• 제목/요약/키워드: Biological information

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2개의 증폭기를 이용한 가변 구조 형의 4차 델타 시그마 변조기 (A Design of a Reconfigurable 4th Order ΣΔ Modulator Using Two Op-amps)

  • 양수훈;최정훈;윤광섭
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권5호
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    • pp.51-57
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    • 2015
  • 본 논문에서는 생체 신호 처리를 위한 14비트 이상의 고 해상도를 갖는 A/D 변환기 설계를 위하여 공급 전압이 1.8V인 CMOS 델타-시그마 변조기를 설계하였다. 본 논문에서 제안하는 4차 델타 시그마 변환기는 타임 인터리빙 기술을 이용하여 회로를 시간에 따라 재구성해 연산증폭기를 재사용하는 구조를 통해 차수에 따라 4개의 연산증폭기가 필요한 회로를 2개의 연산증폭기 만으로 구동 시켰다. 또한 스위치드 커패시터 적분기 구조상의 특징인 샘플링 시간과 적분 시간의 동작에 따라 샘플링 커패시터의 크기를 조절함으로서 저항 성분으로부터 발생하는 열잡음인 KT/C 잡음을 감소시킬 수 있는 회로를 제안하였다. 제안한 델타-시그마 변조기는 Magna 0.18um CMOS n-well 1 폴리 6메탈 공정을 이용하여 제작되었으며 제작된 칩의 측정 결과 전력소모는 1.8V 전원 전압에서 $828{\mu}W$이고 샘플링 및 입력 주파수가 256KHz, 1KHz일 때 최대 SNDR은 75.7dB, DR은 81.3dB로 측정되었다. KT/C 잡음 저감 회로가 적용되지 않은 회로에서는 최대 SNDR이 72.1dB 로 측정되어 KT/C 잡음 저감 회로가 적용되었을 때 약 3dB정도의 성능 향상을 나타내었다. 회로의 FOM은 41pJ/step과 142dB로 계산되었다.

운전거동에 따른 운전자 뇌파특성에 관한 연구 (A Research on the Characteristics of EEG Information on Drive Behavior)

  • 오동훈;남궁문;박희순
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.23-29
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    • 2015
  • 본 연구는 차량운전의 주체인 인간이 실제 차량을 운전하면서 나타나게 되는 수많은 반응 중 생체정보인 뇌파를 측정 장비를 이용하여 도로주행 중 발생하는 뇌파를 수집하고 수집된 자료를 바탕으로 하여 실험횟수, 주행시간에 따른 변화, 도로 기하구조에 따른 변화 등 요인을 추출하고 분석을 실시하였다. 주행실험 중 발생한 뇌파 변화를 분석에 필요한 알파(${\alpha}$)파, 베타(${\beta}$)파, 감마(${\gamma}$)파의 형태로 1차 추출을 한 후, 실험 전 구간에서의 뇌파 발생 빈도와 변화율을 추출하고 실험 횟수에 증가에 따른 학습효과를 관찰하고자 회귀모형을 적용하여 뇌파 특성에 따른 빈도변화를 계산하였다. 그 결과, 실험 횟수에 따라 뇌파는 개인차에 의한 변화를 보였으며 이는 같은 구간을 반복적으로 주행함에 따라 운전자가 도로 기하구조와 신호, 안전시설 등을 기억함에 따라 익숙하고 편안하게 주행하고 있음을 확인할 수 있었다.

이식형 양심실 보조 장치에 사용된 기계식 판막의 음향 스펙트럼 특성 (Spectral Properties of the Sound From the Mechanical Valve Employed in an Implantable Biventricular Assist Device)

