• 제목/요약/키워드: Artificial heart

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PPG와 기계학습을 활용한 혈당수치 예측 연구 (The study of blood glucose level prediction using photoplethysmography and machine learning)

  • 박철구;최상기
    • 디지털정책학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.61-69
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    • 2022
  • 논문은 광용적맥파(photoplethysmography, PPG) 센서에서 획득한 생체 신호, ICT 기술 및 데이터 기반의 혈당수치 예측 모델을 개발하고 검증하는 연구이다. 혈당 예측은 기계학습의 MLP 아키텍처를 이용하였다. 기계학습 모델의 입력층은 심박수, 심박변이도, 나이, 성별, VLF, LF, HF, SDNN, RMSSD, PNN50의 10개의 입력노드와 은닉층은 5개로 구성된다. 예측모델의 결과는 MSE=0.0724, MAE=1.1022 및 RMSE=1.0285이며, 결정계수(R2)는 0.9985이다. 비채혈방식으로 디지털기기에서 수집한 생체신호 데이터와 기계학습을 활용한 혈당 예측 모델을 수립하고 검증하였다. 일상에 적용하기 위해 다양한 디지털 기기의 기계학습 데이터셋 표준화와 정확성을 높이는 연구가 이어진다면 개인의 혈당 관리에 대안적 방법이 될 수 있을 것이다.

Analysis of the Occurrence of Diseases Following Gastrectomy for Early Gastric Cancer: a Nationwide Claims Study

  • Seo, Ho Seok;Na, Yewon;Jung, Jaehun
    • Journal of Gastric Cancer
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    • 제21권3호
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    • pp.279-297
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    • 2021
  • Purpose: Various changes in nutrition, metabolism, immunity, and psychological status occur through multiple mechanisms after gastrectomy. The purpose of this study was to predict disease status after gastrectomy by analyzing diseases pattern that occur or change after gastrectomy. Materials and Methods: A retrospective cohort study was conducted using nationwide claims data. Patients with gastric cancer who underwent gastrectomy or endoscopic resection were included in the study. Eighteen target diseases were selected and categorized based on their underlying mechanism. The incidence of each target disease was compared by dividing the study sample into those who underwent gastrectomy (cases) and those who underwent endoscopic resection for early gastric cancer (controls). The cases were matched with controls using propensity score matching. Thereafter, Cox proportional hazard models were used to evaluate intergroup differences in disease incidence after gastrectomy. Results: A total of 97,634 patients who underwent gastrectomy (84,830) or endoscopic resection (12,804) were included. The incidence of cholecystitis (P<0.0001), pancreatitis (P=0.034), acute kidney injury (P=0.0083), anemia (P<0.0001), and inguinal hernia (P=0.0007) were higher after gastrectomy, while incidence of dyslipidemia (P<0.0001), vascular diseases (ischemic heart disease, stroke, and atherosclerosis; P<0.0001, P<0.0001, and P=0.0005), and Parkinson's disease (P=0.0093) were lower after gastrectomy. Conclusions: This study identifies diseases that may occur after gastrectomy in patients with gastric cancer.

어지럼증을 호소하는 서맥성 부정맥 환자의 한의복합치료 1례 (A Case of Patient with Brady-arrhythmia Complaining Dizziness Treated with complex Korean Medicine treatments)

  • 정소민;이성욱;하원정;조기호;문상관;정우상;권승원;이한결
    • 대한중풍순환신경학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.41-54
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    • 2022
  • Brady-arrhythmia is defined as an arrhythmia in which the heart rate slows to less than 60 beats per minute. Brady-arrhythmia reduces cardiac output and causes changes in blood flow. As a result, dizziness occurs because not only ischemia occurs in the central nervous system, but also blood flow in major organs decreases. The insertion of an artificial pacemaker is known as almost the only treatment alternative for patients with brady-arrhythmia with symptoms. This study reports a case of 85 year old male diagnosed with brady-arrhythmia complaining presyncope type of dizziness. The patient underwent complex Korean medicine treatments by herbal medicine, acupuncture and moxibustion. The daily average value of pulse rate, K-DHI score, NRS score and the patient's subjective expression of symptoms were used as evaluation tools. This study suggested a significant improvement in symptoms through complex Korean medicine treatments without the use of anti-arrhythmic drugs or insertion of an artificial pacemaker in the patient with brady-arrhythmia complaining dizziness.

