• 인터넷정보학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.23-31
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• 2020

본 연구는 철도표면상에 발생하는 노후 현상 중 하나인 결함 검출을 위해 학습데이터를 생성함으로써 결함 검출 모델에서 더 높은 점수를 얻기 위해 진행되었다. 철도표면에서 결함은 선로결속장치 및 선로와 차량의 마찰 등 다양한 원인에 의해 발생하고 선로 파손 등의 사고를 유발할 수 있기 때문에 결함에 대한 철도 유지관리가 필요 하다. 그래서 철도 유지관리의 자동화 및 비용절감을 위해 철도 표면 영상에 영상처리 또는 기계학습을 활용한 결함 검출 및 검사에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 영상 처리 분석기법 및 기계학습 기술의 성능은 데이터의 수량과 품질에 의존한다. 그렇기 때문에 일부 연구는 일반적이고 다양한 철도표면영상의 데이터베이스를 확보하기위해 등간격으로 선로표면을 촬영하는 장치 또는 탑재된 차량이 필요로 하였다. 본연구는 이러한 기계적인 영상획득 장치의 운용비용을 감소시키고 보완하기 위해 대표적인 영상생성관련 딥러닝 모델인 생성적 적대적 네트워크의 기본 구성에서 여러 관련연구에서 제시된 방법을 응용, 결함이 있는 철도 표면 재생성모델을 구성하여, 전용 데이터베이스가 구축되지 않은 철도 표면 영상에 대해서도 결함 검출을 진행할 수 있도록 하였다. 구성한 모델은 상이한 철도 표면 텍스처들을 반영한 철도 표면 생성을 학습하고 여러 임의의 결함의 위치에 대한 Ground-Truth들을 만족하는 다양한 결함을 재 생성하도록 설계하였다. 재생성된 철도 표면의 영상들을 결함 검출 딥러닝 모델에 학습데이터로 사용한다. 재생성모델의 유효성을 검증하기 위해 철도표면데이터를 3가지의 하위집합으로 군집화 하여 하나의 집합세트를 원본 영상으로 정의하고, 다른 두개의 나머지 하위집합들의 몇가지의 선로표면영상을 텍스처 영상으로 사용하여 새로운 철도 표면 영상을 생성한다. 그리고 결함 검출 모델에서 학습데이터로 생성된 새로운 철도 표면 영상을 사용하였을 때와, 생성된 철도 표면 영상이 없는 원본 영상을 사용하였을 때를 나누어 검증한다. 앞서 분류했던 하위집합들 중에서 원본영상으로 사용된 집합세트를 제외한 두 개의 하위집합들은 각각의 환경에서 학습된 결함 검출 모델에서 검증하여 출력인 픽셀단위 분류지도 영상을 얻는다. 이 픽셀단위 분류지도영상들과 실제 결함의 위치에 대한 원본결함 지도(Ground-Truth)들의 IoU(Intersection over Union) 및 F1-score로 평가하여 성능을 계산하였다. 결과적으로 두개의 하위집합의 텍스처 영상을 이용한 재생성된 학습데이터를 학습한 결함 검출모델의 점수는 원본 영상만을 학습하였을 때의 점수보다 약 IoU 및 F1-score가 10~15% 증가하였다. 이는 전용 학습 데이터가 구축되지 않은 철도표면 영상에 대해서도 기존 데이터를 이용하여 결함 검출이 상당히 가능함을 증명하는 것이다.

• 한국어병학회지
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• 제33권2호
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• pp.111-118
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• 2020

