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Inhalation Configuration Detection for COVID-19 Patient Secluded Observing using Wearable IoTs Platform

  • Sulaiman Sulmi Almutairi;Rehmat Ullah;Qazi Zia Ullah;Habib Shah
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제18권6호
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    • pp.1478-1499
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    • 2024
  • Coronavirus disease (COVID-19) is an infectious disease caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) virus. COVID-19 become an active epidemic disease due to its spread around the globe. The main causes of the spread are through interaction and transmission of the droplets through coughing and sneezing. The spread can be minimized by isolating the susceptible patients. However, it necessitates remote monitoring to check the breathing issues of the patient remotely to minimize the interactions for spread minimization. Thus, in this article, we offer a wearable-IoTs-centered framework for remote monitoring and recognition of the breathing pattern and abnormal breath detection for timely providing the proper oxygen level required. We propose wearable sensors accelerometer and gyroscope-based breathing time-series data acquisition, temporal features extraction, and machine learning algorithms for pattern detection and abnormality identification. The sensors provide the data through Bluetooth and receive it at the server for further processing and recognition. We collect the six breathing patterns from the twenty subjects and each pattern is recorded for about five minutes. We match prediction accuracies of all machine learning models under study (i.e. Random forest, Gradient boosting tree, Decision tree, and K-nearest neighbor. Our results show that normal breathing and Bradypnea are the most correctly recognized breathing patterns. However, in some cases, algorithm recognizes kussmaul well also. Collectively, the classification outcomes of Random Forest and Gradient Boost Trees are better than the other two algorithms.

구강과 위내 Helicobacter pylori의 상호관련성 (Relationship between the Oral Cavity and the Stomach of Helicobacter pylori)

  • 강승우;유지원;윤창륙;안종모
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제35권2호
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    • pp.101-110
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    • 2010
  • 전 세계 인구의 약 절반정도가 H. pylori에 감염되었다고 보고되고 있고, 구강은 H. pylori 감염 및 전염경로에 있어서 두 번째 서식지로 제시되고 있다. 이에 본 연구에서는 H. pylori의 구강내 발현양상이 위의 H. pylori 감염율과 어떤 관련성이 있는가를 조사하여 H. pylori 감염에 있어서 구강의 역할을 밝히고자, 위장질환을 포함한 전신질환이 없는 100명의 하악좌측 중절치 및 제1대구치 치은 열구액, 협점막, 혀의 배면, 구개부위 및 타액에서 표본을 채취하여 Nested PCR을 시행한 후 요소호기검사 결과와 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 구강 내에서 샘플을 채취한 6개 부위 중 Nested PCR에서 한 개 이상 양성을 보이는 사람은 36명(36%)이었으며, UBT에서 양성을 나타내는 사람은 33명(33%)이었다(p>0.05). 2. 구강 내 6개 부위에서 샘플을 채취하여 Nested PCR을 시행한 결과, 하악 좌측중절치와 제1대구치 협측 치은열구액에서 각각 11명(11%)과 8명(8%)이 양성을 나타내었고, 오른쪽 협점막, 혀의 배면, 구개부위의 구강점막세포 그리고 혀 밑 타액샘플에서 각각 9명(9%), 3명(3%), 9명(9%), 7명(7%)이 양성을 나타내었다. 구강의 샘플 채취 부위에 따른 발현율의 비교에 있어서 하악 좌측 중절치 협측 치은열구액과 혀의 배면에서 채취한 샘플사이에서만 통계적 유의성이 있었다(p<0.05). 3. 분석방법에 따라 구강과 위장 내 H. pylori 감영양상을 비교한 결과, 구강과 위장에서 양성은 10명(10%), 구강에서 음성과 위장에서 양성은 23명(23%), 구강에서 양성과 위장에서 음성은 26명(26%) 그리고 구강과 위장에서 음성을 나타내는 경우는 41명(41%)이었다(p>0.05). 이상의 결과로 H. pylori는 위의 감염과 무관하게 구강내 정상세균총으로 존재할 수 있음을 추론할 수 있었다.

