• 제목/요약/키워드: Biomedical Engineering convergence

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Alterations and Co-Occurrence of C-MYC, N-MYC, and L-MYC Expression are Related to Clinical Outcomes in Various Cancers

  • Moonjung Lee;Jaekwon Seok;Subbroto Kumar Saha;Sungha Cho;Yeojin Jeong;Minchan Gil;Aram Kim;Ha Youn Shin;Hojae Bae;Jeong Tae Do;Young Bong Kim;Ssang-Goo Cho
    • International Journal of Stem Cells
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    • 제16권2호
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    • pp.215-233
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    • 2023
  • Background and Objectives: MYC, also known as an oncogenic reprogramming factor, is a multifunctional transcription factor that maintains induced pluripotent stem cells (iPSCs). Although MYC is frequently upregulated in various cancers and is correlated with a poor prognosis, MYC is downregulated and correlated with a good prognosis in lung adenocarcinoma. MYC and two other MYC family genes, MYCN and MYCL, have similar structures and could contribute to tumorigenic conversion both in vitro and in vivo. Methods and Results: We systematically investigated whether MYC family genes act as prognostic factors in various human cancers. We first evaluated alterations in the expression of MYC family genes in various cancers using the Oncomine and The Cancer Genome Atlas (TCGA) database and their mutation and copy number alterations using the TCGA database with cBioPortal. Then, we investigated the association between the expression of MYC family genes and the prognosis of cancer patients using various prognosis databases. Multivariate analysis also confirmed that co-expression of MYC/MYCL/MYCN was significantly associated with the prognosis of lung, gastric, liver, and breast cancers. Conclusions: Taken together, our results demonstrate that the MYC family can function not only as an oncogene but also as a tumor suppressor gene in various cancers, which could be used to develop a novel approach to cancer treatment.

CAD 모델 기반의 4D CT 데이터 제작 의용공학 융합 프로그램 개발 (Development of 4D CT Data Generation Program based on CAD Models through the Convergence of Biomedical Engineering)

  • 서정민;한민철;이현수;이세형;김찬형
    • 한국융합학회논문지
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    • 제8권4호
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    • pp.131-137
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    • 2017
  • 본 연구에서는 Computer-Aided Design (CAD) 모델로부터 4D CT 데이터로 변환하는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램의 성능을 확인하기 위해, 공학과 의학의 융합 모델로 인체 호흡을 모사할 수 있는 호흡모사 팬텀을 CAD 기반 프로그램으로 모델링하였으며, 이 모델을 10개의 위상영상을 포함하는 DICOM형태의 4D CT 데이터로 변환하는 CAD2DICOM을 개발하였다. 이후, 제작된 4D CT 데이터의 정확성 및 유효성을 평가하기 위하여 영상의 해상도, 종양의 체적 및 위치 등을 방사선치료계획시스템을 이용하여 평가하였다. 결과적으로, 제작된 4D CT 데이터가 방사선치료계획시스템 상에 정상적으로 인식됨을 확인하였으며, 모든 위상에서 종양 체적은 8.8cc로 차이가 나타나지 않고 종양의 움직임도 설정된 10mm로 나타나 정확히 반영됨을 확인하였다. 본 연구를 통해 개발된 프로그램을 이용하면 실제 4차원 CT 촬영에서 발생할 수 있는 영상의 인공물(허상)이 없는 표준 영상을 획득할 수 있으므로, 향후 움직임에 민감한 4차원 방사선 치료계획연구 및 4차원 방사선 영상 평가연구 등에 활용될 것으로 사료된다.

