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Genome-wide Association Study Identification of a New Genetic Locus with Susceptibility to Osteoporotic Fracture in the Korean Population

  • Hwang, Joo-Yeon;Lee, Seung-Hun;Go, Min-Jin;Kim, Beom-Jun;Kim, Young-Jin;Kim, Dong-Joon;Oh, Ji-Hee;Koo, Hee-Jo;Cha, My-Jung;Lee, Min-Hye;Yun, Ji-Young;Yoo, Hye-Sook;Kang, Young-Ah;Oh, Ki-Won;Kang, Moo-Il;Son, Ho-Young;Kim, Shin-Yoon;Kim, Ghi-Su;Han, Bok-Ghee;Cho, Yoon-Shin;Koh, Jung-Min;Lee, Jong-Young
    • Genomics & Informatics
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    • 제9권2호
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    • pp.52-58
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    • 2011
  • Osteoporotic fracture (OF), along with bone mineral density (BMD), is an important diagnostic parameter and a clinical predictive risk factor in the assessment of osteoporosis in the elderly population. However, a genome-wide association study (GWAS) on OF has not yet been clarified sufficiently. To identify OF-associated genetic variants and candidate genes, we conducted a GWAS in a population-based cohort (Korean Association Resource [KARE], n=1,427 [case: 288 and control: 1139]) and performed a de novo replication study in hospital-based individuals (Asan and Catholic Medical Center [ACMC], n=1,082 [case: 272 and control: 810]). In a combined meta-analysis, a newly identified genetic locus in an intergenic region at 10p11.2 (near genes FZD8 and ANKRD30A ) showed the most significant association (odd ratio [OR] = 2.00, 95% confidence interval [CI] = 1.47~2.74, p=$1.27{\times}10^{-6}$) in the same direction. We provide the first evidence for a common genetic variant influencing OF and genetic information for further investigation in bone metabolism.

국내 MIS 연구에서 구조방정식모형 활용에 관한 메타분석 (A Meta Analysis of Using Structural Equation Model on the Korean MIS Research)

  • 김종기;전진환
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제19권4호
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    • pp.47-75
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    • 2009
  • Recently, researches on Management Information Systems (MIS) have laid out theoretical foundation and academic paradigms by introducing diverse theories, themes, and methodologies. Especially, academic paradigms of MIS encourage a user-friendly approach by developing the technologies from the users' perspectives, which reflects the existence of strong causal relationships between information systems and user's behavior. As in other areas in social science the use of structural equation modeling (SEM) has rapidly increased in recent years especially in the MIS area. The SEM technique is important because it provides powerful ways to address key IS research problems. It also has a unique ability to simultaneously examine a series of casual relationships while analyzing multiple independent and dependent variables all at the same time. In spite of providing many benefits to the MIS researchers, there are some potential pitfalls with the analytical technique. The research objective of this study is to provide some guidelines for an appropriate use of SEM based on the assessment of current practice of using SEM in the MIS research. This study focuses on several statistical issues related to the use of SEM in the MIS research. Selected articles are assessed in three parts through the meta analysis. The first part is related to the initial specification of theoretical model of interest. The second is about data screening prior to model estimation and testing. And the last part concerns estimation and testing of theoretical models based on empirical data. This study reviewed the use of SEM in 164 empirical research articles published in four major MIS journals in Korea (APJIS, ISR, JIS and JITAM) from 1991 to 2007. APJIS, ISR, JIS and JITAM accounted for 73, 17, 58, and 16 of the total number of applications, respectively. The number of published applications has been increased over time. LISREL was the most frequently used SEM software among MIS researchers (97 studies (59.15%)), followed by AMOS (45 studies (27.44%)). In the first part, regarding issues related to the initial specification of theoretical model of interest, all of the studies have used cross-sectional data. The studies that use cross-sectional data may be able to better explain their structural model as a set of relationships. Most of SEM studies, meanwhile, have employed. confirmatory-type analysis (146 articles (89%)). For the model specification issue about model formulation, 159 (96.9%) of the studies were the full structural equation model. For only 5 researches, SEM was used for the measurement model with a set of observed variables. The average sample size for all models was 365.41, with some models retaining a sample as small as 50 and as large as 500. The second part of the issue is related to data screening prior to model estimation and testing. Data screening is important for researchers particularly in defining how they deal with missing values. Overall, discussion of data screening was reported in 118 (71.95%) of the studies while there was no study discussing evidence of multivariate normality for the models. On the third part, issues related to the estimation and testing of theoretical models on empirical data, assessing model fit is one of most important issues because it provides adequate statistical power for research models. There were multiple fit indices used in the SEM applications. The test was reported in the most of studies (146 (89%)), whereas normed-test was reported less frequently (65 studies (39.64%)). It is important that normed- of 3 or lower is required for adequate model fit. The most popular model fit indices were GFI (109 (66.46%)), AGFI (84 (51.22%)), NFI (44 (47.56%)), RMR (42 (25.61%)), CFI (59 (35.98%)), RMSEA (62 (37.80)), and NNFI (48 (29.27%)). Regarding the test of construct validity, convergent validity has been examined in 109 studies (66.46%) and discriminant validity in 98 (59.76%). 81 studies (49.39%) have reported the average variance extracted (AVE). However, there was little discussion of direct (47 (28.66%)), indirect, and total effect in the SEM models. Based on these findings, we suggest general guidelines for the use of SEM and propose some recommendations on concerning issues of latent variables models, raw data, sample size, data screening, reporting parameter estimated, model fit statistics, multivariate normality, confirmatory factor analysis, reliabilities and the decomposition of effects.