심장판막치환술 후 재치환술에 관한 임상연구 (Clinical Analysis of Repeated Heart Valve Replacement)

  • 김혁;남승혁;강정호;김영학;이철범;전순호;신성호;정원상
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제40권12호
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    • pp.817-824
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    • 2007
  • 목적: 심장판막치환술 시에 선택하는 판막에는 크게 기계판막과 조직판막이 있다. 두 가지는 각기 피할 수 없는 단점이 있는데 조직판막의 경우 판막의 퇴행성 변화에 따른 재수술이 가장 문제가 되며 판막재치환술의 위험도가 적다면 조직판막의 사용이 증가되리라 생각된다. 이에 저자들은 심장판막치환술 후 재치환술의 위험도 및 사망률을 심장판막 일차치환술과 비교 평가하였다. 대상 및 방법: 1995년 1월부터 2004년 12월까지 최근 10년간 본 병원에서 연속적으로 시행한 심장판막수술 환자 239명 중 심장판막치환술 후 재치환술을 받은 25명과 심장판막일차치환술을 받은 158명의 한자를 후향적으로 비교, 분석하였다. 결과: 심장판막 재치환술군과 심장판막 일차치환술군 간의 나이, 성별, 술전심박출률 등은 통계적으로 큰 차이가 없었다. 재치환군에서 첫 수술의 판막은 기계판막 3예, 조직판막 22예로 이중 대동맥판막과 승모판막을 동시에 조직판막으로 치환한 경우가 1명 있었으며, 재수술까지의 기간은 기계판막의 경우 92개월, 조직판막인 경우 평균 160개월이었다. 체외순환 및 대동맥차단의 평균시간은 재치환술의 경우 152분, 108분, 일차치환술의 경우 130분, 89분으로 통계적인 유의함을 보였다. IABP의 사용은 재치환술의 경우 2예(8%), 일차치환술은 6예(3.8%)로 차이를 보였으며, 수술사망은 재치환술의 경우 1예(4%), 일차치환술의 경우 9예(5.1%)였다. 술 후 합병증 중에서 술 후 48시간 이상의 인공호흡이 재수술에서는 13.6%, 1차 수술에서 5.7%로 차이를 보였고 다른 인자에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 수술 후 평균 추적기간은 $6.5{\pm}3.2$년이고 재치환술 환자의 5년 생존율은 74%였으며 일차치환술의 경우 5년 생존율은 95%를 보여 유의한 차이를 보였다. 결론: 심장판막재치환술은 일차치환술과 비교하여 볼 때 수술 위험도는 약간 증가되나 사망률에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 재수술 위험을 고려하여 조직판막을 너무 기피하는 것은 재고되어야 하며 다른 장점이 많은 조직판막의 선택적인 사용이 권장된다. 그러나 재치한술의 경우 술전 상태가 나빴던 환자에서 만기사망률이 높으므로 일차치환술 후 적절한 심장기능 및 환자상태의 평가가 필요하며 너무 늦지 않은 적정한 시기에 재치환술을 고려해야 겠다.

세포를 제거한 이종 심장 판막 이식편을 사용한 조직공학 심장 판막첨의 생체 적합성에 대한 연구 (Biocompatibility of Tissue-Engineered Heart Valve Leaflets Based on Acellular Xenografts)

