• Title/Summary/Keyword: 호흡의 조절

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전염병의 경로 추적 및 예측을 위한 통합 정보 시스템 구현 (Implementation of integrated monitoring system for trace and path prediction of infectious disease)

  • 김은경;이석;변영태;이혁재;이택진
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.69-76
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    • 2013
  • 세계적으로 전파력과 병원성이 높은 신종인플루엔자, 조류독감 등과 같은 전염병이 증가하고 있다. 전염병이란 특정 병원체(pathogen)로 인하여 발생하는 질병으로 감염된 사람으로부터 감수성이 있는 숙주(사람)에게 감염되는 질환을 의미한다. 전염병의 병원체는 세균, 스피로헤타, 리케차, 바이러스, 진균, 기생충 등이 있으며, 호흡기계 질환, 위장관 질환, 간질환, 급성 열성 질환 등을 일으킨다. 전파 방법은 식품이나 식수, 곤충 매개, 호흡에 의한 병원체의 흡입, 다른 사람과의 접촉 등 다양한 경로를 통해 발생한다. 전 세계의 대부분 국가들은 전염병의 전파를 예측하고 대비하기 위해서 수학적 모델을 사용하고 있다. 하지만 과거와 달리 현대 사회는 지상과 지하 교통수단의 발달로 전염병의 전파 속도가 매우 복잡하고 빨라졌기 때문에 우리는 이를 예방하기 위한 대책 마련의 시간이 부족하다. 그러므로 전염병의 확산을 막기 위해서는 전염병의 전파 경로를 예측할 수 있는 시스템이 필요하다. 우리는 이러한 문제를 해결하기 위해서 전염병의 실시간 감시 및 관리를 위한 전염병의 감염 경로 추적 및 예측이 가능한 통합정보 시스템을 구현하였다. 이 논문에서는 전염병의 전파경로 예측에 관한 부분을 다루며, 이 시스템은 기존의 수학적 모델인 Susceptible - Infectious - Recovered (SIR) 모델을 기반으로 하였다. 이 모델의 특징은 교통수단인 버스, 기차, 승용차, 비행기를 포함시킴으로써, 도시내 뿐만 아니라 도시간의 교통수단을 이용한 이동으로 사람간의 접촉을 표현할 수 있다. 그리고 한국의 지리적 특성에 맞도록 실제 자료를 수정하였기 때문에 한국의 현실을 잘 반영할 수 있다. 또한 백신은 시간에 따라서 투여 지역과 양을 조절할 수 있기 때문에 사용자가 시뮬레이션을 통해서 어느 시점에서 어느 지역에 우선적으로 투여할지 백신을 컨트롤할 수 있다. 시뮬레이션은 몇가지 가정과 시나리오를 기반으로 한다. 그리고 통계청의 자료를 이용해서 인구 이동이 많은 주요 5개 도시인 서울, 인천국제공항, 강릉, 평창, 원주를 선정했다. 상기 도시들은 네트워크로 연결되어있으며 4가지의 교통수단들만 이용하여 전파된다고 가정하였다. 교통량은 국가통계포털에서 일일 교통량 자료를 입수하였으며, 각도시의 인구수는 통계청에서 통계자료를 입수하였다. 그리고 질병관리본부에서는 신종인플루엔자 A의 자료를 입수하였으며, 항공포털시스템에서는 항공 통계자료를 입수하였다. 이처럼 일일 교통량, 인구 통계, 신종인플루엔자 A 그리고 항공 통계자료는 한국의 지리적 특성에 맞도록 수정하여 현실에 가까운 가정과 시나리오를 바탕으로 하였다. 시뮬레이션은 신종인플루엔자 A가 인천공항에 발생하였을 때, 백신이 투여되지 않은 경우, 서울과 평창에 각각 백신이 투여된 경우의 3가지 시나리오에 대해서, 감염자가 피크인 날짜와 I (infectious)의 비율을 비교하였다. 그 결과 백신이 투여되지 않은 경우, 감염자가 피크인 날짜는 교통량이 가장 많은 서울에서 37일로 가장 빠르고, 교통량이 가장 적은 평창에서 43일로 가장 느렸다. I의 비율은 서울에서 가장 높았고, 평창에서 가장 낮았다. 서울에 백신이 투여된 경우, 감염자가 피크인 날짜는 서울이 37일로 가장 빨랐으며, 평창은 43일로 가장 느렸다. 그리고 I의 비율은 강릉에서 가장 높으며, 평창에서 가장 낮았다. 평창에 백신을 투여한 경우, 감염자가 피크인 날짜는 37일로 서울이 가장 빠르고 평창은 43일로 가장 느렸다. I의 비율은 강릉에서 가장 높았고, 평창에서는 가장 낮았다. 이 결과로부터 신종인플루엔자 A가 발생하면 각 도시는 교통량에 의해 영향을 받아 확산된다는 것을 확인할 수 있다. 따라서 전염병 발생시 전파 경로는 각 도시의 교통량에 따라서 달라지므로, 교통량의 분석을 통해서 전염병의 전파 경로를 추적하고 예측함으로써 전염병에 대한 대책이 가능할 것이다.