WUDAPT 절차를 활용한 창원시의 국지기후대 제작과 필터링 반경에 따른 비교 연구 (A Comparative Study on Mapping and Filtering Radii of Local Climate Zone in Changwon city using WUDAPT Protocol)

  • 김태경;박경훈;송봉근;김성현;정다은;박건웅
    • 한국지리정보학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.78-95
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    • 2024
  • 기후변화와 도시 문제를 고려해 다양한 영역에 걸친 환경계획의 수립과 비교를 위해서는 일관된 기준으로 분류된 지역 규모 수준의 공간자료 구축이 중요하다. 본 연구는 World Urban Database and Access Portal Tools(WUDAPT)에서 제시한 절차를 사용하여 기후 및 환경 연구가 활발히 이루어지고 있는 창원시의 Local Climate Zone(LCZ)를 분류하였다. 또한, 동질적인 기후 특성을 가진 지역일지라도 일부 격자가 다른 기후 특성으로 분류되는 파편화 문제를 개선하기 위해 필터링 기법을 적용하고 필터링 반경에 따른 LCZ 분류 특성을 비교하였다. 위성영상과 지상참조자료, 감독분류 머신러닝 기법인 Random Forest를 활용하여 필터링하지 않은 분류지도와 필터링 반경이 1, 2, 3인 분류지도를 제작하여 정확도를 비교하였다. 또한, 도시지역의 건물 유형에 따른 LCZ 분류특성을 비교하기 위해 GIS를 활용한 분류방법론에서 사용되는 도시형태지수를 제작하여 선행 연구에서 제시한 범위와 비교하였다. 그 결과, 전체 정확도는 필터링 반경이 1일 때 가장 높은 값을 보였다. 도시형태지수를 비교하였을 때 LCZ 유형별 차이는 적었고 대부분 선행연구의 범위를 만족하는 것을 확인하였다. 그러나 연구 결과를 통해 건물의 높이 정보를 반영하지 못하는 한계를 확인하였고, 이를 보완할 수 있는 데이터를 추가하여 분류한다면 더 높은 정확도의 결과물을 획득할 수 있을 것이라 판단된다. 연구 결과는 국내 도시기후 관련 환경 연구분야의 기초 공간자료 제작하기 위한 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