  • 이원용;성상현;김원곤
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제37권4호
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    • pp.297-306
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    • 2004
  • 기존의 인공 심장 판막은 혈전 형성, 내구성, 세균 감염에 대한 저항력, 성장성 등에서 문제점을 가지고 있다 최근 이상적인 심장 판막을 개발하기 위한 노력으로 조직공학 기법을 이용하고 있다. 본 연구는 이종 판막을 지지체로 하여 이종 세포 제거 후 자가 세포를 파종한 조직공학 심장 판막을 개발하기 위하여 이종 세포 제거와 자가 세포 파종 방법을 비교하였고, 얻어진 심장 판막첨의 생체 적합성을 살펴보았다. 대상 및 방법: 이종 지지체로 두 마리의 돼지에서 각각 3개의 폐동맥 판막첨을 채취하여, Triton-X, freeze-thawing, NaCl-SDS 등 세 방법 중 하나로, 각각 두 개의 판막첨을 처리하고, 세포 제거 정도를 비교하였다. 염소의 경정맥에서 분리한 내피 세포를 배양하여, 상기한 방법 중 하나로 이종 세포가 제거된 돼지 판막첨에 파종한 후, 내피 세포의 보존 상해를 비교하였다. 생체 실험을 위해, 6마리 돼지에서 각각 2개의 폐동맥 판막첨을 채취해 이종 세포를 제거하였고, 6개의 판막첨은 염소의 내피 세포를 파종하고(이종-자가 이식편),다른 6개의 판막첨은 내피 세포를 파종않고(이종 이식편) 6마리 염소의 폐동맥 판막첨 두 개와 치환하였다. 치환되지 않은 하나의 판막첨을 대조군으로 비교하였다. 염소는 수술 6시간, 24시간, 1주일, 1개월, 3개월, 그리고 6개월 후 희생시키고 폐동맥 판막첨을 채취하여 분석하였다 걸과: Triton-X와 freeze-thawing 처리한 판막첨에서는 이종세포가 남아 있었으나, NaCl-SDS 처리한 판막첨에서는 세포가 완전히 제거되었고, 이종 세포 제거 후 파종한 자가 내피 세포도 NaCl-SDS 처리한 판막첨에서 다른 두 방법으로 처리한 판막첨에 비해 잘 보존되어 있었다. 6마리 염소는 혈색전증의 소견 없이 예정된 기간 동안 모두 생존하였으며, 희생 후 적출한 이종 이식편과 이종-자가 이식편 모두 대조군 보다 두꺼워져 있었다. 두 이식편 모두 24시간 후부터 섬유아세포의 증식이 관찰되었고, 1개월 후 세포의 개형(remodeling)과정을 볼 수 있었고, 3개월 후 세포 기능을 수행하였고, 6개월 후 대조군보다 세포수가 더 많이 증가하였다. 파종한 내피 세포는 잘 보존되어 있었고, 이종 이식편도 6개월 후에는 내피 세포가 피복 되어 있었다. 걸론: 이종 세포의 제거와 자가 세포의 파종에 가장 적합한 방법은 NaCl-SDS 처리였다 동물 실험에서 이종 이식편과 이종-자가 이식편 모두 6개월 간 지지체의 역할을 수행하면서, 자가 세포의 증식을 가능하게 하였고, 자가 조직으로 발전할 가능성을 보여 주었다.

선천성 심장기형의 우심실-폐동맥 인조혈관 연결 수술후 중장기 성적 (Intermediate and Long Term Results for Extracardiac Conduit Repair Between Right Ventricle and Pulmonary Artery in Congenital Cardiac Defect)

  • 조범구
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제28권6호
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    • pp.571-578
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    • 1995
  • Rastelli operation in which right ventricle[RV and pulmonary artery[PA is connected with an artificial graft is effective in increasing the pulmonary blood flow in certain types of congenital heart disease but, in many, it requires a reoperation because of the relative stenosis of graft that develops as the patients become old. The purpose of this study is to evaluate the various factors which many influence the long term outcome of such patients following a Rastelli operation. A total of 47 patients underwent a Rastelli operation during a 15 year period between November, 1978 and October 1993. The mean follow-up period is 76.1 51.3 months.1 Among the 47 patients, a valved conduit was used in 30[63.8% , and non-valved conduit in 17[36.2% patients. In the 8 patients[17.0% who died postoperatively, a valved conduit was used in 5 [16.6% and a non-valved conduit in 3[17.6% . There was no statistical difference in mortality between the 2 groups. There was a good linear correlation between the body surface area[X and the conduit size[Y [Y=3.86X + 14.6, R=0.55, P=0.01 .2 Ten patients underwent replacement of the conduit during the follow-up period. The type of conduit used and the frequency of subsequent replacement were as follows: Ionescu-Shiley, valved-33.3%, Carpentier-Edwards, valved-30.8%, Hancock, valved-80% and non-valved conduit-9.1%. The median period free of reoperation was 110 months for the valved and 79 months for the non-valved group, there being no statistical difference between the 2 groups. 3 The patients who did not require reoperation are all doing well [New York Heart Association Functional Classification: Class I . Pressure gradient between the RV and the PA was 20 mmHg in 10 randomly selected patients who did not require reoperation and 92 9 mmHg in 10 patients who did require reoperation.4 In the 10 patients who underwent a conduit replacement procedure.5 Among patients undergoing reoperation, 2 died from endocarditis.The remaining 8 patients are doing well without limitation in physical activity at a mean follow-up period of 32.7 33.9 months [range 2 to 89 months . 6 At 5, 7, and 10 years, the reoperation-free rates among all patients were 96%, 91% and 29% and the survival rates were 82%, 82% and 71%. In conclusion, Rastelli operation is an effective procedure in ameliorating symptoms in a select group of patients with congenital heart disease. Because of the inherent nature of relative graft stenosis and degeneration, a long-term follow-up is required under the proper selection of the graft material.