  • 최민주;이서우;이혁수;민병구
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.439-448
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    • 2001
  • 이식형 양심실 보조 장치 (Biventricular Assist Device, BVAD)에서 판막이 닫힐 때 나는 소리의 특성과 판막의 물리적인 상태의 상관성을 고찰하였다. 본 연구에서 Bj rk Shiley Convexo Concave tilting disk 판막을 사용했으며, 모의 순환계와 양의 체내에서 동작하는 BVAD 에서 판막음을 측정하였다. 모의 순환계에서는 정상 판막. 기계적으로 손상된 판막. 모의 혈전이 형성된 판막의 3가지를 고려하였다. 양에 이식된 BVAD의 경우, 이식 후 1일부터 5일 동안 규칙적인 간격으로 판막음을 측정하였다. 측정된 신호의 스펙트럼 특성은 Multiple Signal Classification (MUSIC)을 이용하여 추정하였다. MUSIC의 최적 차수는 Bayesian Information Criterion (BIC)을 이용하여 계산하였다. 실험 결과, 판막의 기계적인 손상은 판막 폐쇄음의 주파수 스펙트럼 구조를 변화시키고 있으며, 혈전의 형성은 판막음 스펙트럼의 기본 구조는 유지하지만 피크 주파수와 에너지의 크기를 변화시키는 것으로 관찰되었다. 최대 에너지를 가지는 MSP (maximum spectral peak)는 정상 판막에서는 2 kHz에 위치하고 있으나 모의 혈전을 부탁한 판막에서는 3 kHz로 이동하였다. 손상된 판막은 7 kHz 부근에서 강한 피크 보이고 있다 실험 동물 내에서 판막에 혈전이 형성되어감에 따라 판막음은 저주파 성분 (〈 2kHz)이 상대적으로 크게 감소하였고, Ist 2nd. 3rd MSP 주파수는 약간씩 상승하였다. 또한 혈전이 형성되어 감에 따라 반복해서 측정된 판막음의 1st, 2nd. 3rd MSP 주파수의 변화 정도 및 BIC 차수는 감소하는 것으로 나타났다

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미얀마 건조지 토지피복 변화와 식생온도조건지수간의 관계분석 (Analysis of Relationship between Land Cover Change and Vegetation Temperature Condition Index in Central Dry Zone of Myanmar)

  • 최솔이;이우균;;강호덕;김용석
    • 한국지리정보학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.82-94
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    • 2014
  • 본 연구에서는 미얀마 내 Mandalay, Magway 지역에 대해 Landsat 4-5 TM 위성영상을 이용하여 토지피복 변화와 식생온도조건지수(Vegetation Temperature Condition Index; VTCI)의 관계를 분석함으로써, 미얀마 토지피복 변화와 건조 정도의 관계를 밝히고자 하였다. 토지피복 변화를 분석한 결과, 연구 대상 지역에서 산림은 감소하는 것으로 나타난 반면, 주거지와 농경지의 면적은 증가하였다. VTCI 분석을 수행한 결과, (a)지역에서는 매우 건조한 지역의 면적이 점차 감소하고, 건조한 지역 및 보통, 습윤한 지역의 면적이 증가하여 건조의 정도가 다소 감소되는 것으로 나타났다. (b)지역 또한 매우 건조한 지역의 면적이 증가하여 건조 정도가 심각해지는 것을 파악할 수 있었다. VTCI와 토지피복 변화의 관계 분석결과는 두 지역의 매우 건조한 지역에서 산림 및 주거지의 농경지로의 변화 비율이 비교적 높게 나타나고, 변화된 지역의 VTCI 평균이 감소하여 토지피복의 변화와 건조 정도의 변화의 관련성을 찾을 수 있었으며, 건조지역이 점차 증가하고 있음을 확인하였다.

한반도에서 종 분포 모델을 이용한 두 침입외래식물, 돼지풀과 물참새피의 잠재적 분포 예측 (Prediction of Potential Distributions of Two Invasive Alien Plants, Paspalum distichum and Ambrosia artemisiifolia, Using Species Distribution Model in Korean Peninsula)