청년창업가의 역량이 창업성과에 미치는 영향 요인에 관한 연구: 네트워크활동의 매개효과 중심으로 (A Study on the Effects of Young Entrepreneur Competency on Startup Performance: Focusing on the Mediating Effect of Network Activities)

  • 송현채;허철무
    • 벤처창업연구
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    • 제19권2호
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    • pp.141-157
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    • 2024
  • 본 연구는 청년창업가를 대상으로 창업가의 역량이 네트워크활동을 매개하여 창업성과에 미치는 영향을 분석하였다. 청년창업가의 역량을 기회인식역량, 마케팅역량, 기술역량 및 창의역량으로 구성하였다. 전국에 거주하는 청년창업가로부터 표집한 354부의 설문지를 실증분석에 사용하였다. SPSS v28.0과 PROCESS macro v4.3으로 하나의 매개변수로 구성된 단일매개모형의 연구모형을 기반으로 분석하였다. 분석결과, 첫째, 청년창업가의 역량 중 기회인식역량, 마케팅역량, 기술역량 및 창의역량이 네트워크활동에 정(+)의 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이중 마케팅 역량은 네트워크 활동에 가장 큰 영향을 미치는 반면 기술적 역량은 가장 적은 영향을 미친다는 것이 확인되었다. 둘째, 네트워크활동은 창업성과에 정(+)의 방향으로 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, 청년창업가의 역량 중 기회인식역량, 마케팅역량, 기술역량 및 창의역량이 창업성과에 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이중 창의역량은 가장 큰 영향을 미치는 반면 기술적 역량은 가장 덜 중요한 영향을 미치는 것으로 검증되었다. 넷째, 네트워크활동은 청년창업가의 역량과 창업성과 간을 매개하는 것으로 나타났다. 네트워크 활동을 매개로 할 때, 독립 변수들의 간접 효과의 상대적인 영향력 크기는 마케팅 역량이 가장 크게 창업 성과에 영향을 미치고, 기술 역량은 가장 작게 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 이 연구의 학문적 함의로는 다양한 변수의 의의와 관계를 규명하고 있고 창업과 관련된 이론적 프레임워크에 대한 검증을 제공하며 창업성공의 주요 동인을 식별하며, 청년창업가의 역량과 창업성과 간의 네트워크의 중요성을 제시하였다. 또한 이 연구의 실무적인 함의는 네트워킹을 위한 마케팅역량의 중요성을 제시하고 있고, 역량에 대한 차별성을 시사하고 있다. 창의역량의 전략적 역할을 강조하고 있고 창업지원을 위한 정책 입안자에게 귀중한 창업육성을 위한 맞춤형 정책에 대한 지침을 제시하고 있다.

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흙의 밀도(密度)와 함수비(含水比)가 전단강도(剪斷强度)에 미치는 영향(影響) (The Study on the Effect of Density and Moisture Content on Shear Strength of Soils)