Rubidium-82 심근 Dynamic PET 영상과 이중적분법을 이용한 국소 심근 혈류 예측의 기본 모델 연구 (Regional Myocardial Blood Flow Estimation Using Rubidium-82 Dynamic Positron Emission Tomography and Dual Integration Method)

  • 곽철은;정재민
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.223-230
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    • 1995
  • Rb-82 dynamic PET과 이중적분법에 의한 국소 심근 혈류측정 연구를 시행하고자 실험 개를 이용한 심근 경색 모델과 허혈성 심근질환에서 좌심실 입력함수에 의한 정상 및 관류결손 심근에서의 혈류를 측정하였다. 이중적분법이 선형회귀모델에 의한 혈류측정방법에 비하여 안정도가 높고 심근내혈류가 선형적인 가정을 배제할 수 있어 사용 가능한 방법이 될 수 있음을 확인하였다.

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선수 타 주위 유동의 수치적 해석 (Numerical Analysis of Flow around Bow Rudder)

  • 구본국;박준모
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.170-176
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    • 2020
  • 본 연구는 선박의 조종성능에 직접 영향을 미치는 방향타의 양력, 항력 및 모멘트를 전산유체역학을 이용하여 연구하였다. 힘과 모멘트에 영향을 미치는 전형적인 선박 방향타 중 하나는 바다에서 조종하는 동안 선수 타이다. 따라서 선박 선수타에 대한 힘과 모멘트를 연구하였다. IFS 선수 타 시리즈 중 균형 IFS 54 BR 15는 연구에 사용되었다. 난류 모델로는 표준 k-epsilon이 연구에 적용되었다. 선수 타의 유체 역학, 특히 양력, 항력 및 모멘트 계수는 서로 다른 공격 각도에 대해 계산되었다. 본 연구에 사용된 유동과 선수 타 사이의 받침각은 0도에서 5도 간격씩 35도까지 총 6개이다. 선박의 운동 성능에 미치는 영향에 대한 계산 결과는 이전 실험 연구 결과와 비교되었다.

다공탄성체 척추운동분절 유한요소 모델을 이용한 추간판의 퇴화과정 분석 (Analysis of Disc Degeneration in a Poroelastic Spinal Motion Segment FE Model)

  • 우대곤;김영은
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.248-251
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    • 2005
  • To investigate the degeneration process in the intervertebral disc, a three dimensional (3D) poroelastic finite-element (FE) model was developed. Disc was modeled as two different regions, such as annulus modeled with fiber reinforced 20 node poroelastic ground matrix and nucleus having large porosity. Excess Von Mises stress in the disc element assumed to be a possible source of degeneration under compressive loading condition. Recursive calculation was continued until the desired convergence was attained by changing the permeability and porosity of those elements, which could be predicted from the previous iteration. The degenerated disc model showed that relatively small compressive stresses were generated in the nucleus elements compared to normal disc. Its distribution along the sagittal plane was matched well with a previously reported experimental result. Contrasts to this result, pore pressures in the nucleus were higher than those in the normal disc. Total stress indicated similar values for two different models. This new approach using poroelastic modeling could provide the explanation of the interaction between fluid and solid matrix in the disc during the degeneration process.

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인공고관절의 설계인자들이 해리현상에 미치는 영향에 대한 해석 (Analysis of Loosening Phenomenon in Artificial Hip Joint Application Related to Design Parameters)

  • 김영은;정정화
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.155-162
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    • 1993
  • The human's biomechanical structure keeps an optimal state by adapting the original biomechanical structure according to a change in the physical environment. This phenomenon is believed to be the main cause of loosening of the total hip replacement which is used widely in these days. In this study the bone density change due to artificial hip joint, which is generally believed as bone-remodeling, was investigated by the finite element method. For this, 2-D FEM models with 4 nodal point elements were constructed for intact and implanted cases. The density was calculated by comparing the relative amounts of effective stress for these two cases. In this way, calculated new density values were used in the next step as input values and this procedure repeated until convergence was obtained. Severe density change was detected at the femoral cortex of the proximal-medial side as expected. Moreover, following surprising result was found from this analysis. Titanium alloy prosthesis showed less density change compared to stainless steel prosthesis at earlier stage, however, almost same amount of the density change was detected at final stage. It was also found that other design parameters could not significantly affect its density change.