  • 이승현;조강현;이우주
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제3권3호
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    • pp.189-200
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    • 2016
  • 종분포 모델은 어떤 지역에서 침입외래종이 어떻게 확장되고 어떤 환경 요인이 이들의 분포에 영향을 미치는지를 이해하는데 매우 유용한 도구이다. 본 연구에서는 한반도에서 두 침입외래종인 돼지풀 (Ambrosia artemisiifolia)과 물참새피 (Paspalum distichum)의 분포에 대하여 연구하였다. 이 두 종의 현재의 분포지에서 기후환경 요인을 분석하고 이 두 종의 분포를 예측하기 위하여 Maxent (the maximum entropy) 모델을 이용하였다. 이 두 종의 출현 자료는 Global Biodiversity Information Facility와 우리나라의 식물종 데이터베이스에서, 생물기후 자료는 WorldClim 자료로부터 얻었다. 모델을 수행한 결과, 자생지 위치자료를 이용한 예측 결과보다 전지구 위치자료를 이용한 예측이 연구 대상종의 잠재적 분포지를 잘 설명하였다. 이들 종의 분포에 기여한 기후환경 요인으로서 돼지풀에서는 최건월의 강수량과 연평균온도가, 물참새피에서는 연평균온도와 최한사분기의 평균온도가 선정되었다. Maxent 종분포 모델은 외래종의 침입을 예측하고 이들의 확산을 관리하는데 유용한 도구가 될 것으로 생각된다.

체외에서 배양된 구강 내 정상세포에 불화나트륨이 미치는 영향 (The effects of sodium fluoride on oral normal cell cultured in vitro)

  • 최별보라;김다혜;김지영;박상례
    • 한국치위생학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.471-477
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    • 2016
  • Objectives: Fluoride is widely used in the prevention and control of dental caries. The purpose of this study is to examine the biological effects of Sodium fluoride on the proliferation of oral normal cell in vitro(MDPC-23, HaCaT, HGF-1 cells). Methods: The proliferation of normal cells and the cyto-skeletal change of normal cells were assessed by WST-1 assay and F-actin stain assay. The statistical significances of the resulting data were analyzed using SPSS(Window 12.0). Results: The sodium fluoride(0-12 mM) treatment decreased the cell viability in a dose and time dependent manner: HaCaT(6 h): $100{\pm}0$, $98{\pm}0.39$, $82{\pm}2.68$, $75{\pm}0.83$, $69{\pm}1$, $67{\pm}1.42%$(p<0.005); HaCaT(24 h): $100{\pm}0$, $98{\pm}1.85$, $54{\pm}0.64$, $43{\pm}0.4$, $38{\pm}0.32$, $36{\pm}0.13%$(p<0.006), MDPC-23(6 h): $100{\pm}0$, $93{\pm}1.48$, $85{\pm}0.28$, $82{\pm}1.58$, $79{\pm}1.48$, $76{\pm}1.93%$(p<0.009); MDPC-23(24 h): $100{\pm}0$, $91{\pm}1.26$, $58{\pm}0.65$, $49{\pm}1$, $44{\pm}0.74$, $2{\pm}0.05%$(p<0.005), HGF-1(6 h): $100{\pm}0$, $97{\pm}2.93$, $89{\pm}5$, $71{\pm}5.42$, $58{\pm}4.82$, $43{\pm}3.47%$(p<0.009); HGF-1(24 h): $100{\pm}0$, $97{\pm}2.05$, $73{\pm}1.73$, $22{\pm}1.61$, $14{\pm}1.73$, $7{\pm}0.85%$(p<0.005). Thus, changes in cell morphology and disruption of filamentous(F)-actin organization were observed in higher concentration. Conclusions: These results suggest that higher concentrations of fluoride lead to a reduce the number of cells and morphology change of normal cell.

정상인의 자세에 따른 자침 효과의 차이 (The Differential Effects of Acupuncture on Postures of Healthy Subjects)