기침형 천식에서 향염증 흡입제 치료 경과에 따른 기도과민성 변화에 대한 고찰 (Perspective of Bronchial Responsiveness According to an Inhaled Anti-inflammatory Treatment in Cough Asthma)

  • 문승혁;기신영;김용훈;박춘식
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제45권5호
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    • pp.1012-1021
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    • 1998
  • 배 경: 기관지 천식은 기도에 발현된 복합적인 세포성 혹은 화학-매개물 등의 영향으로 기도내 만성적인 면역학적 염증을 보이는 기저병리를 특정으로 하며 이러한 결과로서 기도과민성을 포함한 기관지수축에 따른 호흡기 증세를 나타내므로 기도내 염증조절이 중요하게 인식되고 있다. 기침형 천식은 뚜렷한 호흡곤란이나 천명음없이 주로 만성기침만을 호소하며 기도 과민을 특징적으로 보인다. 스테로이드는 대표적인 항염증 흡입제로 인정되고 있으며 nedocromil sodium은 cromolyn에 비해 효과적인 항염증제로 알려져있다. 저자들은 기침형 천식환자들에서 전향적으로 흡입 항염증제 치료에 따른 기도과민도 변화 경과를 관찰하고 기도과민도 호전여부에 영향을 미치는 인자들을 평가하고자 하였으며 기침형 천식환자에서 nedocromil의 치료 효과를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 기침형 천식환자 61명을 대상으로 전향적으로 조사하였다. 23명에서 budesonide ($400{\mu}g{\times}2/day$), 22명에서 nedocromil($4mg{\times}2/day$) 군에 속하였으며 16명에서 병합치료를 하였다. 기도과민성은 DeVilbiss 646 Dosimeter를 이용한 메타콜린 기관지 유발검사로 평가하였다. 증세변화여부는 본조사에서 정해진 양식에 따라 문진하여 증세-점수도를 산출하여 평가하였다. 각군에서 2 개월간 흡입치료후 시행된 기관지유발검사 결과 양성반응을 보이는 경우 임의로 비-관해군(non-responder)으로 정하여 이들을 대상으로 각각 치료후 4 개월 혹은 6개월째에 기관지유발검사를 재시행, 평가하였다. 결 과: 각군간의 평균 연령 및 성별에는 차이가 없었으며 기침발현 평균기간은 각각 7.5, 4.5, 5.4년으로 차이가 없었다. 각군에서 내원당시 평균흡연력 및 평균 FEV1% 치는 차이가 없었으며 내원당시 메타콜린 PC20(mg/ml) 평균치는 각각 3.0, 4.8, 2.9으로 각 군간에 차이는 없었다. 각군에서 내원당시 증세-점수도간에 차이는 없었다. 치료 2개월째 기도 과민도 관해를 보인 정도는 budesonide 군에서 30.4%, nedocromil 군 31.8%, 병합치료군에서 37.5%로 각 군간에 차이가 없었다(p=0.95). 각군에서 기도 과민도는 2개월 치료후 내원당시에 비해 각각 4.24, 2.44, 6.91 배로 유의하게 감소하였으며(p<0.05), 증세-점수도는 각군에서 유의하게 감소하여(p<0.05) 증세 호전을 보였다. 치료 2개월째 기도 과민도의 관해를 보이지 않았던 환자들에서 메타콜린 축적용량단위 및 증세-점수도는 내원당시에 비해 2개월째에 유의한 호전을 보였으나(p<0.01) 각각 4개월 혹은 6개월째 재평가한 결과 2개월째와는 차이가 없었다. 치료 2 개월째 기도 과민도 관해를 보인군에서 혈중 총 IgE, 말초혈액 호산구수 및 피부반응 양성율은 관해를 보이지 않았던 군과 차이가 없었으나 치료시작전 증세발현기간 정도, 흡연력, 연령, 성별 등에서는 양군간에 유의한 차이를 보였으며(p<0.05) 내원당시 메탈콜린 PC20 치는 관해군에서 유의하게 높은 결과를 보였다(p<0.01). 결 론: 치료 2개월째에 기도 과민도 관해를 보이지 못한 군에서는 이후의 관찰기간동안 기도 과민도 및 증세-점수도는 각각 2개월째와 차이가 없었으며 치료시작전 증세발현기간, 연령, 흡연력, 성별, PC20 등은 기도 과민도 관해에 유의한 영향을 미치는 것으로 사료되었다. 기침형 천식환자에서 병합치료가 budesonide나 nedocromil 단독치료에 비해 우월하지 않는 것으로 사료되었다.