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주요국의 혁신적 의료기기 관리제도에 대한 비교 연구 (A Comparative Study on Innovative Medical Device Management Systems in Major Countries)

  • 이진수;김수경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.153-160
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    • 2022
  • As new types of medical devices are emerging through convergence with advanced technology, innovative technologies are becoming hot issues in health policy because of their disruptiveness. This study analyzed the innovative medical device management systems in the US, China and Korea. Innovative medical devices have been defined differently depending on the country's management system, but in common, they are defined as products that do not exist or have dramatically improved performance compare to existing products by applying innovative technologies. Innovative medical devices have been supported by regulatory authorities during product development and approval processes. While the US and China have more than 300 products designated as innovative medical devices with diverse functions, application fields, and manufacturing countries considering the initial situation of the implementation for the system, Korea has only 16 products, mainly radiology and diagnostic devices and made in Korea only as innovative medical device. In addition, Korea shows the highest market approval rate of innovative medical devices compare to the US and China, and it is necessary to prepare the approval process in consideration of product diversity.

인공지능을 활용한 초음파 신호와 합성곱 신경망 기반 자동 적조 모니터링 시스템 (Development of an Automatic Monitoring System for Ultrasound Signals Using Artificial Intelligence and Convolutional Neural Networks)

  • 김대훈;전현주;이오준;임해균
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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    • pp.662-664
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    • 2023
  • 해양 식물플랑크톤의 성장은 유해적인 적조를 유발할 수 있으며, 이는 여러 국가의 생태계에 피해를 주는 상황이다. 적조를 모니터링하는 것은 식물플랑크톤 미생물의 증가를 예방하고 통제하기 위해 중요하다. 그러나 현재의 적조 모니터링 기술은 날씨, 시간 제약 및 실시간 모니터링에 대한 어려움으로 인해 측정 정확도에 영향을 미치는 한계가 있다. 본 연구는 특히 적조 발생을 감지하기 위한 목적으로 개발된 자동 실시간 모니터링 시스템의 성공적인 개발을 보여준다. 개발한 시스템은 음향 반사파 데이터 처리를 통해 합성곱 신경망(Convolutional neural networks, CNN)을 활용하여 식물플랑크톤 농도를 정확하게 구별할 수 있다. 특히, 이 CNN 모델은 음향 신호의 변환된 주파수 스펙트럼과 Cochlodinium polykrikoides (C. polykrikoides)의 농도 간의 상관 관계를 수립하는 데 뛰어난 효과를 나타냈다. 이 CNN 은 C. polykrikoides 를 감지하는 데 0.90 의 정확도를 보여준다. 이러한 모니터링과 CNN 분류의 활용은 실시간 측정의 중요한 잠재력을 보여주며, 추가적인 절차가 필요 없는 자동 모니터링 시스템을 구축할 수 있을 것으로 예상된다.

Comparison of the Tongue-Palate Pressure Patterns According to the Tongue Pressure in Community-Dwelling Older Adults

  • Min-Ji Jo;Soo-Min Kim;Seong-Chan Park;Hye-Jin Park;Yun-Seon Lee;Tae-Woo Kim;Ji-Seon Hong;Eui-Yeon Lee;Sung-Hoon Kim;Sun-Young Han
    • 치위생과학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.320-329
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    • 2023
  • Background: Oral frailty has garnered considerable interest following its identification as a risk factor for physical frailty. The Korean oral frailty diagnosis criteria have emphasized the need for extensive research on oral frailty diagnostic items and interventions. Our study performed an in-depth analysis of the tongue-palate pressure patterns in healthy community-dwelling older adults. Methods: Of the 217 older adults aged ≥60 years who visited a senior center in Wonju, 205 participants who completed tongue pressure measurement were included in the final analysis. Pressure changes over time were recorded by instructing the participants to press their tongue against the hard palate with for 7 seconds per cycle. The participants were divided into the normal and abnormal tongue pressure (NTP and ATP, respectively) groups based on whether they achieved the target tongue pressure at least once; tongue pressure patterns were compared between the groups. Furthermore, the average time taken to achieve the standard tongue pressure value was calculated for the participants in the NTP group and used to evaluate the decrease in tongue pressure in the ATP group. Results: Among the 205 participants, 40.5% had ATP. The tongue pressure graph revealed a gentle and consistent incline that was maintained even after achieving standard tongue pressure in the NTP group. The graph was more extreme in the ATP group, and the changes in the pressure type varied across individuals; the tongue pressure was only 48.4%, 40.7%, 31.9%, and 22.6% of the NTP in the participants in their 60s, 70s, 80s, and ≥90s, respectively (p<0.05). Conclusion: Tongue pressure weakness was observed in 40.5% of the healthy community-dwelling older adults. Furthermore, ATP graphs were observed in the patients with tongue pressure weakness. Thus, activities improving the oral function in community-dwelling older adults and systematic oral rehabilitation programs should be devised to promote normal swallowing.

