• 한국환경농학회지
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• 제30권2호
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• pp.144-152
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• 2011

본 연구는 주암호 홍수조절용지내에 서식하는 침수식물체들의 영양염류 용출이 주암호 수질에 미치는 영향을 조사하고자 침수상태의 수질, 토양 및 식물체를 자연상태 그대로 column으로 옮겨와 침수기간별 영양염류의 제거속도 및 용출속도를 조사하였고, 이들 결과를 토대로 각 홍수조절용지에서 침수식물체별 영양염류 용출량을 산출하였다. COD 제거속도 상수(K, $day^{-1}$)는 이삭사초의 경우 침수 0~4 day, 5~19 day 및 20~33 day 구간에서 0.07~0.18, -0.23~-0.17 및 -0.28~0.03 $day^{-1}$이었고, 물억새의 경우 침수 0~6 day, 7~19 day 및 20~33 day 구간에서 0.14~0.22, -0.19~-0.04 및 -0.05 $day^{-1}$이었다. T-N 제거속도 상수(K, $day^{-1}$)는 이삭사초의 경우 침수 0~4(8) day 및 5(9)~33 day 구간에서 0.02 및 -0.13~-0.10 $day^{-1}$이었고, 물억새의 경우 침수 0~2(4) day, 3(5)~19 day 및 20~33 day 구간에서 0.01~0.04, -0.03 및 -0.18~-0.17 $day^{-1}$이었다. T-P 제거속도 상수(K, $day^{-1}$)는 이삭사초의 경우 침수 0~4 day 및 5~33 day 구간에서 0.05~0.06 및 -0.14~-0.09 $day^{-1}$이었고, 물억새의 경우 침수 0~4 day 및 5~33 day 구간에서 0.05~0.06 및 -0.15~-0.12 $day^{-1}$이었다. 이상의 결과에서 침수초기에는 침수식물체가 생육하면서 영양염류를 분해 이용하여 수질을 정화하였으나, 침수식물체에 따라 다소 차이가 있었지만 침수 4~10일후부터 침수식물체가 미생물에 의해 서서히 분해되면서 영양염류가 수질내로 용출되는 경향이었다. 홍수조절용지에서 침수식물체별 영양염류용출량은 이삭사초가 물억새에 비해 약간 많았다. 특히 site 1에서 COD, T-N 및 T-P 용출량은 이삭사초의 경우 각각 6,719, 2,397 및 466 kg/month/area이었고, 물억새의 경우 각각 53.1, 14.8 및 3.30 kg/month/area이었다.

• 한국조경학회지
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• 제40권2호
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• pp.112-129
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• 2012

본 연구는 2002년 완공된 불광천(佛光川)자연형 하천 정비구간 생태적 특성변화를 비교하여 향후 하천관리의 기초자료 제공을 목적으로 불광천 자연형 정비사업에 대한 문헌연구, 정비사업 전 후와 현재의 물리적 환경변화 조사 분석과 생태계변화 분석을 주요내용으로 하였다. 준공 이후 호안에 적용된 공법을 중심으로 훼손현황을 분석한 결과, 수충부(水衝部)지역, 강우시 유출수가 발생하는 지점을 중심으로 호안이 유실되고 식생이 훼손되었다. 현존식생 분야에서는 식물도입 내용과 현존식생을 비교 분석한 결과, 저수로변에 파종한 혼합종자 중 싸리류, 벌개미취 등은 대부분 유실되어 큰김의털이 크게 우점하였고, 갈대, 물억새, 갯버들은 소규모로 식재되어 대부분 유실되었다. 지형구조 및 초본식생구조를 종합한 결과, 혼합종자를 파종한 지역은 크게 두 가지 식생유형으로 변화하였는데, 부유물질이 많은 하천 퇴적지에서 주로 생육하는 개여뀌, 소리쟁이 등이 우점하는 지역과 건조지성 벼과식물인 큰김의털, 개밀 등이 우점하는 지역으로 구분되었다. 저수로 호안부에 갈대 및 갯버들을 식재한 공법 적용지는 저수로폭 축소와 함께 유실되었으며, 저수부에 일부 갈대, 물억새, 갯버들이 소규모 군락을 형성하고 있었으나 그 세력이 미미하였고, 식물종 구성이 매우 단순해진 상태였다. 이에 불광천 자연형 정비구간의 관리방안을 제안하였다. 첫째, 도시하천 치수기능을 고려하되 유수 흐름을 모니터링하여 적절한 호안공법을 적용해야 하며, 둘째, 하천환경에 적합한 목표식생군락(目標植生群落)을 설정하고, 고밀도로 꾸준히 식재해야 한다. 이때 현재와 같이 관상용 자생식물 보식은 지양해야 하며,교란식생은 지속적 제거가 필요하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.88-89
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• 2013