  • 김지은;박경모
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.46-54
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    • 2007
  • Objective: The first aim of this study is to determine the effects of acupuncture on the autonomic nervous system (ANS) via Heart Rate (HR) and Pupil Size (PS), and to compare the effects of acupuncture on the subjects' ANS when they are in a sitting position with the effects when they are in a supine position. Methods: Ten healthy male subjects were randomized to receive either verum acupuncture stimulation in a sitting position (SitV), verum acupuncture stimulation in a supine position (SupV), sham acupuncture stimulation in a sitting position (SitS), and sham acupuncture stimulation in a supine position (SupS). Acupuncture stimulation was applied to Neguan point (PC6) on the forearm. The subject's electrocardiogram (ECG) and pupil size were recorded continuously from 5 min before stimulation to 12 min after stimulation. Results: Verum and sham acupuncture stimulation were found to have reduced heart rate (p<0.01) and to have increased pupil size (p<0.01) in all the subjects. But when the reduction in HR and the increment in PS after verum acupuncture stimulation (both sitting and supine position) were compared with those after sham acupuncture stimulation, it was found that the reduction in HR (74.48 and 73.47 bpm, p<0.063) and the increment of PS (7.32 and, 6.10 mm, p<0.001) after verum acupuncture stimulation were greater than those after sham acupuncture stimulation, and that the corresponding values were statistically significant. In addition, at the baseline, it was found that the subjects had a larger PS and a faster HR in a sitting position than when they did so in a supine position. And then the reduction and increment ratio in the subject's HR and PS when they underwent acupuncture stimulation in a sitting position was significantly different from the reduction and increment in their HR and PS when they underwent the procedure in a supine position-i.e., the reduction ratio in HR was greater when they underwent the procedure in a sitting position, and such reduction ratio was statistically significant (p<0.05). As for the increment in PS, it was greater when the subjects underwent the procedure in a supine position, and such increment was significant (p<0.05). Conclusion: Manual acupuncture stimulation on Neguan point (PC6) has more significant influence on the autonomic nervous system rather than sham acupuncture (tactile stimulation). And the position-induced different states of ANS have different influence on the acupuncture effect.

최적 연관 속성 규칙을 이용한 비명시적 단백질 상호작용의 예측 (Prediction of Implicit Protein - Protein Interaction Using Optimal Associative Feature Rule)

  • 엄재홍;장병탁
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제33권4호
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    • pp.365-377
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    • 2006
  • 단백질들은 서로 다른 단백질들과 상호작용 하거나 복합물을 형성함으로써 생물학적으로 중요한 기능을 한다고 알려져 있다. 때문에 대부분의 세포작용에 있어 중요한 역할을 하는 단백질 상호작용의 분석 및 예측에 대한 연구는 여러 연구그룹으로부터 풍부한 데이타가 산출되고 있는 현(現) 게놈시대에서 또 하나의 중요한 이슈가 되고 있다. 본 논문에서는 효모(Saccharomyces cerevisiae)에 대해 공개되어있는 단백질 상호작용 데이타들에서 속성들 간의 연관을 통해 유추 가능한 잠재적 단백질 상호작용들을 예측하기 위한 연관속성 마이닝 방법을 제시한다. 단백질의 속성들 중 연속값을 가지는 속성값들은 최대상호 의존성에 기반을 두어 이산화 하였으며, 정보이론기반 속성선택 알고리즘을 사용하여 단백질들 간의 상호작용 예측을 위해 고려되는 단백질의 속성(attribute) 수 증가에 따른 속성차원문제를 극복하도록 하였다. 속성들 간의 연관성 발견은 데이타마이닝 분야에서 사용되는 연관규칙 발견(association rule discovery) 방법을 사용하였다 논문에서 제안한 방법은 발견된 연관규칙을 통한 단백질 상호작용 예측문제에 있어 최대 약 96.5%의 예측 정확도를 보였으며 속성필터링을 통하여 속성필터링을 하지 않는 기존의 방법에 비해 최대 약 29.4% 연관규칙 발견속도 향상을 보였다.

한국 재래닭의 고변이 Lysozyme 유전자의 SNP 확인 (Identification of SNPs in Highly Variable Lysozyme Gene in Korean Native Chicken Populations)