우리나라 내수면 양식 어류로부터 Edwardsiella 속 세균 7개 균주를 분리하여 이들의 생화학적 특성 및 유전학적 특성을 조사하였다. 그 결과, 기존의 어류 병원성 세균으로 알려진 E. tarda 와 E. ictaluri 뿐 아니라, 최근 새로운 종으로 보고된 E. anguillarum과 E. piscicida를 성공적으로 분리 및 동정하여 우리나라 내수면 양식 어류에서 Edwardsiella 속의 다양한 종이 분리되는 것을 확인하였다. 뱀장어류에서 분리된 4개 균주는 E. anguillarum, E. piscicida 및 E. tarda로, 메기와 동자개로부터 분리된 2개 균주는 E. ictaluri로, 버들치로부터 분리된 1개 균주는 E. piscicida로 동정되었다. 또한, 이들의 생화학적 특성의 조사 결과, 이들은 대부분 E. anguillarum, E. ictaluri, E. piscicida 및 E. tarda의 각 종에 해당하는 전형적인 생화학적 특성을 나타내었으며, 유전자를 이용한 분자계통발생학적 분석 결과와도 일치하였다. 특히, 16S rRNA 및 gyrB 유전자를 이용하여 Edwardsiella 속 종의 명확한 분류가 가능함을 확인함으로써, Edwardsiella 속 세균의 분류학적 동정을 위한 마커로써의 가능성을 제시하였다. 본 연구의 결과, 우리나라 내수면 양식 어류로부터 다양한 Edwardsiella 속 종들이 분리되는 것을 확인하였으며, 이들 종들에 대한 체계적인 모니터링 및 숙주에 따른 병원성의 차이에 관한 연구가 필요함을 제안한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.86-92
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• 2022

최근 COVID-19 팬데믹 등 다양한 이유로 인해 바이오 헬스케어 시장이 전세계적으로 활성화되고 있다. 그 중, 생체정보 측정 및 분석 기술은 앞으로의 기술적 혁신성과 사회경제적 파급효과를 불러일으킬 것으로 예측된다. 기존의 시스템은 생체 신호를 받아 신호 처리를 하는 과정에서 신호 송×수신부, 운영체제, 센서, 그리고 인터페이스를 구동하기 위한 대용량 배터리를 필수적으로 요구한다. 하지만, 배터리 용량의 한계가 인해 시×공간적인 기기 사용의 제한을 야기하며, 이는 사용자의 헬스케어 모니터링에 필요한 데이터의 단절에 대한 원인으로 작용할 수 있으므로 헬스케어 디바이스의 큰 걸림돌 중의 하나이다. 본 연구에서는 생체정보 측정 장치에 접촉대전 효과(Triboelectric effects)와 전자기유도 효과(Electro-magnetic effects)를 융합하여, 외부 전원을 요구하지 않는 독립 구동이 가능한 시스템을 구성하여 시×공간적으로 사용 제한이 없는 소형 생체정보 측정 모듈을 설계 및 검증했다. 특히, 다양한 헬스케어 모니터링 중 족압 계측을 통해 사용자의 보행 습관 등을 파악할 수 있는 무선 족압 계측 모니터링 시스템을 검증했다. 보행 시 발생하는 접촉×분리 움직임에서 접촉대전 효과를 이용한 효과적인 압력 센서와 압력에 따른 전기적 출력신호를 통해 족압 센서를 만들고, 축전기를 이용한 신호처리 회로를 통해 이의 동적 거동을 계측할 수 있다. 또한, 출력된 전기신호의 무선 송×수신용 전원으로 사용하기 위해 전자기 유도 효과를 이용하여 보행 시 생기는 생체역학적 에너지를 전기에너지로 수확했다. 따라서, 이번 연구는 사용자가 제한적인 배터리 용량 때문에 생기는 충전에 대한 불편함을 줄일 수 있고, 뿐만 아니라 데이터 단절에 대한 문제점을 극복할 수 있는 방법으로서 큰 잠재력을 보여줌을 시사한다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제55권1호
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• pp.111-132
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• 2022

