서론: 동물 모델. 방법: 압력을 29.9 MPa 및 -9.6 MPa로 감소시키고, 펄스 반복 주파수 1 Hz, 듀티 사이클 1%, 펄스 수 1~20개로 하였다. 각 동물에 3개의 병변을 생성하였다. 비교를 위해, 동일한 노출 조건을 사용하되 압력 변조를 하지 않은 조건도 간에서 병변을 생성하기 위해 사용하였다. 결과 및 논의: 압력 변조 접근(예: BH)에 의해 생성된 병변보다 더 작은 병변을 보였다(예: =0.1295). 또한 PSH 펄스 길이가 증가함에 따라 PSH 병변의 길이가 축 방향으로 HIFU 소스의 반대 방향으로 점진적으로 성장하여, 결국 간에서 길쭉한 병변이 생성되는 것이 관찰되었다. 더불어, 우리의 실험 결과는 가장 짧은 PSH 펄스 길이에서 간 조직이 부분적으로 파괴되면서도 세포외 기질이 보존되는(즉, 온전한 섬유성 콜라겐) 부분 탈세포화 효과를 유도할 수 있음을 보여주었다. 종합하면, 이러한 결과는 PSH가 압력 변조를 통한 보일링 버블의 동역학을 제어함으로써 충격 산란 효과를 유발하지 않으면서, 완전한 조직 분절에서 조직 탈세포화에 이르기까지 원하는 정도의 기계적 손상을 갖는 고도로 국소화된 조직 분절을 유도하는 데 사용될 수 있음을 시사한다.

초음파 유도 혈전용해술(sonothrombolysis)은 혈전(피떡)을 치료하기 위한 유망하고 비침습적인 초음파 기술이지만, 혈전 용해에 사용되는 혈전용해제(thrombolytic agents)로 인해 유발되는 출혈 및 분리된 혈전이 혈류를 막을 가능성(즉, 색전(embolus))이 현재 접근법의 주요 한계이다. 본 연구에서는 혈전용해 약물의 사용 없이 색전을 치료하기 위한 새로운 초음파 유도 혈전용해 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 (a) 혈관 내 혈류에 대해 국소화된 음향 방사력(acoustic radiation force)을 생성하여 이동하는 혈전을 포획(즉, 음향 그물(acoustic net) 생성)하고, (b) 음향 공동화(acoustic cavitation)를 유도하여 포획된 색전을 기계적으로 파괴하며, (c) 포획 및 기계적 분획(fractionation) 과정을 음향적으로 모니터링하는 것을 포함한다. 제안된 방법에는 서로 다른 목적을 가진 3종의 초음파 트랜스듀서가 사용되었다. (1) 이동하는 혈전을 포획하기 위한 1-MHz 듀얼 집속(dFUS, dual focused ultrasound) 트랜스듀서, (2) 혈전을 분획하기 위한 2-MHz 고강도 집속 초음파(HIFU, High Intensity Focused Ultrasound) 소스, 그리고 (3) 포획된 색전 및 음향 공동화로부터 산란된 음향파를 수신하고 분석하기 위한 광대역(10 kHz~20 MHz) 수동 음향 방출(passive acoustic emission) 검출기가 사용되었다. 