껌씹기가 저작근의 경도와 탄성도에 미치는 효과 (Muscle Stiffness and Elasticity of Masticatory Muscles on Gum Chewing)

  • 원태희;김미은;김기석
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제32권4호
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    • pp.421-429
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    • 2007
  • 최근 tactile sensor 를 사용하여 근육의 경도와 탄성도를 조사하는 방법이 저작근의 새로운 평가방법으로 제시되고 있다. 본 연구의 목적은 촉각센서를 이용하여 일정시간 껌씹기를 시행전, 중, 후의 저작근의 경도와 탄성도를 조사하여 향후 턱관절 장애 환자의 저작근 평가를 위한 기초자료를 확보하는 데 있다. 건강한 성인 8명을 대상으로 양측 전측두근(anterior temporalis), 하교근(inferior masseter)의 경도와 탄성도를 촉각센서 (Venustron II, Axion Co., Japan)를 이용하여 다음과 같이 측정하였다. 피검자들을 unit-chair에 바로 앉힌 상태에서 양측 교근 및 측두근 부위를 촉진을 통해 전 측두근(temporalis anterior), 하 교근(masseter inferior) 두 부위를 펜으로 표시하였다. 실험의 재현성을 위하여 투명한 종이에 ala-tragus line을 표시한 후 두 부위를 투명종이 위에 표시하였다. 편안한 상태에서 촉각센서를 사용하여 양측 하 교근 및 전 측두근의 경도와 탄성도를 측정한 후, 껌(Excellent Breath, Taiyo Co., Japan)을 양측으로 씹게 하여 1초당 2회의 속도로 씹게 하였다. 껌을 40분동안 저작하는 동안 10분, 20분, 30분, 40분에 양측 하 교근 및 전 측두근의 경도와 탄성도를 측정하였다. 그 후 껌을 뱉게 하고 하악의 안정위 상태에서 10분, 20분, 30분, 40분 후 양측하 교근 및 전 측두근의 경도와 탄성도를 각각 측정하였다. 측정치들을 반복측정 이원분산분석과 다중비교를 통하여 비교하였다. 실험결과 측두근과 교근을 비교 시 탄성도, 경도 모두 교근의 변화가 유의하게 크다. 또한 저작하면 서서히 경도는 증가하며 탄성도는 반대로 감소한다. 탄성도 및 경도는 저작 시 신속히 증가하나 저작 종료 후에는 탄성도만 신속히 회복되나 경도는 약 10분 이상의 일정시간이 지나야 회복된다. 이상의 결과들을 보아 임상적으로 좀 더 다양한 연구와 기초자료가 확보된다면, 저작근의 근육 상태를 평가하는데, 근육의 탄성도와 경도를 조사하는 tactile sensor system은 유익한 기기로서 활용될 수 있을 것이다.

호흡멈춤상태에서 K-space분할 CINE 자기공명 영상기법을 이용한 관상동맥우회로의 혈류개방성의 검사 (Assessment of Patency of Coronary Artery Bypass Grafts Using Segmented K-space Breath-hold Cine Cardiovascular Magnetic Resonance Imaging: A Clinical Feasibility Study)

  • Oh-Choon Kwon;Sub Lee;Jong-Ki Kim
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제7권1호
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    • pp.22-30
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    • 2003
  • 목적 : 본 연구에서는 호흡멈춤 K-space 분할 2D-FASTCARD 자기공명영상 기법에 의한 관상동맥우회로내의 혈류개방성 검사의 임상 적 유용성을 조사하였다. 대상 및 방법: 관상동맥우회로 시술을 한 38명의 환자에서 내유동맥의 수는 36개이었고 대복제정맥편은 56개였다. 2차원 FASTCARD 기법을 이용하여 sagittal과 transverse평면에서 13-18초 동안 호흡을 멈추고 영상을 심장박동주기에 맞추어 획득하였다. 신호크기-영상의 hard copy를 이용하여 관상동맥우회로가 예상되는 지점에서 혈류에 의한 작은 원형부분이 밝게 보이면 해당 graft가 개방되었다고 판독하였다. 결과: 시술 환자의 다양한 관상동맥우회술의 양상에 따라 분류하여 Sagittal평면과 transverse 평면에서 내유동맥편과 대복제정맥편의 개방성을 검사하였다 좌회선지관상동맥의 분지로 연결되는 대복제정맥편은 Sagittal평면에서, 좌전하행지 관상동맥 혹은 그의 분지나 우관상동맥으로 연결되는 내유동맥편 혹은 대복제정맥편은 transverse평면에서 최대 감도의 개방성 영상을 보였다. 전체 38명의 환자 중에 23명의 영상획득 가능환자에서 45개의 관상동맥우회로가 보였으며 9개가 보이지 않았다. 증상이 있던 두 명의 환자중 2개의 관상 동맥우회로가 보이지 않았다. 결론: 호흡멈춤 K-space 분할 2D-FASTCARD 자기공명영상 기법으로 관상동맥우회로의 혈류 개방성의 비침습적 평가가 가능하다. 그러나 이 방법으로 보이지 않는 관상동맥 우회로는 조영제를 사용한 자기공명 혈관조영술이나 일반 혈관조영술등의 방법으로 그 진위를 재검사하여 확진하는 것이 필요하다.