2014년 불거진 숭례문 부실수리 논란에 대응하고자 문화재청은 2016년 문화재수리 종합심사낙찰제·종합평가낙찰제를 전격 도입하였다. 동 제도의 도입취지는 문화재수리업체에게 적정한 문화재수리비용을 제공하고 보다 나은 문화재수리 품질을 확보하고자 한 것이다. 이렇게 2016년부터 도입된 종합심사낙찰제·종합평가낙찰제는 운영된 지 벌써 5년이 넘어가고 있어 동 낙찰제도의 운영결과를 중간 점검하고 새로운 입찰제도의 도입취지인 수리이행능력이 높은 업체에게 적정한 대가를 보장한다는 목표가 현재 달성되고 있는지 확인할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 2016년부터 2020년까지 문화재수리 종합심사낙찰제·종합평가낙찰제로 입찰된 총 114개의 입찰사례를 위주로 통계적접근 등을 통해 분석하고자 하였다. 조사분석 기간 중 발주된 114건의 분석결과, 첫 번째로 수리이행능력이 높은 문화재수리업체 선정 여부에 대해서는 낙찰자의 과반수가 문화재수리능력평가액 순위 중 상위 20%에 위치해 있어 '수리이행능력이 좋은 문화재수리업체 선정'이라는 목표를 전반적으로 달성하였다고 판단된다. 두 번째로 적정한 대가가 보장되었는지에 대해 문화재수리 종합심사낙찰제·종합평가낙찰제의 도입취지와는 달리 2017년 86.847%에서 2020년 85.488%로 매년 낙찰률이 저하되고 있고, 문화재수리 종심제·종평제 대상의 94.7%가 속하는 50억원 미만의 문화재수리의 경우에는 예상되는 시설공사 적격심사 낙찰하한율 보다도 낙찰률이 낮아 이를 개선할 필요가 있을 것으로 판단된다. 세 번째로, 2019년 개정된 문화재수리 종합심사낙찰제·종합평가낙찰제 경제성평가 배점구조의 변화로 경제성 평가의 영향력 즉, 변별력이 더 강해졌음을 알 수 있다. 문화재수리 종합심사낙찰제·종합평가낙찰제 시행 이후 낙찰률 하락의 원인을 분석한 결과, 첫 번째로 투찰률이 매년 하락하는 추세인 '1등 초과 그룹'과 '1등 그룹'이 전체 투찰자 수의 과반 이상이기 때문이며, 둘째로 낙찰률을 상향시켜 주는 역할을 하는 '1등 초과 그룹' 내에서도 높은 투찰가격을 써낸 투찰자를 '1등 미만 그룹'의 균형가격 배제범위보다 상대적으로 많이 배제시키기 때문인 것으로 보인다 결론적으로 상위 투찰가격의 과도한 배제를 지양해야 하고, 시설공사 적격심사제도의 낙찰하한율과 같이 낙찰률 저하를 막아줄 장치가 필요하다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권6호
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• pp.770-788
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• 2021

본 연구는 중학생들이 온실 효과와 지구 온난화를 이해하고, 이를 지구 복사 평형 관점에서 설명할 수 있는지 심층적으로 살펴보고자 하였다. 이를 위해 '대기권과 날씨' 대단원 수업을 완료한 중학교 3학년 118명의 학생을 대상으로, 복사 평형, 온실 효과, 지구 온난화에 대한 선택형 및 서답형으로 구성된 학생 이해 온라인 평가를 2021년 7월 13일부터 7월 24일까지 실시하였다. 최종적으로 97명의 학생 응답을 수집하여 분석한 결과, 과반수(61.9%)가 넘는 학생들이 복사 평형의 의미를 옳게 기술하였으나 제시된 자료와 무관하게 사전 지식이나 구체적 사례를 들어 설명하는 경우가 많았다. 대부분의 학생들(92.8%)은 대기가 있는 지구에서 온실 효과가 나타나는 것을 알고 있었지만, 온실 효과를 복사 평형이 깨진 상태로 생각하는 경향이 높았으며(32.0%), 달과 지구 모두 복사 평형이 일어난다고 응답한 학생(47.4%)은 절반에 미치지 못했다. 온실 효과의 원인으로 대기의 재복사를 찾아낸 학생은 다수(69.1%)였으나, 지구로 입사한 태양 복사량보다 방출한 지표 복사량이 더 크다고 응답한 학생은 소수(39.2%)에 불과하였다. 또한 절반 정도의 학생들(49.5%)이 온실 기체의 증가와 대기 흡수, 이로 인한 지표로의 재복사의 관계를 잘 이해하고 있었다. 그러나 온실 기체가 증가할 때, 지표 방출에 대해서는 증가(14.4%), 일정(9.3%), 감소(7.2%), 무응답(18.6%)으로 의견이 매우 다양하게 나타났다. 복사 평형, 온실 효과, 지구 온난화는 지구계의 균형과 상호작용이라는 빅 아이디어로 연결된 커다란 하나의 의미망이므로 학생들이 지구 온난화로 인한 기후 변화를 이해하고 적용하고 해석하는 개념 체계가 될 수 있다. 따라서 현재 인류에 닥친 기후 변화 위기와 관련해 학생들이 정확한 이해에 근거하여 과학적으로 사고하고 과학적 개념을 정립할 수 있도록, 정교한 프로그램 개발과 수업 경험을 제공하고 그 효과를 점검하는 후속 연구가 진행 되어야 할 것이다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제36권6호
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• pp.510-519
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• 2021