생체이온 변화 유발 후 경혈과 비경혈에서의 생체 구조 성분 분석 및 비교를 통한 경혈 특이성 고찰 (Body Composition Factor Comparisons of the Intracellular Fluid(ICW), Extracellular Fluid(ECW) and Cell Membrane at Acupuncture Points and Non-Acupuncture Points by Inducing Multiple Ionic Changes)

  • 김수병;정경렬;전미선;신태민;이용흠
    • Korean Journal of Acupuncture
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    • 제31권2호
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    • pp.66-78
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    • 2014
  • 목적 : 경혈의 임피던스를 측정하여 경혈의 특이성을 확보하고자 다수 연구가 진행되어왔다. 직류전압과 교류전압을 자극하여 단순히 경혈이 위치한 피부 임피던스를 측정하는 방식이 아닌 Multi-Frequency Body Impedance analysis(MF BIA) 기법을 이용하여 생체 구조 성분(세포 외액, 세포내액의 저항성분 그리고 세포막의 용량성분)을 추출하는 방법을 이용하여 경혈의 특이성을 확보하고자 한다. 인체 내 생체 이온 변화가 발생하였을 시, 경혈이 비경혈에 발생 전/후 높은 변화율이 관찰될 것이라는 가정을 하에, 생체 이온 변화를 유도하기 위하여 근피로를 유발하였으며, 유도 전/후의 생체 구조 성분을 비교 분석하였다. 방법: 대퇴직근에 근피로를 유도하기 위하여 건강한 대학생에게 Knee extension/flexion의 등속도 운동을 통하였다. 생체 이온 변화를 확인하기 위하여 젖산을 측정하였으며, 피험자마다 동일한 근피로를 유발하기 위하여 EMG(electromyogram) 분석을 통하여 peak torque와 median frequency를 분석하였다. 근피로 유발 24시간 이후까지 젖산과 peak torque와 median frequency을 측정하였으며, 각 단계마다 복토(ST32), 음시(ST33) 과 인접한 비경혈 2개에 대하여 생체 구조 성분 또한 측정하였다. 결과 : 젖산과 peak torque와 median frequency은 24시간 이후 근피로 유발 전으로 회복되었다. 세포외액 저항성분의 경우 비경혈에 비하여 복토(ST32)에서 생체 이온 변화에 따라 높은 변화율이 관찰되었으나, 음시(ST33) 에서는 비경혈에 비하여 낮은 변화율이 관찰되었다. 세포내액 저항성분은 경혈과 비경혈 사이 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 복토(ST32)에서 세포막의 용량성분이 높은 변화율이 관찰되었지만, 음시(ST33)와 인접한 비경혈간의 뚜렷한 차이가 확인되지 않았다. 결론 : 생체 이온 변화에 따라 인접한 비경혈과 비교해보았을 시, 경혈에서의 상대적으로 높고 낮은 혹은 유사한 변화율이 관찰되었다. 따라서 경혈의 특이성을 확보하지 못하였으며, 생체 구조 성분 추출을 통하여 세포 이온 변화에 따른 경혈의 특이성을 확보하기에는 한계점을 가지고 있다고 결론을 내렸다.