A variety of influenza A viruses from animal hosts are continuously prevalent throughout the world which cause human epidemics resulting millions of human infections and enormous industrial and economic damages. Thus, early diagnosis of such pathogen is of paramount importance for biomedical examination and public healthcare screening. To approach this issue, here we propose a fully integrated Rotary genetic analysis system, called Rotary Genetic Analyzer, for on-site detection of influenza A viruses with high speed. The Rotary Genetic Analyzer is made up of four parts including a disposable microchip, a servo motor for precise and high rate spinning of the chip, thermal blocks for temperature control, and a miniaturized optical fluorescence detector as shown Fig. 1. A thermal block made from duralumin is integrated with a film heater at the bottom and a resistance temperature detector (RTD) in the middle. For the efficient performance of RT-PCR, three thermal blocks are placed on the Rotary stage and the temperature of each block is corresponded to the thermal cycling, namely $95^{\circ}C$ (denature), $58^{\circ}C$ (annealing), and $72^{\circ}C$ (extension). Rotary RT-PCR was performed to amplify the target gene which was monitored by an optical fluorescent detector above the extension block. A disposable microdevice (10 cm diameter) consists of a solid-phase extraction based sample pretreatment unit, bead chamber, and 4 ${\mu}L$ of the PCR chamber as shown Fig. 2. The microchip is fabricated using a patterned polycarbonate (PC) sheet with 1 mm thickness and a PC film with 130 ${\mu}m$ thickness, which layers are thermally bonded at $138^{\circ}C$ using acetone vapour. Silicatreated microglass beads with 150~212 ${\mu}L$ diameter are introduced into the sample pretreatment chambers and held in place by weir structure for construction of solid-phase extraction system. Fig. 3 shows strobed images of sequential loading of three samples. Three samples were loaded into the reservoir simultaneously (Fig. 3A), then the influenza A H3N2 viral RNA sample was loaded at 5000 RPM for 10 sec (Fig. 3B). Washing buffer was followed at 5000 RPM for 5 min (Fig. 3C), and angular frequency was decreased to 100 RPM for siphon priming of PCR cocktail to the channel as shown in Figure 3D. Finally the PCR cocktail was loaded to the bead chamber at 2000 RPM for 10 sec, and then RPM was increased up to 5000 RPM for 1 min to obtain the as much as PCR cocktail containing the RNA template (Fig. 3E). In this system, the wastes from RNA samples and washing buffer were transported to the waste chamber, which is fully filled to the chamber with precise optimization. Then, the PCR cocktail was able to transport to the PCR chamber. Fig. 3F shows the final image of the sample pretreatment. PCR cocktail containing RNA template is successfully isolated from waste. To detect the influenza A H3N2 virus, the purified RNA with PCR cocktail in the PCR chamber was amplified by using performed the RNA capture on the proposed microdevice. The fluorescence images were described in Figure 4A at the 0, 40 cycles. The fluorescence signal (40 cycle) was drastically increased confirming the influenza A H3N2 virus. The real-time profiles were successfully obtained using the optical fluorescence detector as shown in Figure 4B. The Rotary PCR and off-chip PCR were compared with same amount of influenza A H3N2 virus. The Ct value of Rotary PCR was smaller than the off-chip PCR without contamination. The whole process of the sample pretreatment and RT-PCR could be accomplished in 30 min on the fully integrated Rotary Genetic Analyzer system. We have demonstrated a fully integrated and portable Rotary Genetic Analyzer for detection of the gene expression of influenza A virus, which has 'Sample-in-answer-out' capability including sample pretreatment, rotary amplification, and optical detection. Target gene amplification was real-time monitored using the integrated Rotary Genetic Analyzer system.