제안된 방법의 가능성을 입증하기 위해, 혈액 모사 유체로 채운 광학적으로 투명한 혈관 모사(혈관-유사) 팬텀과 혈전(직경 1.2~5 mm)을 이용한 시험관 내(in vitro) 실험을 수행하였고, dFUS 및 HIFU 노출 조건을 변화시키면서 다양한 유동 조건(1.77~6.19 cm/s)에서 평가하였다. 고속 카메라를 사용하여 제안된 방법에 의해 혈관 내에서 음향장의 생성, 음향 공동화의 형성, 그리고 혈전의 파편화가 관찰되었다. 또한, 특정 노출 조건에서 생성되는 음향 및 온도장의 수치 시뮬레이션을 수행하여 초음파 유도 혈전용해에 관한 실험 결과를 추가로 해석하였다. 그 결과, dFUS가 혈관 내에서 생성한 프린지 패턴(fringe pattern)과 유사한 음압장(프린지 폭 1 mm)이 유동 속도 6.19 cm/s까지 직경 1.2~5 mm의 색전을 포획함을 명확히 보여주었다. 이는 혈관 내에서 유동에 대해 반대 방향으로 색전에 작용하는 dFUS 유도 음향 방사력이 유동이 생성하는 항력(drag force)보다 더 큰 크기를 갖기 때문일 가능성이 있다. 이후 포획된 색전은 HIFU 유도 강한 공동화에 의해 혈관 벽을 손상시키지 않으면서 작은 파편 잔류물(18~60 μm 크기)로 기계적으로 분해되었다. 또한 dFUS에 의해 포획된 혈전에서 방출된 음향 방출 신호와 HIFU에 의해 생성된 공동화의 음향 방출은 주파수 영역에서 뚜렷하게 구별될 수 있음을 관찰하였다. 종합하면, 본 연구 결과는 제안된 초음파 유도 혈전용해 방법이 혈전을 효과적으로 포획하고 파괴함으로써 혈전증(thrombosis) 및 색전증(embolism) 치료를 위한 유망한 도구로 활용될 수 있음을 시사한다.

서론: 동물 모델. 방법: 압력을 29.9 MPa 및 -9.6 MPa로 감소시키고, 펄스 반복 주파수 1 Hz, 듀티 사이클 1%, 펄스 수 1~20개로 하였다. 각 동물에 3개의 병변을 생성하였다. 비교를 위해, 동일한 노출 조건을 사용하되 압력 변조를 하지 않은 조건도 간에서 병변을 생성하기 위해 사용하였다. 결과 및 논의: 압력 변조 접근(예: BH)에 의해 생성된 병변보다 더 작은 병변을 보였다(예: =0.1295). 또한 PSH 펄스 길이가 증가함에 따라 PSH 병변의 길이가 축 방향으로 HIFU 소스의 반대 방향으로 점진적으로 성장하여, 결국 간에서 길쭉한 병변이 생성되는 것이 관찰되었다. 더불어, 우리의 실험 결과는 가장 짧은 PSH 펄스 길이에서 간 조직이 부분적으로 파괴되면서도 세포외 기질이 보존되는(즉, 온전한 섬유성 콜라겐) 부분 탈세포화 효과를 유도할 수 있음을 보여주었다. 종합하면, 이러한 결과는 PSH가 압력 변조를 통한 보일링 버블의 동역학을 제어함으로써 충격 산란 효과를 유발하지 않으면서, 완전한 조직 분절에서 조직 탈세포화에 이르기까지 원하는 정도의 기계적 손상을 갖는 고도로 국소화된 조직 분절을 유도하는 데 사용될 수 있음을 시사한다.