달래의 전처리 방법을 통해 미생물 저감과 품질 유지 효과를 알아보기 위해 물리적인 처리로는 손 세척 1분, 버블 세척, Ultrasonication 처리를 50℃와 60℃의 온도에서 각각 1분, 3분, 5분 동안 세척하였고, 화학적 처리에서는 유기산인 푸마르산과 아세트산 용액 1.5%와 2% 농도에서 각각 1분, 3분, 5분 동안 침지 처리하였다. 미생물과 품질 분석 결과 물리적 처리에서는 버블 세척 3분이 곰팡이 저감에 효과적이었으나 일반세균 저감 효과는 적었고, Ultrasonication 60℃, 5분 처리에서 미생물 저감 효과가 가장 높았으나 색도의 a값이 증가하는 경향을 보여 녹색이 약해졌다. 화학적 처리에서는 acetic acid에 비해서 fumaric acid에서 일반세균과 곰팡이의 저감 효과가 높았으며, fumaric acid 1.5% 용액에서 3분 처리의 저감효과가 가장 높았다. 달래의 미생물 저감 효과가 좋은 버블세척 3분(B3), fumaric acid 1.5%, 3분 처리(F153), 두 가지 방법을 조합한 병합(BF) 처리를 실시하고 9일 동안 4℃에서 저장하며 품질 특성을 비교해 본 결과, 일반세균보다는 곰팡이 저감에 더 효과적이었으며, 일반세균은 BF가 곰팡이는 F153에서 미생물 감소 효과가 있었다. 색변화에 있어 BF 처리의 𝚫E값이 가장 낮았으며, 유기산 처리에서 색변화를 보여 F153에서 녹색이 약해졌다. 최대응집력 변화 알뿌리 보다는 녹색 줄기에서 현격히 나타났는데 저장 9일 차에 F153처리에서 녹색 줄기의 경도가 가장 높게 유지되었고(P<0.05), 알뿌리 부분은 물리적 방법인 버블 세척 시 6일차부터 다른 처리에 비해 낮아졌다(P<0.05). 달래의 미생물 저감과 품질의 유지를 고려할 때 전처리 방법으로는 fumaric acid 1.5%용액으로 3분 처리 시 미생물 저감 효과와 색·최대응집력의 특성 유지가 우수하였고, 3일 이내의 유통기간이라면 병합 처리도 효과적인 방법으로 적용할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.182-193
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• 2022