• 한국습지학회지
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• 제15권1호
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• pp.149-157
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• 2013

기존까지 건설된 보는 대부분 보의 상단으로 월류하는 월류형 보가 주종을 이루고 있다. 월류형 보의 경우 수자원의 관리의 효과와 지금까지의 많은 연구로 인한 설계, 시공 및 유지관리 방법 등이 용이 하다는 장점이 있다. 하지만 월류형 보의 특성상 보 상단부를 통해 물이 월류되는 방식이기 때문에 상류부로부터 유입된 유사가 보 하류로 배출되지 못하고, 하상이 높아지면서 저수용량이 감소되어 점차 보의 기능을 상실하게 된다. 이와 같은 토사 퇴적 및 보의 유지관리 문제를 해결하기 위해 수문을 가진 하단방류형 보가 건설되기 시작하였다. 하지만 최근 건설된 하단방류형 보의 설계상의 문제점으로 인하여 보 하류부의 하상이 세굴되고, 세굴된 하상 때문에 구조적인 문제점이 발생되고 있다. 본 연구에서는 보의 효과적인 설계 및 운영방법을 위해 월류형 보와 하단방류형 보의 흐름의 특성, 하류부 수위 변화에 따른 도수길이분석, 보 형태에 따라 단위거리당 발생되는 비에너지 손실량을 비교 및 분석하였다. 실험분석 결과 하단방류형 보와 월류형보의 상류 조건을 동일하게 유지 시 하단방류형 보에서 도수의 길이가 Fr 값(Froude number) 3.5에서 최대 2배 길게 나타났으며, 하류 수위가 증가 할수록 도수의 길이는 점차 감소하게 되었다. 단위 거리당 발생되는 비에너지 손실량 비교 분석 결과 단위 거리당 에너지 손실량이 하단방류형 보에 비해 월류형 보가 약 2배 높게 나타나는 것으로 판단되었다. 따라서 하단방류형 시설의 경우 수공 구조물의 안전을 위해 별도의 에너지 감세시설을 별도로 검토하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_1호
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• pp.1041-1053
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• 2018

본 연구에서는 용담댐 유역을 대상으로 저수위/저수량 모니터링 및 예측을 위하여 고해상도 위성관측 자료를 이용하는 방법과 위성으로부터 추출한 강수량 자료로부터 가뭄지수를 이용한 저수위를 모니터링하고 SSA를 이용한 PCA방법으로 예측모델을 구축하여 가뭄을 예측하는 방법을 개발하였다. 용담댐 저수위와 SPI(3)와의 상관계수가 0.78로 매우 높은 상관성을 보였으며, 위성자료를 통하여 산정한 가뭄지수를 활용하여 댐 저수위/저수량 모니터링 및 예측 가능성을 진단하였다. SSA에 의한 주성분 분석결과 SPI(3)과 각 RC자료의 상관관계를 분석한 결과 CC=0.87~0.99의 높은 상관성을 보였으며, 표준화된 댐 저수위(N-W.S.L.)와 RC자료의 상관관계를 분석한 결과 CC=0.83~0.97의 비교적 높은 상관성을 보임을 확인하였다. 또한, Sentinel-2 위성의 MSI (Multi-Spectral Instrument) 센서로 댐수위의 변화를 모니터링하기 위해 지수 기법을 적용하여 수체 탐지 알고리즘을 개발하였으며, 용담댐유역에 대해 2016년부터 2018년까지의 수계 면적 변화를 분석하였다. 이를 기반으로 Sentinel-2 위성영상으로 추출한 수계 면적 변화를 이용하여 가뭄 감시 분야에 대한 활용 가능성을 제시하였다. 본 연구의 결과는 다양한 위성관측자료로부터 미계측 지역의 저수량 모니터링과 수문학적 가뭄 모니터링/예측에 활용이 가능할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권5_3호
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• pp.925-938
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• 2022