  • 조성섭;강신업;강예묵;김성완;김성래
    • 농업과학연구
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    • 제5권1호
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    • pp.15-28
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    • 1978
  • 흙의 전단강도(剪斷强度) 옹벽(擁壁)이나 사면(斜面)의 안정(安定) 혹은 구조물기초(構造物基礎)의 설계등(設計等)의 문제(問題)를 해결(解決)하는데 중요(重要)한 것으로 알려져 있다. 직접전단시험기(直接剪斷試驗機)는 수직응력(垂直應力)의 불균일성(不均一性), 진행성파괴(進行性破壞), 측면마찰(側面摩擦)의 영향등(影響等)에 대(對)하여 해결(解決)하여야 할 문제(問題)를 내포(內包)하고 있다. 그러나 본시험(本試驗)에서는 그의 장치(裝置)가 간편(簡便)하여 널리 사용(使用)되고 있는 직접전단시험기(直接剪斷試驗機)를 사용(使用)하여 밀도(密度)와 함수비(含水比)를 변화(變化)시키면서 비배수(非排水) 급속전단시험(急速剪斷試驗)을 하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 건조밀도(乾燥密度)가 증가(增加)함에 딸라 전단강도(剪斷强度)는 큰 값을 나타내고 같은 밀도(密度)에서도 입도배합(粒度配合)이 양호(良好)한 흙에서 전단강도(剪斷强度)는 큰 값을 나타냈다. 2. 점착력(粘着力)은 건조밀도(乾燥密度)가 커짐에 따라 증가(增加)하는 경향(傾向)을 나타냈으나 내부마찰각(內部摩擦角)은 일률적(一律的)인 증가(增加)의 경향(傾向)이 나타나지 않았다. 3. 함수비(含水比)가 증가(增加)함에 따라 전단강도(剪斷强度)는 감소(減少)하였고 이와같은 현상(現象)은 입도배합(粒度配合)이 양호(良好)한 흙에서 더욱 현저하게 나타났다. 4. 점착력(粘着力)은 흙의 함수비(含水比)가 최적함수비(最適含水比)에 가까울 때 최대(最大)로 되고, 내부마찰각(內部摩擦角) 함수비(含水比)가 증가(增加)함에 따라 감소(減少)하였다. 이와같은 현상(現象)은 입도배합(粒度配合)이 양호(良好)한 SDC-1 시료(試料)에서 더욱 현저하게 나타났다. 5. 점착력(粘着力)은 공극비(空隙比)가 증가(增加)함에 따라 감소(減少)하였고 내부마찰각(內部摩擦角)은 이와 같은 경향(傾向)이 나타나지 않았다.

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노인환자의 기도가역성 검사에서 FEV6의 보완적 지표로서의 역할 (The Complementary Role of FEV6 in Bronchodilator Reversibility Test for the Old Age)

  • 김새희;이양덕;이정윤;조용선;나동집;한민수
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제61권3호
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    • pp.227-232
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    • 2006
  • 연구배경: 기도가역성 측정시, 1초간 노력성 호기량(forced expiratory volume in one second, $FEV_{1}$)과 노력성 폐활량(forced vital capacity, FVC)은 흔히 사용되는 지표인데 양성반응의 권장기준은 기저치보다 증가치가 절대량이 200ml이상 그리고 백분율로는 12%이상의 두 조건을 다 만족하는 것이다. 그러나 노인 환자는 천식에 합당한 병력을 가지고 있어도 기도가역성의 진단기준을 만족시키지 못하는 경우가 종종 있다. 저자들은 6초간 노력성 호기량($FEV_{6}$)이 노인의 기도가역성 검사에서 역할을 알아보고자 하였다. 방 법: 65세 이상의 노인환자 중 폐기능검사에서 $FEV_{1}$/FVC가 80%미만인 236명에게 폐활량측정법으로 기도가역성 검사를 시행하였다. 기저 $FEV_{1}$에 따라 다음과 같이 세 군으로 분류하였으며 각 군에서의 FVC, $FEV_{6}$, $FEV_{1}$의 지표에 따른 기도가역성를 비교분석하였다. 제1군 : $$FEV_{1}{\geq_-}80%$$, 제2군 : $FEV_{1}$ 60~80%, 제3군 : $$FEV_{1}{\leq_-}60%$$ 결 과: 전체 환자에서 기도가역성은 각각의 지표에 따라 $FEV_{1}$에서는 33명(14.0%), $FEV_{6}$는 55명(23.3%), FVC는 55명(23.3%)로 양성반응을 보였고, 제3군($$FEV_{1}{\leq_-}60%$$)에서는 $FEV_{1}$을 지표로 할 때는 15명(22.4%), $FEV_{6}$는 30명(44.8%), FVC는 32명(47.8%)으로 나타났다. 결 론: 본 연구에서는 $FEV_{6}$가 노인환자에서 기도가역성 검사의 새로운 보완적 지표로서의 역할을 보여줬지만 이의 일반화를 위해서는 좀 더 많은 연구가 필요할 것이다.

