential finger movements were monitored during the training period and fMRl scanning. All subjects showed decreased RT and increased TS which reflecting learning effects over the training session. The subject who received high frequency rTMS showed better performance in TS and RT than those of the subjects with low frequency or sham stimulation of rTMS. In fMRI, the subject who received high frequency rTMS showed increased activation of primary motor cortex, premotor, and medial cerebellar areas after the motor sequence learning after the training, but the subject with low frequency rTMS showed decreased activation in above areas. High frequency subthreshold rTMS on the motor cortex may facilitate the excitability of motor cortex and improve the performance of motor sequence learning in normal subject.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.657-665
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• 2019

본 연구는 전 세계적으로 문제가 대두되고 있는 고령화 사회로 인한 신경성 퇴행 질환인 치매 및 근육통증 치료방법인 경두개 자기 전극에 관한 연구를 진행하였다. 특히 경두개 자기 전극은 두부 표피에 코일을 이용하여 뇌 심층으로 자기를 출력하여 언어능력, 인지능력, 기억력 등의 치매 증상에 의해 저하되는 능력을 향상시키기 위해 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 경두개 자기 전극의 핵심인 코일의 설계를 위하여 Maxwell 3D 프로그램을 통한 시뮬레이션을 진행하였다. 선행 연구로 설계된 코일과 연구 개발을 통한 코일의 시뮬레이션 비교를 한 결과 출력의 경우 기존의 설계된 코일 보다 출력 면에서 뛰어난 것을 확인할 수 있었다. B-Field, H-Field 두 개의 코일 출력의 그래프는 대칭을 이루는 것을 확인하였으나, 각 코일간의 대칭은 유사 대칭으로 정확한 대칭을 이루지 않는 것으로 확인이 되었다. 이러한 결과를 바탕으로 양 코일을 통한 두부 표피의 출력이 가능한지에 관한 확인을 위해 실험을 진행하였다. 역순방향 2-코일의 분석의 자기장의 경우 최대 출력은 3.3920e+004 H[A_per_meter]로 나타났으며 벡터장의 경우 35도에서 165도 부근에서의 자기장이 가장강한 것으로 나타났지만, 양 방향의 자기 출력으로 인하여 자기 출력이 상쇄가 되는 것을 확인하였다. 순방향 2-코일의 경우 역방향 코일과 비슷한 최대 3.2348e+004H[A_per_meter] 나타났으나 vector field의 경우 순방향 출력 및 두부 표피 출력에 관한 자기 출력이 확인이 되었다. 다만, 출력 코일에서 높이의 변화를 하였을 때, 자기 출력이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Yeungnam Medical Science
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• 제11권2호
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• pp.248-261
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• 1994

허혈성 뇌졸중 환자에서 운동장애의 판단 및 예후 판정에 운동유발전위 (motor evoked potential : MEP)의 유용성을 알아보기 위해 정상대조군 24례와 허혈성 뇌졸중 환자 24례를 대상으로 대뇌피질 및 척추부위에 자기자극을 가하며 단모지외전근 및 무지외전근에서 MEP를 기록하였고 각각의 근육에서 대뇌피질을 자극하여 기록된 MEP의 잠복기에서 척추부위를 자극하여 기록된 MEP의 잠복기를 감한 차이로 CMCT를 산출하였다. 대조군은 24례 모두에게 MEP를 유발할 수 있었고 환자군에서는 24폐 중 무반응을 나타낸 경우가 각 근육에서 11례였다. 정상대조군과 MEP를 유발할 수 있었던 뇌졸중 환자에서 단모지외전근에서의 평균 CMCT는 각각 $8.6{\pm}1.4$msec, $9.4{\pm}2.3$msec로 통계적 유의성은 없었고, 무지외전근에서는 $15.1{\pm}2.1$msec, $18.8{\pm}3.9$msec로 유의한 차이를 보였다(p<0.01). 허혈성 뇌졸중 환자에서 추체로 또는 중심피질 병변일 때 혹은 급성기의 운동장애가 심할 때 대뇌피질 자기자극에 무반응을 보인 경우가 많았고, 추체로를 제외한 피질하 병변일 때 혹은 경한 운동장애를 보일 때 CMCT가 정상인 경우가 많았다. 운동장애를 보였던 환자중 급성기의 CMCT가 정상인 경우는 1~2개월 후 상당한 운동회복을 보였고 대뇌피질 자기자극에 반응이 없을 때 운동회복은 미약하였다. 이로 미루어 MEP는 안전하고 간편한 중추성 운동신경계 전달경로의 전기생리학적 검사로써 뇌졸중환자의 운동장애를 판단하는 데 도움을 주고 급성기 운동장애의 예후를 예측하는 데 하나의 지표가 될 수 있을 것이라 사료된다.