농업용 저수지는 전국적으로 중요한 수자원으로 기후변화에 따른 가뭄과 같은 이상기후의 영향에 취약한 특성을 가지며 적절한 운영을 위해 강화된 관리가 필요하다. 지속적인 모니터링을 통한 수위 추적(water level tracking)이 필요하지만 현실적인 문제로 현장 실측 및 관측이 어려운 실정이다. 본 연구는 저수지 수표면적을 측정하기 위해 광역 모니터링이 가능한 위성레이더 자료를 이용하여 4가지 AI 모델 간의 수체 탐지 성능에 대해 객관적인 비교를 제시한다. 위성 레이더자료는 Sentinel-1 SAR 이미지를 사용하였으며, 광학영상과 달리 기상환경에 영향을 적게 받기 때문에 장기 모니터링에 적합하다. 드론 이미지, Sentinel-1 SAR 그리고 DSM 데이터를 사용하여 Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF), Artificial Neural Network (ANN), Automated Machine Learning (AutoML)의 4가지 AI 모델을 구축했다. 연구대상 저수지는 총 22개소로 유효저수량이 30만톤 미만의 중소형 저수지이다. 총 45개 이미지가 모델 훈련과 검증에 사용되었으며, 연구 결과 AutoML 모델이 Accuracy=0.92, mIoU=0.81로 다른 3가지 모델에 비해 수체 픽셀 분류에서 0.01-0.03 더 나은 것을 보여주었다. 해당 결과는 SAR 영상으로부터 AutoML을 이용한 중소형 저수지 대상의 수체 분류 기법이 기존의 머신러닝 기법만큼의 성능을 보이는 것을 보여주었고, 학습을 통한 수표면적 분류 기술의 저수지 모니터링에 대한 적용 가능성을 보여주었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제36권6호
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• pp.582-591
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• 2022

본 연구는 제주특별자치도에 유입된 Myocastor coypus Molina, 1782 (Nutria)의 퇴치를 위해 이루어졌다. 서식확인 및 퇴치는 2013년 9월부터 2013년 11월까지 이루어졌고, 그후 퇴치 성공여부를 확인하기 위해 2022년 6월까지 조사가 이루어졌다. 서식 확인 및 포획은 무인카메라, 청문조사, 문헌조사, 먹이유인을 통한 트랩 포획법을 사용하여 진행하였다. 후속조사는 Nutria의 행동반경을 감안하여 조사범위를 비교적 넓게 설정하여 서식지역(퇴치지역)을 중심으로 4.0km² 내 습지 및 하천 조사를 진행하였다. 그 결과 서식 확인지역은 제주특별자치도 제주시 구좌읍 송당리 소재의 송당목장에서만 발견되었으며, 방목장 내 수로와 연못에서 서식흔적(족적, 배설물, 굴)이 확인되었다. 포획개체는 총 8개체였으며, 암컷 4개체, 수컷 3개체였다. 1개체는 서식확인 시 확인되어 부패 정도가 심해 암·수의 구별이 어려웠다. 후속조사는 설정한 조사범위 내 항시 물이 있는 성읍저수지, 천미천, 몰순이못을 중심으로 서식지와 그 주변을 정밀조사하였으나 서식흔적이 확인되지 않았다. 따라서, 제주도에 서식하는 Nutria는 완전히 퇴치된 것으로 판단된다. 제주특별자치도에서 Nutria의 퇴치가 성공적으로 이루어진 것은 Nutria의 서식 확인 후 빠른 포획을 통해 정착단계 초기에 퇴치가 이루진 것과 제주도 지질 특성상 물이 항시 고여있는 습지가 드물어 확장의 시기가 늦어진 것이 시너지 효과를 일으켜 성공적인 퇴치가 이루어진 것으로 판단된다. 이 결과들은 외래종의 유입에 대한 대처는 그 종의 생태특성을 신속하게 파악하고, 올바른 대처를 통해 확장단계 이전 정착 초기 단계에서 관리 및 퇴치를 통해 교란이 일어나기 전 또는 교란 초기에 차단하는 것이 매우 효과적인 방법임을 시사한다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.45-59
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• 2023