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맞춤형 영양교육이 철결핍성 빈혈환자의 임상 지표 및 영양섭취 상태에 미치는 효과 (Effects of Custom Nutrition Education on Dietary Intakes and Clinical Parameters in Patients Diagnosed with Iron Deficiency Anemia)

  • 김혜진;목희정;홍정임;남궁신아
    • 대한영양사협회학술지
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    • 제18권1호
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    • pp.72-80
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    • 2012
  • This study examined the effects of custom nutrition education on dietary intakes and clinical parameters in patients diagnosed with iron deficiency anemia. A total of 34 patients visited the anemia clinic of Yeouido St. Mary's Hospital. Among these, only 16 patients were available for follow-ups. A follow-up was conducted by a clinical dietitian 2 months from the first nutrition education session. Patients were all women. For custom nutrition education, we investigated anthropometric data, dietary assessment (24 hr-recall, FFQ), and self-recognized anemic symptoms. Weight did not show a significant difference but hemoglobin, hematocrit (P<0.01), serum iron, and serum ferritin (P<0.05) were significantly increased after the nutrition education. Serum total iron binding capacity was significantly decreased (P<0.01). Self-recognized symptoms such as dizziness, fatigue (P<0.001), shortness of breath, headache (P<0.01), brittle nails, and sore tongue (P<0.05) were significantly improved. Daily intakes of protein (P<0.05), total iron (P<0.01), and animal iron (P<0.001) were significantly increased. A significantly negative correlation was observed between current serum iron and the intake of carbohydrates, fat, or phosphorus (P<0.05). But current serum ferritin showed a significantly positive correlation with the frequency of intake of meat, poultry, and fish. It could be concluded that the custom nutrition education might be effective on quality of diet as well as iron status and it might also improve the clinical parameters in patients diagnosed with the iron deficiency anemia.

개 대망의 악성 중피종 (Malignant mesothelioma of omentum in a dog)

  • 박자실;민창우;김아영;이은미;이은주;강경구;김상협;이명미;성수은;황미열;권영삼;김태환;김재훈;정규식
    • 한국동물위생학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.199-203
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    • 2015
  • An 8-year old intact female poodle was presented to clinics due to abdominal distension, anorexia, and labored breath associated with pleural effusion. Intra-operative findings revealed multiple neoplasm of the greater omentum, involving anterolateral abdominal wall, sterna surface in the pleural cavity and diaphragm. These masses were 0.1~0.5 cm in diameter and extended to ovaries, pancreas, and serosal surface of stomach. Microscopically, most neoplastic cells had oval nuclei with prominent nucleoli and abundant eosinophilic cytoplasm. In deeper area, neoplastic acinus or glandular structures showed invaginated growth resembling adenocarcinoma. High mitotic figures were observed. By immunohistochemistry, the neoplastic cells were strong positive both cytokeratin and vimentin. The present case described for malignant mesothelioma in a dog. Our findings might be helpful for diagnosis and information and helped the clinics choose the treatment including chemotherapy such as cisplatin.

FTTH 구축을 위한 18채널 광 RF Overlay 방식의 기가비트 CWDM-PON 시스템 연구 (A study on FTTH network construction using optical RF overlaid 18 channels Gigabit CWDM-PON system)

  • 최영복;김보겸;박태동;강동성;이봉완;고연완
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권5호
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    • pp.77-83
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    • 2006
  • 본 논문에서는 CWDM-PON 기술을 이용하여 일반주택 및 아파트 또는 특정지역 내의 FTTH(Fiber to the Home)에 적합하도록 시스템을 설계, 제작, 특성시험 결과에 대한것이다. 이 시스템은 하나의 광섬유에 384 가입자가 100Mbps의 속도로 인터넷 서비스와 Overlay 방식을 적용하여 CATV를 동시에 수용 받을 수 있다. 가입자의 주거 환경에 따라 유선인 경우 UTP 또는 광섬유로 구축할 수 있으며 무선인 경우에 Wireless LAN을 이용하여 무선 인터넷 서비스도 가능 하도록 하였다. 또한, 미래의 상황에 대비하여 VoIP 서비스를 위한 유무선 솔루션을 구현하였다. 국사와 가입자간의 거리가 20Km이며, 가입자의 데이터 양은 최대 100Mbps, 최소 보장 50Mbps이고 방송과 통신을 하나의 광섬유에 실어 보낸다는 목표로 시스템을 제작하였다. 따라서 광송수신기 모듈, Mux/Demux 등의 구간별 광학적 특성을 조사하였으며 외부환경에 변화에 따른 전송 품질을 측정하였다.