  • 라세둘;강보석;임희경;최강덕;이준헌
    • 농업과학연구
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    • 제37권3호
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    • pp.399-404
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    • 2010
  • 닭의 진화를 이해하기 위하여 변이가 많다고 알려진 LYZ 유전자의 엑손과 인트론에 존재하는 단일염기다형이 본 연구를 통해 확인되었다. 2개의 한국 재래실용계에서 총 24개체의 DNA 샘플이 본 연구에서 이용되었으며 단일염기 다형의 확인을 위하여 3개체의 샘플을 혼합하여 염기서열 분석을 실시하였다. 적색야계와의 비교를 통하여 두 한국 재래실용계는 18개의 염기서열변이를 확인할 수 있었으며 한국 재래실용계 간에는 15개의 염기서열 변이를 확인할 수 있었다. 총 33개의 변이 중 두 개의 삽입변이(21 bp와 4 bp)가 확인되었다. 한편, 2번째 엑손의 1426 bp 위치에 존재하는 단일염기 다형(p.Ala49Val)은 아미노산의 변이를 나타내는 미스센스 돌연변이로 확인되었다. 이 돌연변이는 이 lysozyme 효소의 촉매작용을 하는 위치에 놓여 있어 효소의 활성과 밀접한 관계가 있을 것으로 추정된다. 본 연구에서 밝혀진 LYZ 유전자의 변이는 이 유전자의 기능뿐 아니라 한국 재래실용계 집단의 구조를 이해하는데 기초자료로 이용될 것으로 사료된다.

다중 센서를 이용한 해양 생체 로봇의 정밀 자세 제어 연구 (Study precision attitude control of marine biological robot which utilizes a plurality of sensors)

  • 김민;손경민;박원현;김관형;변기식
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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    • pp.548-549
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    • 2015
  • 무인 잠수정은 자율 무인잠수정(이하 'AUV' 또는 '자율무인잠수정'을 혼용)과 원격조정잠수정(이하 'ROV'로 지칭)으로 분류를 할 수 있다. ROV는 테더 게이블로 인한 작업 범위의 한계와 운동성능 효율이 떨어지는 단점을 지니고 있어, 테더 케이블이 필요 없는 AUV에 대한 필요성이 증대되고 있다. 추측 항법 시스템인 관성 항법 시스템(inertial navigation system, 이하 'INS'로 지칭)은 외부 도움없이 관성측정 장치(inertial measurement unit, 이하 'IMU'로 지칭)를 활용하여 구성된 시스템을 말한다. IMU는 자이로 스코프(gyroscope), 가속도계(accelerometer), 지자기(magnetic)센서로 구성된 측정 장치로 3개의 센서를 사용하여 상호 보정을 통한 기동 체의 위치, 속도 및 자세 정보를 제공한다. 복합항법시스템은 추측항법시스템이 가지는 누적오차와 측위 항법시스템이 가지는 외부환경에 대한 단점을 상호 보완하는 방법으로 연구가 진행 중이다. 하지만 심해서 또는 해양의 특성에 따라 측위 시스템이 사용되지 못하기 때문에 추측 항법시스템의 다양한 관성 센서를 활용한 상로 보완과 신호처리 방법을 통한 연구 개발이 진행 중이다. 다양한 센서 정보를 통합하는 목적으로 칼만 필터와 같은 최적 필터기법이 보편적으로 사용되고 있다. 칼만 필터는 확률 선형 시스템에 대하여 공정잡음 및 측정 잡음이 가우시안 확률 분포를 따를 때 최적의 추정자가 된다. 또한 가우시안 조건을 만족하지 않는 경우에도 선형 추정자 중에 추정 오차의 분산이 가장 작은 추정자이다. 칼만 필터가 최상의 성능을 발휘 하려면 공정잡음과 측정 잡음의 실제 값을 정확히 알아내는 것이 중요하다. 잡음 수준에 대한 정보가 부정확 할 경우 칼만 필터는 발산 할 수 있기 때문에 시스템에서 잡음 수준의 공산은 칼만 필터의 최적 이득을 결정하는 중요한 요소로 추정치에 큰 영향을 준다. 따라서 칼만 필터를 추측항법시스템에 적용 시킬 경우 실제 모텔의 잡음 공분산을 정확히 추정할 수 있는 기법이 요구된다. 추측항법시스템은 다양한 센서를 활용하기 때문에 움직이는 기동 표적에 적용시 잡음공분상이 변하기 때문에 항법시스템이 저하 될 수 있다. 본 연구에서는 다양한 센서를 융합하여 해양 생체 로봇의 정밀 자세 제어가 가능한 시스템을 제안하고자 한다.

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