Insulin-like growth factor-I 이 치주인대세포의 생물학적 활성도에 미치는 영향에 대한 연구 (THE STUDY ON THE EFFECTS OF THE INSULIN-LIKE GROWTH FACTOR-I ON THE BIOLOGICAL ACTIVITY OF THE HUMAN PERIODONTAL LIGAMENT CELLS)

  • 김성진;이재목;서조영
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제24권2호
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    • pp.219-237
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    • 1994
  • 치주조직재생에 중요하게 생각되는 요건으로는 치근면의 상태, 전구세포의 증식, 치유 부의 상피조직배제, 치유부의 안정화를 들 수 있으며 이중 가장 중요한 요건중의 하나가 치유부에 치주조직재생을 도모할 수 있는 전구 세포가 실수부로 이주하여 부착과 증식, 분화를 통하여 교원질섬유를 포함한 결체조직의 부착과 백악질, 골조직을 재형성하는 것이다. 최근에 이러한 전구세포들을 자극하고 원치 하는 세포들을 저지하기 위한 방법으로 성장 인자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다 골조직을 조절하는 인자로 알려진 인슐린유사성장인자- I (Insulin-like growth factor-I)는 폴리펩타이드계 성장인자로서 골세포의 증식, 기질합성 등을 촉진시킨다고 보고되고 있으나, 치주조직 재생에 대한 IGF- I 의 영향을 잘 규명되어 있지 않으므로 배양된 치주인대세포에 IGF- I 을 농도별로 주입하여 세포의 증식능, 교원질 및 단백질 합성능, 알카린인산효소활성도를 측정해 보므로써 IGF- I 이 치주인대세포의 활성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 교정치료를 위해 내원한 환자로부터 건강한 제일소구치를 발거하여 치주인대세포를 분리, 배양하여 IGF- I 을 주입시키지 않은 군을 대조군으로 하고, IGF- I 을 각각 0.1, 1, 10, 100 ng//ml로 주입시킨 군을 실험군으로 하여 DNA합성능, 총단백질과 교원질 합성능 및 알카린인산효소활성도를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. DNA 합성능에 미치는 IGF- I 의 효과는 농도가 증가함에 따라 0.1ng/ml를 제외하고는 DNA 합성능이 증가하는 경향을 보였고, 대조군에 비해 10, 100ng/ml투여군에서 통계적으로 유의한 차이(P<0/05)를 나타내었다. 치주인대세포의 총단백질 합성양에 미치는 IGF- I 의 효과는 농도가 증가함에 따라 총단백질 합성양이 증가하는 경향을 보였으며, 대조군에 비해 1, 10, 100ng/ml 투여군에서 통계학적으로 유의한 차이(P<0.001)를 나타내었다. 총단백질을 교원질(collagenase digestible protein : CDP)과 비교원성 단백질(non-collagenous protein : NCP)로 분류하여 비교하였을때 IGF- I 의 농도가 증가함에 따라 비교원성 단백질 합성양과 교원질 합성양이 증가하는 경향을 보였으며, 비교원성 단백질 합성양이 교원질 합성양보다 약간 높게 나타났고, 대조군에 비해 1, 10, 100ng/ml 투여군에서 통계적으로 유의한 차이(P<0.05, P<0.001)를 나타내었다. 총단백질에 대한 교원질합성의 상대적 비율은 농도가 증가함에 따라 각 군당 별차이를 보이지 않았으며, 대조군에 비해 통계적으로 유의한 차이 (P>0.05)를 나타내지 않았다. 알카린인산효소활성도에 미치는 IGF- I 의 효과는 모든군에서 7일째보다 14일째에서 약간 높은 알카린인산효소활성도롤 나타내었으며, 7, 14일 모두 농도가 증가함에 따라 효소활성도가 증가하였으며, 7일째 대조군에 비해 100ng/ml 투여군에서 통계적으로 유의한 차이(p<0.05)를 나타내었다.