• Annals of Clinical Neurophysiology
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• 제4권1호
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• pp.81-84
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• 2002

Tetanus is a disorder known to interfere with inhibitory modulation of the motor system in humans. In this report, we describe the characteristic neurophysiological findings in a 52-year-old patient with generalized tetanus. The cutaneous silent period was absent and the silent period evoked in distal upper limb muscles by transcranial magnetic stimulation was shortened. These findings can be interpreted as evidence of impaired inhibitory mechanisms at multiple levels of the nervous system.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권1호
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• pp.9-15
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• 2007

목적: 두부 외부에서 두뇌를 직접 자극하는 비침습적 두뇌 자극술인 경두개 자기자극(TMS, transcranial magnetic stimulation)은 특정 두뇌 부위를 자극하여 두뇌 활성을 증가 혹은 감소시킬 수 있다. 특히 반복 TMS(repetitive TMS, 이하 rTMS)는 우울증, 강박장애, 정신분열증 등 일부 신경 정신과적 질환의 새로운 치료법으로서의 가능성이 제시되면서 다양한 연구가 행해지고 있다. 이에 본 연구는 치료 저항성 우울증 환자를 대상으로 rTMS 치료 전후의 국소뇌혈류 변화를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1년 이상 적당한 항우울제 투여를 시도하였음에도 불구하고 치료에 반응하지 않았던 치료 저항성 우울증 환자 12명(남: 7, 녀: 5, 나이범위: $19{\sim}52$세, 평균나이: $29.3{\pm}9.3$세)을 대상으로 하여 3주간 15회의 rTMS(우측 전전두엽: 1Hz, 좌측 전전두엽: 20Hz) 치료 시행 전과 치료 후에 Tc-99m ECD SPECT를 얻었다. 치료 전과 후의 차이를 SPM2 소프트웨어를 이용하여 비교하였다.(t=3.14, uncorrected p<0.01, voxel=100) 결과: rTMS 치료 후에 좌측 측두엽 전내측부와 좌측 기저핵 그리고 양측 전전두엽 피질부위에 혈류가 유의하게 증가하였다. 또한 우측 전두엽과 좌측 후두엽에서는 혈류가 유의하게 감소하였다. 결론: 치료 저항성 우울증 환자의 rTMS 치료는 특정 부위 두뇌의 혈류 증가와 감소가 있음을 확인할 수 있었다. 치료 성과 및 개인 특성에 따른 차이에 대한 분석을 시행하고 보다 많은 수의 환자에서 자료가 확보된다면 rTMS 치료의 기전과 우울증의 병태생리를 규명하는데 rTMS-기능 뇌영상 연계 연구가 매우 유용할 것이다.인 PET 연구 절차를 고안하기 위해 고려해야 할 사항들에 대하여 논하였다.TEX>$29.9{\pm}1.8%$, DMF: $7.6{\pm}0.5%$이었다. MEK에서 얻은 $[^{11}C]1$의 비방사능은 98 ($GBq/{\mu}mol$)이다. 각 물질의 질량 분석은 1: m/z 257.3 (M+1), 2: 257.3 (M+1), 3: 271.3 (M+1)이었다. 각 생성물질의 표지효율은 MEK에서 $86.0{\pm}5.5%:5.0{\pm}3.4%:1.5{\pm}1.3%$ $([^{11}C]1:[^{11}C]2:[^{11}C]3)$, CHO에서 $59.7{\pm}2.4%:4.7{\pm}3.2%:1.3{\pm}0.5%$, DEK에서 $29.9{\pm}1.8%:2.0{\pm}0.7%:0.3{\pm}0.1%$, DMF에서 $7.6{\pm}0.5%:0.0%:0.0%$이다. 결론: $[^{11}C]1$은 4가지 반응용매 중 MEK 반응용매에서 가장 높은 표지효율을 나타냈다. 부산물인 $[^{11}C]3$은 고성능 액체 크로마토그래피의 자외선, 방사능 검출기와 질량 분석법을 통해 물질을 추정할 수 있었다.의 개선 효과가 있는 것으로 판단되며 지질과산화에 대해서 강한 억제 활성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과로 복분자는 생활 습관병의 예방과 개선에 유효한 것으로 사료되었으며, 지질대사와 과산화지표의 검증을 통해 기능성 식품소재로 활용될 수 있음을 보여주었다.로서 역시 CTV 치료계획에서 적게 조사되었다(p=0.005). 기존의 ICRU 치료계획은 잔류종양의 크기가 작은 경우 불필요하게 정상조직에

• 한국전문물리치료학회지
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• 제8권4호
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• pp.91-99
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• 2001