초음파 유도 혈전용해술(sonothrombolysis)은 혈전(피떡)을 치료하기 위한 유망하고 비침습적인 초음파 기술이지만, 혈전 용해에 사용되는 혈전용해제(thrombolytic agents)로 인해 유발되는 출혈 및 분리된 혈전이 혈류를 막을 가능성(즉, 색전(embolus))이 현재 접근법의 주요 한계이다. 본 연구에서는 혈전용해 약물의 사용 없이 색전을 치료하기 위한 새로운 초음파 유도 혈전용해 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 (a) 혈관 내 혈류에 대해 국소화된 음향 방사력(acoustic radiation force)을 생성하여 이동하는 혈전을 포획(즉, 음향 그물(acoustic net) 생성)하고, (b) 음향 공동화(acoustic cavitation)를 유도하여 포획된 색전을 기계적으로 파괴하며, (c) 포획 및 기계적 분획(fractionation) 과정을 음향적으로 모니터링하는 것을 포함한다. 제안된 방법에는 서로 다른 목적을 가진 3종의 초음파 트랜스듀서가 사용되었다. (1) 이동하는 혈전을 포획하기 위한 1-MHz 듀얼 집속(dFUS, dual focused ultrasound) 트랜스듀서, (2) 혈전을 분획하기 위한 2-MHz 고강도 집속 초음파(HIFU, High Intensity Focused Ultrasound) 소스, 그리고 (3) 포획된 색전 및 음향 공동화로부터 산란된 음향파를 수신하고 분석하기 위한 광대역(10 kHz~20 MHz) 수동 음향 방출(passive acoustic emission) 검출기가 사용되었다. 제안된 방법의 가능성을 입증하기 위해, 혈액 모사 유체로 채운 광학적으로 투명한 혈관 모사(혈관-유사) 팬텀과 혈전(직경 1.2~5 mm)을 이용한 시험관 내(in vitro) 실험을 수행하였고, dFUS 및 HIFU 노출 조건을 변화시키면서 다양한 유동 조건(1.77~6.19 cm/s)에서 평가하였다. 고속 카메라를 사용하여 제안된 방법에 의해 혈관 내에서 음향장의 생성, 음향 공동화의 형성, 그리고 혈전의 파편화가 관찰되었다. 또한, 특정 노출 조건에서 생성되는 음향 및 온도장의 수치 시뮬레이션을 수행하여 초음파 유도 혈전용해에 관한 실험 결과를 추가로 해석하였다. 그 결과, dFUS가 혈관 내에서 생성한 프린지 패턴(fringe pattern)과 유사한 음압장(프린지 폭 1 mm)이 유동 속도 6.19 cm/s까지 직경 1.2~5 mm의 색전을 포획함을 명확히 보여주었다. 이는 혈관 내에서 유동에 대해 반대 방향으로 색전에 작용하는 dFUS 유도 음향 방사력이 유동이 생성하는 항력(drag force)보다 더 큰 크기를 갖기 때문일 가능성이 있다. 이후 포획된 색전은 HIFU 유도 강한 공동화에 의해 혈관 벽을 손상시키지 않으면서 작은 파편 잔류물(18~60 μm 크기)로 기계적으로 분해되었다. 또한 dFUS에 의해 포획된 혈전에서 방출된 음향 방출 신호와 HIFU에 의해 생성된 공동화의 음향 방출은 주파수 영역에서 뚜렷하게 구별될 수 있음을 관찰하였다. 종합하면, 본 연구 결과는 제안된 초음파 유도 혈전용해 방법이 혈전을 효과적으로 포획하고 파괴함으로써 혈전증(thrombosis) 및 색전증(embolism) 치료를 위한 유망한 도구로 활용될 수 있음을 시사한다.

비만으로 유발된 염증성 내장지방조직(Visceral Adipose Tissue, VAT)은 전염증성 사이토카인을 분비하여 전신 염증과 인슐린 저항성을 촉진하며, 이는 비만 관련 심혈관질환(Cardiovascular Disease, CVD)을 더욱 악화시킨다. 대식세포는 비만 관련 VAT 염증의 발달에서 핵심적인 역할을 한다. 광범위한 임상 연구에서는 18F-플루오로데옥시글루코스 양전자방출단층촬영/컴퓨터단층촬영(18F-FDG PET/CT)이 사람에서 VAT의 대식세포 염증 활성도를 평가하는 데 사용될 수 있음을 보고하였다. 그러나 사람에서 VAT 생검을 시행하기 어렵기 때문에 병리학적 상관관계가 부족하였고, 전임상 동물 모델을 대상으로 한 연구도 제한적이었다. 