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홀스타인의 유생산형질에 대한 유전모수 추정 (Estimation of Genetic Parameters for Milk Production Traits in Holstein Dairy Cattle)

  • 조충일;조광현;최연호;최재관;최태정;박병호;이승수
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제55권1호
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    • pp.7-11
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 여러 산차를 이용한 모델을 사용하여 유전평가 분석을 하기위하여 3개의 유량생산 형질에 대한 (공)분산 성분을 추정하고자 하였다. 모수추정을 위한 자료는 2001년부터 2009년까지의 검정자료를 이용하였고 원시자료수는 1,416,589개이며 5개의 산차형질에 대해 각각 다른 형질로 가정하여 추정하였다. 동기그룹 내 10두 이하 및 씨수소의 딸소가 10두 미만인 개체는 삭제를 하였으며 305일 유량생산이 15,000 kg을 초과하는 비유개체에 대하여 사전 데이터 가공을 실시하였다. 혈통파일은 총292,382개의 혈통자료와 1,456두의 씨수소로 구성되어진 혈통자료가 연구에 사용되었다. Sire 모형은 herd-year-season의 동기그룹과 분만월령 그리고 혈통과 5산까지 상가적 유전효과들이 적용되었으며 VCE를 이용하여 유전 (공)분산이 추정되었다. 유전율과 유전상과 그리고 잔차상관은 R 패키지를 이용하여 계산하였다. 유량에 대한 산차간 유전 상관은 0.76에서 0.98였고, 유지방량은 0.79~0.10, 유단백질량은 0.75~1.00로 나타났다. 각 산차별 유량, 유지방량, 유단백질량은 상대적으로 낮은 유전력인 0.14~0.23, 0.13~0.20이 추정되었으며 산차에 가중치로 결합된 유전력은 각 형질에서 0.29, 0.28, 0.26로 나타났다. 본 연구에서 추정된 모수들은 국가단위 유전평가분석에 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

인공강우에 의한 alachlor, ethalfluralin, ethoprophos 및 pendimethalin의 토양표면 유출 (Runoff and Erosion of Alachlor, Ethalfluralin, Ethoprophos and Pendimethalin by Rainfall Simulation)

  • 김찬섭;임양빈;이영득;오병렬
    • 한국환경농학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.306-315
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    • 2006
  • 강우에 의한 경사지 토양으로부터의 농약 유출양상을 파악하고 그에 대한 농약의 특성, 환경적 요인 및 영농방법 등의 영향 정도를 평가하기 위하여 토양흡착실험과 인공강우유출실험을 수행하였다. 흡착실험을 수행하여 농약의 이동 가능성과 이동형태를 파악하고 인공강우시설을 이용한 유출실험으로 강우양상 및 경사도의 영향 정도를 파악하여 농약의 표면유출에 의한 유실 수준을 평가하고자 하였다. 각 농약의 Freundlich 흡착계수 K는 ethoprophos $1.2{\sim}2.2$, alachlor $1.5{\sim}2.6$, ethalfluralin $56{\sim}94$ 및 pendimethalin $104{\sim}189$ 순이었다. 일반적인 흡착실험 방법인 용액에 존재하는 농약을 토양에 흡착시키는 방법보다 농약을 토양에 혼화처리한 후 탈착시키는 방법에서 흡착계수 값이 높았고, Freundlich 등온흡착식의 직선성을 나타내는 1/n 값은 탈착방법의 경우 $0.96{\sim}1.02$이었고 흡착방법의 경우는 $0.87{\sim}1.02$로 나타나 탈착방법에 의한 흡착계수 측정방법이 물질의 처리농도에 의하여 영향을 적게 받는 것으로 확인되었다. 영국 SSLRC의 이동성 분류기준으로 판단하면 alachlor와 ethoprophos는 moderately mobile$(75{\leq}Koc<500)$ 등급에 해당하였으며, ethalfluralin 및 pendimethalin은 Koc 4000을 초과하여 non-mobile 등급에 속하였다. 인공강우 처리구의 유출수 및 유실토양에 의한 농약 유실율은 각각 alachlor $1.0{\sim}6.4%$$0.3{\sim}1.2%,\;ethalfluralin\;1.0{\sim}2.5%$$1.7{\sim}10.1%,\;pendimethalin\;1.3{\sim}2.9%$$3.8{\sim}10.8%,\;ethoprophos\;0.6{\sim}2.7%$$0.1{\sim}0.3%$이었다. 인공강우실험 후 공약의 토심별 분포를 살펴 본 결과 alachlor와 ethopropho는 토심 $10{\sim}15cm$까지 이동하였고, ethalfluralin과 pendimethalin는 대부분 토심 5 cm 이내에 잔류하였다. 경사도 30%의 경우가 10%에 비하여 각 농약의 유실량이 $0.2{\sim}1.9$ 배 증가하였는데 유출수에 의한 농약의 유실량 차이는 유출수 중 농도 차이로 판단되며, 유실토양에 의한 농약 유실량 차이는 토양 유실량과 관계되는 것으로 생각되었다. 농약의 강우에 의한 유실은 복잡하게 작용하는 많은 환경적 요인에 의하여 영향을 받지만 정교하게 구성된 환경 시나리오에 의하여 예측 가능할 것으로 판단되었다.