세계적으로 온실가스 감축을 위해 주로 이산화탄소 발생에 초점을 맞춰왔지만, 최근에는 메탄 발생에 대한 관심이 커지고 있다. 습지, 저수지, 호소 등 수중 환경을 포함한 자연은 온실 가스 중요한 발원지이다. 호수와 저수지 바닥에 쌓인 퇴적된 유기 오염물질은 산소가 부족한 상태에서 미생물 분해를 통해 메탄과 같은 온실 가스를 생성할 수 있다. 메탄 배출은 비점오염원의 증가와 하천에 설치되는 횡단 구조물에 의한 흐름변화에 의해 증가하고 있는 실정이다. 또한, 기후 변화로 인한 수온의 상승 등은 메탄 배출을 가속화하는 원인이다. 메탄은 다양한 경로를 통해 대기로 배출될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 메탄발생의 주요인자가 미치는 영향을 정량화하기 위하여 BMP test을 수행하였다. 실험조건에 따라 메탄발생량을 직접 계측하였으며, 실험조건은 온도, 기질의 종류, 전단응력 및 퇴적물 특성으로 구분하였다. 또한, 바닥의 전단 응력은 실험적으로 측정하기가 어려워 수치모의를 수행하였다. 실험결과, 생화학적 요소는 메탄 생성에 영향을 미치지만, 전단 속도는 메탄 분리에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 퇴적물 특성은 메탄 생성 및 분리에 영향을 미칠 수 있다. 메탄 생성과 주요인자들 간의 관계를 경험식으로 제시하였으며, 향후 전단응력 및 유기물에 대한 실험조건을 구체화하고 실험규모를 확대한다면 메탄발생과 생지화학 및 수환경인자간의 관계를 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제55권5호
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• pp.449-458
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• 2003

연구배경 : 말초혈액에서 림프구감소증이 있거나(< $1,000/mm^3$) $T_4$-세포의 수가 $500/mm^3$ 이하인 경우, 중증폐결핵의 좋지 않은 예후를 나타내는 것으로 알려져 있다. 하지만 중증폐결핵에서 어떠한 기전으로 말초혈액의 림프구감소증이 발생되는 지는 아직 알려진 바 없다. 이에 연구자들은 말초혈액의 림프구감소증이 골수에서 림프구의 생성 및 분화 또는 순환 중에서 어떠한 단계의 이상으로 발생하는지 알아보고자 골수 소견을 관찰해 보았다. 방 법 : 1999년 8월부터 2002년 8월 사이에 가천의대 길병원에 내원한 중증폐결핵 환자들을 대상으로 하였다(FAPTB군). 65세 이상의 환자, 전신 상태가 안좋은 환자나 쇼크, 혈액학적 질환이 있는 환자는 대상에서 제외하였다. 대조군은 골수침범이나 골수에 영향을 미치지 않는 질환자들을 대상으로 하였다. 각군에서 말초혈액과 골수의 세포 분획을 분석하였고, 골수에서 IL-2, IL-7, IL-l0, TNF-${\alpha}$, IFN-${\gamma}$, TGF-${\beta}$를 측정하였다. 결 과 : 총 13명의 환자가 대상이 되었으며(M:F=9:4) 평균 연령은 $42{\pm}12$ 세였다 말초혈액에서 림프구 분획과 수는 FAPTB 군에서 의미 있게 감소되었다($7.4{\pm}3.0%$, $694{\pm}255/mm^3$ vs. $17.5{\pm}5.8%$, $1,377{\pm}436/mm^3$, 각각 p:0.0001, 0.002). 골수에서의 림프구 분획은 FAPTB군이 대조군 보다 적은 경향을 보였으나 통계적 의미는 관찰되지 않았다($9{\pm}4%$ vs. $12{\pm}3%$, p:0.l38). 골수의 IL-2 농도는 FAPTB군에서 의미 있게 낮게 관찰되었고($26.0{\pm}29.1$ vs. $112.2{\pm}42.4pg/mL$, p:0.001). IL-10도 FAPTB군에서 의미 있게 낮았다($3.4{\pm}4.7$ vs. $12.0{\pm}8.0pg/mL$, p:0.031. IL-7, TNF-${\alpha}$, IFN-${\gamma}$, TGF-${\beta}$ 농도는 두 군간에 의미 있는 차이를 보이지 않았다. 결 론 : 이상의 결과로 진행성 폐결핵 환자에서 말초혈액의 림프구감소증은 골수에서의 이상 소견과 연관이 있으리라고 추정되며, 이에는 IL-2와 IL-10이 관련되어 있을 것으로 생각되나, 향후 립프구감소증 기전의 연구가 더 필요하리라 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제54권1호
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• pp.71-79
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• 2003