연구목적: 바이오디젤의 위험성을 ASTM 시험규격에 의해 특정한 온도에서 열잔분측정과 발화점 및 폭발한계 측정을 통해 측정 평가함으로써 화학화재의 원인물질의 위험성을 확인하고, 보편적인 평가방법 도출 그리고 그에 따른 물질의 위험성 관련 데이터를 확보함으로써 화재원인 감식과 감정에 활용할 수 있을 것이고, 다른 화학물질에 위험성평가에 적용할 수 있을 것이다. 연구방법: 바이오디젤의 위험성을 측정하기 위해서 특정한 온도에서 얼마나 많은 가연성 액체를 발생하는가를 측정하는 가열잔분 측정법을 사용해서 측정해 보았다. 가열은 KS M 5000 : 2009 시험방법 4111을 적용해서 실험을 해보았다. 또한 발화점 측정은 ASTM E659-782005서 규정하는 방법으로, 에너지 공급방식은 정온법을 이용하여 측정하였다. 아울러 폭발한계 측정은 ASTM E 681-04 「Standard test method for concentration limits of flammability of chemicals(Vapors and gases)」 시험규격에 의해 실험을 진행하였다. 연구결과: 가열잔분법으로 가연성액체량의 확인결과 105±2℃에서 3시간 방치했을 때의 일반디젤의 가열잔분은 약 30%정도(휘발분 70%), 바이오디젤의 경우 약 4%정도로 측정되었다. 또한 가열온도 150±2℃, 3시간과 200±2℃ 1시간의 가열잔분의 값은 유사한 결과를 얻었고, 200℃이상에서는 흰색연기를 발생시켰다. 아울러 일반디젤, 20%의 바이오디젤 함유된 일반디젤, 그리고 100% 바이오디젤의 폭발(연소)한계를 실험적으로 확인해 본 결과 유사한 값을 얻었다. 따라서 인화위험성이 폭발위험성에 영향을 크게 미치지 못하는 경향을 확인하였다. 결론: 본 연구에서의 결과는 기존의 위험물안전관리법에서의 위험물 판정 기준에 대한 세부 내용의 실효성 및 신뢰성 그리고 재현성 확보를 목적으로 인화성 혼합물에 대한 실험적 연구를 통해서 혼합물에 대한 위험성 판단 기준을 제시하였고, 향후 소방현장에서 단속되는 인화성 액체 대한 판정 기준에 대한 참고적인 자료를 제공할 수 있을 것이다. 또한 본 연구로 시험방법별 실험에 대한 노하우를 축적한다면 위험물의 위험성 평가 연구에 있어 기초 자료이자 위험물 판정 관한 연구의 기반으로 활용될 수 있기를 기대한다.

• 청정기술
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• 제28권1호
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• pp.38-45
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• 2022

HCl에 의한 원소수은 산화활성을 크게 억제하는 것으로 잘 알려진 NH₃가 존재하는 SCR조건에서도 CuCl₂가 담지된 V₂O₅-WO₃/TiO₂ 촉매는 원소수은의 산화에 우수한 활성을 나타내었다. 더구나, HCl과 함께 SO₂가 반응가스에 존재할 경우에 촉매표면에 담지된 CuCl₂가 CuSO₄로 변환되는데도 불구하고 뛰어난 원소수은 산화활성이 유지되는 것이 확인되었다. 이는 HCl 뿐만 아니라 촉매 표면에 생성된 SO₄ 성분이 원소수은의 산화를 촉진시키기 때문으로 판단된다. 그러나 SO₂ 존재 하에서는 촉매반응 전후의 전체 수은 수지가 맞지 않는 현상이 나타나는데 특히 SO₂ 농도가 높을수록 심하게 나타났다. 이의 원인 파악을 위해서는 수은 종 분석 방법으로 적용된 SnCl₂ 수용액에서 SO₂의 영향과 촉매표면에 생성되는 황산이온이 원소수은 산화에 미치는 영향에 대한 추가적인 연구가 필요하다. SO₂는 NO_x 제거 활성도 촉진시키는 것으로 확인되는데 이는 SO₂에 의해 촉매 표면에 생성된 SO₄에 의한 산점 증가가 NH₃ 흡착을 용이하게 하기 때문으로 판단된다. 다양한 반응조건에서 촉매 성분의 조성과 구조 변화는 XRD와 XRF로 측정하였으며 이들 측정 결과는 SO₂가 본 촉매시스템에서 원소수은의 산화 활성과 NOx 제거 활성을 증진시키는 현상을 합리적으로 설명하는 근거로 제시되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_2호
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• pp.1723-1735
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• 2022