목적 본 연구에서는 고지방식이로 유도된 비만 마우스에서 18F-FDG PET/CT가 VAT의 대식세포 염증 활성을 반영할 수 있는지 확인하고자 하였다. 방법 남성 C57BL/6 마우스를 고지방식이(지방 60%)로 20주간 사육하여 비만 동물 모델을 유도하였다. 인슐린 내성 검사를 시행하여 인슐린 저항성의 상태를 평가하였고, 전신 염증의 상태를 평가하기 위해 C-반응단백질(C-reactive protein, CRP)을 측정하였다. 모든 동물에서 희생 전 18F-FDG PET/CT를 시행하였다. 대식세포 염증 활성도는 최대 표준섭취계수(maximum standardized uptake value, SUVmax)로 평가하였다. 채취한 VAT에 대해 유세포분석(flow cytometry), 조직학적 분석, 분자 분석을 수행하였다. 결과 모든 비만 동물에서 인슐린 저항성이 나타났으며, 이는 CVD 위험 증가에 기여하는 주요 병태생리 과정인 사람의 대사증후군과 유사한 양상을 보였다. VAT SUVmax는 비만 마우스에서 증가하였고 CRP 수치와 유의한 상관관계를 보였다. 또한 비만 마우스의 VAT는 정상 마우스에 비해 대식세포 침윤이 증가된 양상을 보였다. 결론 18F-FDG PET/CT는 비만 유발 염증성 VAT에서 비만 마우스 모델의 대식세포 염증 활성을 시각화하고 평가할 수 있었다. 본 전임상 연구는 CVD에 취약한 환자에서 VAT 염증 평가에 18F-FDG PET/CT의 임상적 적용을 강력히 뒷받침한다. 자금 지원 후원(재원) 유형: 없음.

배경: F-플루오로데옥시글루코스(F-fluorodeoxyglucose, FDG) 양전자방출단층촬영/컴퓨터단층촬영(PET/CT)을 시행하고 RVO와의 연관성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 정기 건강검진을 위해 F-FDG PET/CT를 시행한 대상자를 등록하였다. VAT의 대사활동은 최대 표준섭취계수(maximum standardized uptake value, SUVmax)를 이용해 평가하였고, 전신 염증은 비장과 골수(bone marrow, BM)의 SUVmax, 그리고 C-반응단백(C-reactive protein, CRP) 수준을 기준으로 평가하였다. 결과: VAT SUVmax는 비-RVO 군에 비해 RVO 환자에서 더 높았다. 또한 전신 염증의 대리지표 수준은 RVO 환자에서 비-RVO 환자에 비해 더 높게 나타났다. 더 나아가 VAT SUVmax는 전신 염증 대리지표들과 양의 상관관계를 보였으며, RVO의 존재와도 독립적으로 관련되었다. 결론: F-FDG PET/CT는 RVO의 존재와 연관되어 있으며 전신 염증의 정도와도 상관되었다. 따라서 VAT SUVmax는 RVO와 연관된 비만 관련 VAT 염증을 나타내는 잠재적 대리지표로 활용될 수 있다.

서론: 말레도파(Levodopa, L-3,4-dihydroxyphenylalanine)로, 말초 부위에 순환하는 도파민 전구체이며 췌장의 혈당 조절에 관여한다. 이전의 동물 연구에서는 말초 말레도파가 췌장 베타 세포에서의 인슐린 분비와 연관됨을 보여주었으나, 비만 및 제2형 당뇨병 환자에서 췌장이 말레도파를 인체에서 어떻게 다르게 사용하는지에 대한 기전은 아직 알려져 있지 않다. 본 연구의 목적은 비만과 당뇨병의 상태에서 췌장이 말레도파를 서로 다르게 흡수하고 이용하는 양상을 관찰하는 것이었다. 재료 및 방법: 18F-FDOPA PET-CT와 혈장 샘플을 수집하여 아미노산 대사체의 변화가 있음을 확인하였다. 결과: 비만 및 새로 진단된 제2형 당뇨병 환자에서의 값은 2.6 ± 0.1, P = 0.02]로 나타났다. 결론: 이는 순환하는 말레도파를 흡수하는 췌장 베타 세포의 기능적 능력 변화가 인슐린 저항성과 제2형 당뇨병의 발병기전에 잠재적으로 연관되어 있음을 시사한다. 군 간 흡수 값의 차이는 췌장의 말레도파 흡수가 제2형 당뇨병의 초기 지표일 수 있음을 시사한다.