빈혈 자각증상이 있는 여대생에서 영양상담이 식사의 질, 철분 영양상태 및 혈액학적 지표에 미치는 영향 (Effects of Nutrition Counseling on Quality of Diet, Iron Status and Hematic Parameters in College Women Who Have Self-Recognized Anemic Symptoms)

  • 정숙현;박진희;이혜옥;조여원
    • 대한지역사회영양학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.68-79
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    • 2007
  • Iron deficiency is the most common nutritional problem that affects people of all ages in both industrialized and developing countries. Especially, college women are the target population for dietary iron deficiency. Recent study showed that the nutritional status of college women was poor because of insufficient food consumption and repeatabled weight reduction. The purpose of this study was to investigate the effects of nutrition counseling on the diet quality, nutritional status of iron and hematic parameters in college women who have self-recognized anemic symptoms. Anthropometric and dietary assessments as well as blood analysis, were carried out before and after the 8 weeks of nutrition counseling. During the experimental period, the 31 subjects were given nutrition education by a clinical dietitian. Nutrition counseling consisted of pathology of anemia, nutrition information for iron deficient anemia, diet information of balanced meals and menu choices for eating out. As a result, the frequencies of consumption of legumen and vegetables significantly increased after nutrition counseling(p<0.05). Daily intakes of protein, especially animal protein, vitamin E, niacin, heme iron, and zinc significantly increased(p<0.05). After nutrition counseling, some self-reported clinical symptoms such as 'dizziness', 'fatigue', 'short of breath', 'headache', 'sleeplessness', and 'beating heart' were significantly improved. Serum levels of transferrin(p<0.01) and total iron binding capacity levels(p<0.05) significantly increased. It could be concluded that the 8 weeks of nutrition counseling might be effective on quality of diet as well as iron status and it might also improve the some hematic parameters in college women who have self-recognized anemic symptoms.

호흡 감지를 위한 복부 부착형 전도성 고무소자의 계측특성 (Characteristics of conductive rubber belt on the abdomen to monitor respiration)

  • 김경아;김성식;조동욱;이승직;이태수;차은종
    • 센서학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.24-32
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    • 2007
  • Conductive rubber material was molded in a belt shape to measure respiration. Its resistivity was approximately $0.03{\;}{\Omega}m$ and the resistance-displacement relationship showed a negative exponent. The temperature coefficient was approximately $0.006{\;}k{\Omega}/^{\circ}C$ negligible when practically applied on the abdomen. The conductive rubber belt was applied on a normal male's abdomen with the dimensional change measured during resting breathing. The abdominal signal was differentiated ($F_{m}$) and compared with the accurate standard air flow rate signal ($F_{s}$) obtained by pneumotachometry. $F_{m}$ and $F_{s}$ differed in waveform, but the start and end timings of each breaths were clearly synchronized, demonstrating that the respiratory frequency could be accurately estimated before further processing of $F_{m}$. $F_{m}-F_{s}$ loop showed a nonlinear hysteresis within each breath period, thus 6 piecewise linear approximation was performed, leading to a mean relative error of 14 %. This error level was relatively large for clinical application, though customized calibration seemed feasible for monitoring general variation of ventilation. The present technique would be of convenient and practical application as a new wearable respiratory transducer.

IGRT를 위한 비침습적인 호흡에 의한 장기 움직임 실시간 추적시스템 (A Non-invasive Real-time Respiratory Organ Motion Tracking System for Image Guided Radio-Therapy)

  • 김윤종;윤의중
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.676-683
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    • 2007
  • A non-invasive respiratory gated radiotherapy system like those based on external anatomic motion gives better comfortableness to patients than invasive system on treatment. However, higher correlation between the external and internal anatomic motion is required to increase the effectiveness of non-invasive respiratory gated radiotherapy. Both of invasive and non-invasive methods need to track the internal anatomy with the higher precision and rapid response. Especially, the non-invasive method has more difficulty to track the target position successively because of using only image processing. So we developed the system to track the motion for a non-invasive respiratory gated system to accurately find the dynamic position of internal structures such as the diaphragm and tumor. The respiratory organ motion tracking apparatus consists of an image capture board, a fluoroscopy system and a processing computer. After the image board grabs the motion of internal anatomy through the fluoroscopy system, the computer acquires the organ motion tracking data by image processing without any additional physical markers. The patients breathe freely without any forced breath control and coaching, when this experiment was performed. The developed pattern-recognition software could extract the target motion signal in real-time from the acquired fluoroscopic images. The range of mean deviations between the real and acquired target positions was measured for some sample structures in an anatomical model phantom. The mean and max deviation between the real and acquired positions were less than 1mm and 2mm respectively with the standardized movement using a moving stage and an anatomical model phantom. Under the real human body, the mean and maximum distance of the peak to trough was measured 23.5mm and 55.1mm respectively for 13 patients' diaphragm motion. The acquired respiration profile showed that human expiration period was longer than the inspiration period. The above results could be applied to respiratory-gated radiotherapy.