산사태는 가장 널리 퍼진 자연재해 중 하나로 인명 및 재산피해 뿐만 아니라 범 국가적 차원의 피해를 유발할 수 있기 때문에 효과적인 예측 및 예방이 필수적이다. 높은 정확도를 갖는 산사태 취약성도를 제작하려는 연구는 꾸준히 진행되고 있으며 다양한 모델이 산사태 취약성 분석에 적용되어 왔다. 빈도비 모델, logistic regression 모델, ensembles 모델, 인공신경망 등의 모델과 같이 픽셀기반 머신러닝 모델들이 주로 적용되어 왔고 최근 연구에서는 커널기반의 합성곱신경망 기법이 효과적이라는 사실과 함께 입력자료의 공간적 특성이 산사태 취약성 매핑의 정확도에 중요한 영향을 미친다는 사실이 알려졌다. 이러한 이유로 본 연구에서는 픽셀기반 deep neural network (DNN) 모델과 패치기반 convolutional neural network (CNN) 모델을 이용하여 산사태 취약성을 분석하는 것을 목적으로 한다. 연구지역은 산사태 발생 빈도가 높고 피해가 큰 인제, 강릉, 평창을 포함한 강원도 지역으로 설정하였고, 산사태 관련인자로는 경사도, 곡률, 하천강도지수, 지형습윤지수, 지형위치 지수, 임상경급, 임상영급, 암상, 토지이용, 유효토심, 토양모재, 선구조 밀도, 단층 밀도, 정규식생지수, 정규수분지수의 15개 데이터를 이용하였다. 데이터 전처리 과정을 통해 산사태관련인자를 공간데이터베이스로 구축하였으며 DNN, CNN 모델을 이용하여 산사태 취약성도를 작성하였다. 정량적인 지표를 통해 모델과 산사태 취약성도에 대한 검증을 진행하였으며 검증결과 패치기반의 CNN 모델에서 픽셀기반의 DNN 모델에 비해 3.4% 향상된 성능을 보였다. 본 연구의 결과는 산사태를 예측하는데 사용될 수 있고 토지 이용 정책 및 산사태 관리에 관한 정책 수립에 있어 기초자료 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한정형외과학회지
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• 제56권6호
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• pp.498-503
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• 2021

목적: 컴퓨터 단층 촬영 영상을 이용하여 한국인에서 상완골 근위부 골절 치료에 적용되는 직선형 전향적 상완골 골수 내 금속정의 이상적 삽입점 위치를 알아보고 해부학적 적합성을 분석하고자 한다. 대상 및 방법: 2014년 5월부터 2016년 10월까지 견관절 외상으로 컴퓨터 단층 촬영을 시행한 환자 중 건측 견관절을 동시에 촬영한 한국인 74예를 대상으로 하였으며, 평균 나이는 64.5세(범위, 22-95세)였다. 영상의학적 평가는 건측 근위 상완골의 컴퓨터 단층 촬영 영상을 이용하여 다면 재구성(multiplanar reconstruction) 기법을 이용하였다. 직선형 골수정의 이상적 삽입점은 상완골 골수강 내 중심축과 상완골두가 만나는 점으로 선정하였으며 삽입점과 국소 해부학적 위치와의 거리를 측정하였다. 삽입점에서 극상건 부착부의 가장 내측까지의 관상면상 거리를 임계거리(critical distance)로 정의하고 이를 이용하여 삽입점과 회전근개 부착부와의 근접성을 평가하였다. 회전근개의 손상을 피하고 충분한 고정력을 얻기 위한 임계거리는 Euler 등이 제시한 대로 8mm 이상 확보 되어야 하며, 8 mm 미만인 경우를 위험형(critical type)으로 정의하였다. 임계거리와 성별, 나이, 키, 몸무게, 신체용적지수(body mass index)와의 통계적 유의성을 확인하였다. 결과: 이 연구에서 이상적인 삽입점의 위치는 이두구 외측연에서 시상면상 거리인 전후 거리는 평균 11.5 mm (범위, 4.0-16.6), 대결절의 가장 외측연에서 관상면상 거리인 내외 거리는 평균 20.5 mm (범위, 16.3-27.4)였다. 이상적 삽입점에서 극상건 부착부의 가장 내측까지의 관상면상 거리인 임계거리는 평균 8.0 mm (범위, 4.1-16.6)이며, 임계거리가 8 mm 미만인 위험형(critical type)ㅏ이은 74예 중 41예(55.4%)였다. 결론: 한국인에서 직선형 전향적 상완골 골수 내 금속정의 사용시, 상완 이두구의 외측연에서 후방으로 11.5 mm, 대결절 외측연에서 내측으로 20.5 mm 지점이 평균적인 이상적 삽입점의 위치였다. 하지만 55.4%의 경우에서 이상적 삽입점의 위치로 삽입할 경우 회전근개의 손상을 줄 수 있는 위험형(critical type)이였으므로, 술 전 치료방법의 선택 과정에서 환자 개개인의 해부학적 특성을 충분히 고려하여야 한다.