뇌 손상 후 급성기에 기능의 자발적인 회복이 일어나지만 환자들은 환측의 상지를 잘 사용하지 못하게 된다. 그 결과 원하는 움직임을 억제하는 상황을 발생시키는데 이것을 학습 무사용 증후군(learned nonu se syndrome)이라 한다. 이러한 학습 무사용 증후군을 치료하기 위해 억제-유도 치료(constraint-induced therapy)가 고안되었다. 억제-유도 치료는 연속되는 몇 주간에 걸쳐 매일 많은 시간 동안 건측의 상지를 묶어두고 환측 상지를 사용하게 하여 기능을 반복 학습하게 함으로써 기능을 증진시키는 방법이다. 이미 여러 연구자들이 경두개 자기자극(transcranial magnetic stimulation), 움직임 관련 피질전위(movement-related cortical potential), 기능적 자기공명 영상기법(functional magnetic resonance imaging) 등을 통하여 억제-유도 치료 후 운동피질영역에서의 재조직화를 보고함으로써 기능 증진과 관련된 회복 기전을 뒷받침하고 있다. 억제-유도 치료의 영역은 확대되어 뇌졸중, 척수손상, 고관절 치환술 후로 하지에서의 기능증진을 위하여 연구가 진행되고 있으며 특히 뇌졸중 후 실어증 환자에서 새로운 방법으로 제시되고 있다. 따라서, 억제-유도 치료는 신경학적인 손상 후 움직임의 재활에 있어서 치료-유도를 통한 중추신경계의 회복에 효과적으로 작용할 수 있다.

• Annals of Clinical Neurophysiology
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• 제5권2호
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• pp.187-191
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• 2003

Purpose: MEPs elicited by transmagnetic stimulations of the motor cortex are facilitated by voluntary muscle contraction. We evaluated the effects of the imagination of the movements on latencies of MEPs and reciprocal inhibition by using transmagnetic stimulations. Methods: Twenty two healthy volunteers(eight men and fourteen women) were studied. TMSs were delivered at rest and during imagining abducting or adducting right thumb. A stimulator with a round coil and a fixed intensity of 80% of maximum was used to evoke MEPs. MEPs were evoked by magnetic stimulations over the scalp and cervical spine(C7-T1), and central motor conduction times(CMCT) were calculated by subtracting the latency of compound muscle action potentials(CMAPs) obtained by stimulating over the cervical spine from that obtained by stimulating over the scalp. The motor evoked potentials were recorded from right abductor pollicis brevis muscle(APB) and adductor pollicis muscle(AP) simultaneously. Results: Imagination of abduction resulted in a shortened latency of the CMAPs in APB, and a prolonged latency in AP. Imagination of adduction resulted in a shortened latency in AP, and a prolonged latency in APB. But the imagination caused no significant change in the latency of CMAPs elicited by stimulation over cervical spine. Therefore, the changes of the CMCTs account for these latency changes with imagination of movement. With the imagination of abduction, there are significant reduction of the CMCT's in APB(10.8%) and prolongation in AP(5.8%). On the other hand, with the imagination of adduction, prolongation of the CMCT's in APB(7.3%) and reduction in AP(5.9%) were observed. Conclusion: These findings indicate that imagination of muscle contraction increases the excitability of the human corticospinal system. Reciprocal inhibition may be accountable for the prolonged latency in the antagonist muscle.

• 대한의생명과학회지
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• 제29권4호
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• pp.263-273
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• 2023

This study aimed to investigate effect of scalp acupuncture (SA) and repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) intervention on neuromotor function in photothrombotic cerebral infarction (PCI) rat model. Sixty male SD rats were used. PCI was induced on M1 cortex of right frontal lobe. SA was performed at the Qianding (GV21), Xuanli (GB6) acupoints of ipsilesional M1. Low-frequency rTMS was delivered to contralesional M1. All rats were randomly divided into 4 groups: group A, normal (n, 15); group B, PCI without any stimulation intervention (n, 15); group C, PCI with SA (n, 15); group D, PCI with rTMS (n, 15). Rota-rod test and Ladder rung walking test (LWT) were done weekly for 8 weeks after PCI. SA or rTMS was started from post-PCI 4^th day as protocol for 8 weeks. H/E stain and IHC were done. Western blot and qRT-PCR study were performed for MAP2 and BDNF from ipsilesional M1 peri-infarction tissue. Brain MRI study was conducted to quantify the volume of cerebral infarction. As a result, left forelimb and hindlimb function significantly improved more in group C and D than control group, with expressed more BDNF and MAP2. And brain MRI showed focal infarction of right M1 after PCI, and infarction volume progressively decreased in group C and D than group B from post-PCI 5^th to 8^th week. SA or rTMS was more effective than no intervention group on neuromotor function of PCI rat model. The functional recovery was associated with stimulation intervention-related neurogenesis.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제17권2호
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• pp.17-24
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• 2010

The aim of this study was to determine the effect of action observational physical training (AOPT) on manual dexterity and corticomotor facilitation in stroke patients. Ten hemiparetic patients participated in this study. Each subject was asked to participate the three conditions; base condition (Base), physical training (PT), AOPT. Participants were asked to observe the action in the video that a therapist moved the blocks during the AOPT conditions. Corticomotor facilitation was determined in three conditions by monitoring changes in the amplitude of motor-evoked potentials (MEPs) elicited in hand muscles by transcranial magnetic stimulation. MEP responses were measured from the first dorsal interosseous after participants attended to three conditions. For the manual dexterity, Box and Block test (BBT) was used. The results of present study were summarized as follows: MEPs amplitude significantly tended to be larger than PT and Base condition. The scores of BBT in the AOPT condition were also significantly larger than other conditions. In conclusion, this finding of present study indicates that physical training for observation of an action is beneficial for enhancing a dexterity of paretic arm in stroke patients.