골 밀도 평가를 위한 뼈의 전기 전도도 재구성: 시뮬레이션 (An Electrical Conductivity Reconstruction for Evaluating Bone Mineral Density : Simulation)

  • 최민주;김민찬;강관석;최흥호
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.261-268
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    • 2004
  • 골다공증은 골 조직의 량이 감소하여 골절의 가능성이 증가하는 상태이다. 뼈의 전기적 특성은 골 밀도와 관련이 있으며, 특히 뼈의 절기 저항은 골 소실이 증가할수록 감소하는 것으로 알려져 있다. 만일 신뢰성 있는 측정이 가능하다면, 뼈의 전기적인 특성은 골다공증 진단을 위한 유용한 변수가 될 수 있음을 의미한다 본 연구에서는 EIT (electrical impedance tomography) 기술을 이용하여 뼈의 전기 전도도 평가를 시도하였다. 뼈와 주위의 연조직 간의 전기적인 특성의 차이가 크기 때문에 (100 정도), 일반적으로, 뼈의 EIT를 얻기는 쉽지 않다. 본 연구에서는 이상 경계 검출을 위해 개발된 adaptive mesh regeneration 기법을 이용하여, 주어진 경계면의 기하학적 조건하에서, 경계 내부의 전기전도도를 복원할 수 있도 록 하였다. 수치 해석은 균일한 타원형 (장경 17 mm, 단경 15 mm) 뼈와 주위의 연 조직으로 구성된 반경 40 mm인 원통형 팬텀으로 모의한 경골에 대해 수행하였다. 타원형 뼈는 팬텀의 원형 단면 중심에서 15 mm 위쪽에 위치하도록 하였다. 연 조직의 전기 전도도는 4 mS/cm로 고정하였고, 뼈에 대해서는 0.01 - 1 mS/cm에서 변하도록 하였다. 측정 오차에 의한 효과를 분석하기 위해 시뮬레이션은 측정 오차를 포함하도록 하였다. 시뮬레이션 결과, 만일 측정 오차가 5 % 미만으로 유지될 경우, 재구성된 뼈의 전기전도도는 10 % 이내의 오차를 갖는 것으로 나타났다. 예측할수 있듯이 복원의 정확도는 뼈의 전기 전도도가 증가함에 따라 증가하였다. 이것은 사용된 EIT가 골 소실이 진행된 뼈에 대한 좀더 정확한 정보를 제공할 수 있음을 시사한다. 본 연구는, 뼈의 해부학적인 정보를 알고 있을 때 뼈와 주위의 연조직에 대한 단순한 이상 영상에 한정된 결과를 제공하지만, EIT 기술이 골다공증 골절을 예측하는 새로운 방법으로 활용될 가능성을 시사한다.