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흰쥐에서 출혈성 쇼크 후 회복 시 저체온법 및 수액 치료에 따른 폐장의 염증성 변화 (Inflammatory Reponse of the Lung to Hypothermia and Fluid Therapy after Hemorrhagic Shock in Rats)

  • 장원채;범민선;정인석;홍영주;오봉석
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제39권12호
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    • pp.879-890
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    • 2006
  • 배경: 출혈성 쇼크는 허혈 시 발생하는 산소산화물 등에 의해 체내에 여러 가지 염증반응을 일으킴으로써 각 장기의 기능부전을 초래한다. 특히 폐장은 허혈 시 조기에 폐포 세포의 투과성이 증가하여 부종, 염증세포의 침윤 및 출혈 등이 일어나 호흡부전증을 초래한다. 또한 출혈성 쇼크 시 기본적으로 시행하는 수액 요법은 간질의 부종을 일으켜 폐장의 기능을 감소시킬 수 있는 위험 요소이다. 따라서 출혈성 쇼크 후 폐장의 기능 저하를 예방하기 위해서는 폐장의 염증 반응을 줄이고 폐부종을 최소화시키는 노력이 필요하다. 대상 및 방법: $300{\sim}350$ gm 정도의 수컷 흰쥐를 이용하여 경정맥을 통해 약 3 mL/100 g의 혈액을 제거하여 평균 경동맥압 $35{\sim}40$ mmHg의 출혈성 쇼크 상태(I단계, 60분)를 유도하고 유지한 후, 제거한 혈액을 재주입하고 수액요법을 실시하여 평균 경동맥압을 80 mmHg로 유지하는 소생 상태(II 단계, 60분)를 시행한 후 약 3시간 정도 경과를 관찰(III 단계)하였다. 실험동물은 3군으로 나누어 실험하였으며 I군(n=10)은 I 단계 시 직장체온을 $37{\pm}1^{\circ}C$로 유지하고 II 단계에서 린저액을 이용하여 수액요법을 실시하였다. II 군(n=10)은 I 단계 시 직장체온을 $33{\pm}1^{\circ}C$로 유지하고 II단계에서 린저액을 이용한 수액요법을 실시하였다. III군은 I단계 시 $33{\pm}1^{\circ}C$로 체온을 유지하였고 II 단계에서 5% 알부민액을 이용하여 수액요법을 실시하였다. 각 군 모두 실험 전, I, II, III 단계 후반에 혈류역학적 인자(심박수, 평균 경동맥압), 동맥혈 가스 분석, 혈청내 포도당과 LDH, I, II단계의 투여 수액양, 기관지-폐포 세척액의 Interleukin(IL)-8을 측정하였고, 조직검사를 통해 염증반응의 정도를 조직학적 점수로 평가하였다. 결과: I군의 4예를 제외한 26예가 III단계까지 생존하였다. 각 군 간의 평균 경동맥압의 유의한 차이는 없었다. 그러나 실험 1단계에서의 채혈량은 I군은 $3.2{\pm}0.5$ mL/100 g으로 II, III 군의 $3.9{\pm}0.8$ mL/100 g, $4.1{\pm}0.7$ mL/100 g에 비해 각각 유의하게 적었다(p< 0.05). II 단계에서의 투여 수액량은 I 군 $28.6{\pm}6.0$ mL, II 군 $20.6{\pm}4.0$ mL, III 군 $14.7{\pm}2.7$ mL로 각 군 간에 통계적인 유의성이 있었다(p<0.05). 혈청내 칼륨 농도는 I군에서 II군에 비해 소생술 후 의의 있게 높았으며(p<0.05), 포도당 농도는 II단계의 I군에서 타군과 비교하여 현저히 낮았다(p<0.05). IL-8은 I 군 $1,834{\pm}437$ pg/mL, II 군 $1,006{\pm}532$ pg/mL, III군 $764{\pm}302$ pg/mL로 I 군에서 II 및 III군과 비교하여 통계적으로 유의하게 높았으며(p<0.05), 폐조직의 조직검사를 통해 평가한 염증세포 분포 점수에서 III 군이 $1.6{\pm}0.6$으로 I 군 $2.8{\pm}1.2$에 비해 통계적으로 유의하게 낮았다(p<0.05). 결론: 압력 조절형 출혈성 쇼크 모델에서 시행한 저체온법은 정상체온을 유지하고 있는 군에 비해 쇼크 상태에서의 기초대사량을 줄여줌으로써 허혈에 의한 조직의 직접적인 손상을 억제할 수 있으리라 생각된다. 또한 저체온법은 수액의 사용량을 줄여주고 IL-8등의 싸이토카인 분비를 억제시키며 백혈구의 침윤을 줄여줌으로써 쇼크 후 폐장의 기능 회복에 도움을 준다. 그러나 저체온법을 시행한 군에서도 투여하는 수액을 달리함으로써 폐장의 염증변화나 손상이 차이를 나타낼 수 있을 것으로 생각되며 이에 대한 세심한 연구가 있어야 할 것이다.