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심박변이도를 이용한 인공신경망 기반 감정예측 모형에 관한 융복합 연구 (Convergence Implementing Emotion Prediction Neural Network Based on Heart Rate Variability (HRV))

  • 박성수;이건창
    • 한국융합학회논문지
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    • 제9권5호
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    • pp.33-41
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    • 2018
  • 본 연구는 심박변이도(HRV)와 인공신경망을 이용하여 강건하고 정확한 융복합 감정예측 모형인 EPNN (Emotion Prediction Neural Network)을 개발하는 것을 주요 연구목적으로 한다. 본 연구에서 제안하는 EPNN은 기존 유사연구와는 달리 은닉노드의 활성함수로서 하이퍼볼릭 탄젠트, 선형, 가우시안 함수를 융복합적으로 이용하여 모형의 정확도를 향상시킨다. 본 연구에서는 EPNN의 타당성을 검증하기 위하여 20명의 실험자를 대상으로 머니게임으로 감정을 유도한 후에 해당 실험자의 심박변이도 측정값을 입력자료로 사용하였다. 아울러 그들의 Valence와 Arousal을 EPNN의 출력값으로 사용하였다. 실험결과 Valence에 대한 F-Measure는 80%이고, Arousal의 경우 95%로 나타났다. 한편 EPNN의 타당성을 측정하기 위하여 기존 감정예측 연구에 사용된 경쟁모형인 인공신경망, 로지스틱 회귀분석, 서포트 벡터 머신, 랜덤 포레스트 모형과 성과를 비교하였다. 그 결과 본 연구에서 제안하는 EPNN이 더 우수한 감정예측 결과를 보였다. 본 연구의 결과는 향후 유비쿼터스 디지털 헬스 환경에서 사용되는 다양한 웨어러블 기기에 적용되어 사용자들의 일상생활 속에서 시시각각 변하는 감정을 정확히 예측하고 적절하게 관리하는데 적용될 수 있을 것이다.

삼첨판막 치환술의 장기성적 (Long-Term Result of Tricuspid Valve Replacement)

  • 임청;강문철;김경환;김기봉;안혁
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제34권9호
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    • pp.680-685
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    • 2001
  • 배경: 삼첨판막친환술은 매우 드물게 시행되는 수술이며 그 장기 성적은 만족치 못한 수준이다. 또한 어떤 종류의 인공판막을 사용하느냐에 대하여도 논란이 많은 상황이다. 서울대학교병원 흉부외과에서는 1989년 1월부터 1998년 12월까지 10년동안 71명의 환자에서 72례의 삼첨판막 치환술을 시행하였으며 이 결과를 토대로 장단기 성적과 위험요인들을 분석하였다. 대상 및 방법: 평균나이는 42$\pm$13세(16~65세)였으며 남여비는 32/39였다. 술전진단은 50례의 후천성판막질환과 18례의 선천성심장질환이 있었고 삼첨판폐쇄부전만 단독으로 있었던 경우도 4례 있었다. 사용된 인공판막은 기계판막이 69개, 조직판막이 3개였다. 승모판막치환술 또는 대동맥판막치환술과 같이 시행된 경우는 50례였고 1례에서는 폐동맥판막 치환술이 같이 시행되었다. 결과: 조기사망은 7례(9.7%), 만기사망은 7례(13.0%)였고 10년 생존율은 59.2$\pm$7.2%였다. 삼천판막혈전증은 5례에서 11번에 결쳐 발생하였으며 그중 1례는 재수술을 시행받았다. 생존자들의 대부분은 심장기능분류 I-II의 상태로 현재까지 외래 추적관찰중이다. 결론: 삼첨판막치환술은 비록 혈전증등의 위험이 상존하기는 하지만 비교적 낮은 사망률과 이환율을 보이고 있으며 기계판막의 경우에도 조직판막과 비교하여 큰 차이 없이 좋은 장기성적을 얻을 수 있었다.