연구배경 : 원인 미상의 미만성 폐침윤이 있는 경우, 기관지폐포세척술(bronchoalveolar lavage; BAL)이 진단에 유용하나, 심한 저산소혈증이 있는 환자에서는 수기 중 저산소혈증의 악화에 대한 우려로 BAL을 시행하지 못하거나 기관내삽관 후 시행하는 경우가 많다. 이에 저자들은 심한 저산소혈증 환자에서 BAL 시행 시 안면마스크를 통한 지속성 기도양압(continuous positive airway pressure; CPAP)을 시행하여, 이 방법의 유용성 및 안정성을 평가하기 위해서 본 연구를 시행하였다. 방법 : 2001년 1월 2000년 8월까지 삼성서울병원에 입원한 환자 중, 진단적 BAL이 필요하면서 심한 저산소혈증(안면마스크로 산소 10 L/min 공급 시 $PaO_2/F_IO_2\;ratio{\leq}200$)이 있는 환자들을 대상으로 하였다. 기존의 인공호흡기와 안면마스크를 이용하여 흡입산소분율 1.0로 CPAP $5{\sim}6cmH_2O$를 BAL 시행 10분 전부터 BAL 종료 30분 후까지 적용하였다. 기관지내시경은 T-튜브를 통해 구강으로 삽입하여 통상적인 방법으로 BAL을 시행하였다. 수기 전, 직후, 수기 후 30분, 90분과 24시간에 여러 생리학적 지표와 가스교환지표들을 측정하였다. 결과 : (1) 총 7명(남:여=4:3)의 환자를 대상으로 하였으며 연령 중앙값은 56세였다. (2) CPAP 적용 전 $PaO_2$는 $78{\pm}16mmHg$였으며 CPAP 적용 후 $269{\pm}116mmHg$으로 유의하게 증가하였으며(p=0.018) BAL시행 후와 30분 후 $PaO_2$의 유의한 감소는 관찰되지 않았다. 수기 중 $SpO_2$가 90% 미만으로 감소한 환자는 한 명도 없었다. (3) 수기 직후 $PaCO_2$의 유의한 증가, pH의 유의한 감소가 관찰되었으나 수기 후 30분만에 회복되었다. (5) 시행 중 출혈, 기흉, 감염, 혈역학적 합병증은 발생하지 않았으며, 세명의 환자(43%)에서 수기와 무관하게 기저 질환의 진행으로 기관내삽관을 필요로 하였다. 결론 : 심한 저산소혈증 환자에서 안면마스크를 이용한 CPAP을 적용하여 BAL을 시행하면, 수기 시 저산소혈증의 위험 없이 안전하게 검사를 시행할 수 있을 것으로 사료된다.