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Extended Use of Extracorporeal Membrane Oxygenation for Acute Respiratory Distress Syndrome: A Retrospective Multicenter Study

  • Kim, Won-Young;Park, SeungYong;Kim, Hwa Jung;Baek, Moon Seong;Chung, Chi Ryang;Park, So Hee;Kang, Byung Ju;Oh, Jin Young;Cho, Woo Hyun;Sim, Yun Su;Cho, Young-Jae;Park, Sunghoon;Kim, Jung-Hyun;Hong, Sang-Bum
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제82권3호
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    • pp.251-260
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    • 2019
  • Background: Beyond its current function as a rescue therapy in acute respiratory distress syndrome (ARDS), extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) may be applied in ARDS patients with less severe hypoxemia to facilitate lung protective ventilation. The purpose of this study was to evaluate the efficacy of extended ECMO use in ARDS patients. Methods: This study reviewed 223 adult patients who had been admitted to the intensive care units of 11 hospitals in Korea and subsequently treated using ECMO. Among them, the 62 who required ECMO for ARDS were analyzed. The patients were divided into two groups according to pre-ECMO arterial blood gas: an extended group (n=14) and a conventional group (n=48). Results: Baseline characteristics were not different between the groups. The median arterial carbon dioxide tension/fraction of inspired oxygen ($FiO_2$) ratio was higher (97 vs. 61, p<0.001) while the median $FiO_2$ was lower (0.8 vs. 1.0, p<0.001) in the extended compared to the conventional group. The 60-day mortality was 21% in the extended group and 54% in the conventional group (p=0.03). Multivariate analysis indicated that the extended use of ECMO was independently associated with reduced 60-day mortality (odds ratio, 0.10; 95% confidence interval, 0.02-0.64; p=0.02). Lower median peak inspiratory pressure and median dynamic driving pressure were observed in the extended group 24 hours after ECMO support. Conclusion: Extended indications of ECMO implementation coupled with protective ventilator settings may improve the clinical outcome of patients with ARDS.

의료진단 및 중요 검사 항목 결정 지원 시스템을 위한 랜덤 포레스트 알고리즘 적용 (Application of Random Forest Algorithm for the Decision Support System of Medical Diagnosis with the Selection of Significant Clinical Test)

  • 윤태균;이관수
    • 전기학회논문지
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    • 제57권6호
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    • pp.1058-1062
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    • 2008
  • In clinical decision support system(CDSS), unlike rule-based expert method, appropriate data-driven machine learning method can easily provide the information of individual feature(clinical test) for disease classification. However, currently developed methods focus on the improvement of the classification accuracy for diagnosis. With the analysis of feature importance in classification, one may infer the novel clinical test sets which highly differentiate the specific diseases or disease states. In this background, we introduce a novel CDSS that integrate a classifier and feature selection module together. Random forest algorithm is applied for the classifier and the feature importance measure. The system selects the significant clinical tests discriminating the diseases by examining the classification error during backward elimination of the features. The superior performance of random forest algorithm in clinical classification was assessed against artificial neural network and decision tree algorithm by using breast cancer, diabetes and heart disease data in UCI Machine Learning Repository. The test with the same data sets shows that the proposed system can successfully select the significant clinical test set for each disease.