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레이저 스캐너를 이용한 벼 군락 초장 추정 (Estimation of Rice Canopy Height Using Terrestrial Laser Scanner)

  • 권동원;상완규;장성율;임우진;박혁진;이지현;조정일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.387-397
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    • 2023
  • 식물의 초장은 작물의 생육상태를 가시적으로 파악 할 수 있는 생육지표로 수량과 상관성이 높아 작물 육종이나 재배 연구에 널리 사용된다. 초장과 같은 작물의 생육특성 조사는 전통적으로 자를 이용하여 사람이 직접 조사하였으나 최근 센싱, 영상 기술이 발전하면서 작물의 생육을 효율적으로 조사하기 위해 생육계측 기술을 디지털 전환하려는 연구가 시도되고 있다. 본 연구에서는 넓은 범위에 걸쳐 정밀한 측정이 가능한 레이저 스캐너를 사용하여 다양한 질소 시비 수준에서 재배된 벼 군락의 높이를 측정하고 실측 초장과 비교 분석을 수행하였다. 군락의 높이는 레이저 스캐너로 수집된 포인트 클라우드의 상위 1% 점의 높이를 계산하여 측정하였다. 상위 1% 점의 높이를 이용하여 추정한 초장이 실측 초장과 가장 높은 결정계수를 보였고(R2 = 0.93, RMSE = 2.73), 선형회귀식을 도출하 여 이를 근거로 레이저 스캐너로 측정된 군락의 높이를 실측 초장으로 변환하였다. 질소 시비 조건 및 생육 시기별로 수집된 실측 초장과 추정 값(레이저 스캐너로 측정된 군락 높이 기반으로 계산된 초장)을 종합하여 벼의 생육그래프를 도출한 결과, 레이저 스캐너 기반 초장 측정 기술이 벼의 초장과 생육을 평가하는데 충분히 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다. 향후, 레이저 스캐너에서 도출된 3차원 영상은 작물 군락의 생육량 추정, 작물 초형 분석 등에 적용 가능할 것으로 판단되며, 기존 작물 생육조사 방식의 디지털 전환을 위한 기술로 활용될 수 있을 것이다.

SCS-CN 산정을 위한 수치세부정밀토양도 활용과 괴산군 소수면 소유역의 물 유출량 평가 (Estimation of SCS Runoff Curve Number and Hydrograph by Using Highly Detailed Soil Map(1:5,000) in a Small Watershed, Sosu-myeon, Goesan-gun)

  • 홍석영;정강호;최철웅;장민원;김이현;손연규;하상건
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.363-373
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    • 2010
  • 수문 수자원 분야에서의 활용도를 제고하기 위하여 HSG 1995와 HSG 2006 두가지 분류법에 의한 우리나라 수문학적 토양유형의 분포에 대한 정보를 제공하고 이를 각각 충북 괴산군 소수면의 소유역의 수치세부정밀토양도 (1:5,000)에 적용하여 SCS-CN법을 이용한 유효 우량 산정과 유출곡선을 작성한 결과는 다음과 같다. 산악지에서 주로 침투능이 크고 하성 또는 해안평탄지로 가면서 낮아지는 경향을 보였다. HSG 1995 토양 유형 중 A군은 전체의 42.2%로 가장 넓게 분포하는 것으로 나타났고, B군 29.4%, C군 18.5%, D군 9.9% 순으로 나타났다. HSG 2006 토양유형은 A군 35.1%, B군 15.7%, C군 5.5%, D군 43.7%로 D군이 가장 넓게 분포하는 특징을 가진다. HSG 1995에서 A, B, C군으로 분류되었다가 HSG 2006에서 D군으로 분류된 토양 유형의 비율이 약 34.1%로 나타나 국립농업과학원에 의해 분류된 토양유형 중 D군의 면적이 크게 늘어난 것을 알 수 있었다. 충북 괴산군 소수면 소유역의 수치세부정밀토양도에 기반한 수문학적 토양유형 분포특성을 나타낸 것으로 산림과 밭으로 이용되는 토양의 유형이 A로 분류되는 것은 일치하는 경향을 보였다. HSG 2006의 토양유형은 유역에서 C 유형이 거의 없거나 적게 분포하고 HSG 1995에 비해 D 유형이 많게 나타난다. 미계측 유역에 대한 직접유출량 산정에 가장 많이 사용되는 SCS-CN법을 이용하여, 충북 괴산군 소수면 소유역에서 직접유출에 기여하는 유효우량을 산정하고 SCS 삼각단위도를 사용하여 첨두유량과 첨두시간을 계산한 결과는 다음과 같다. HSG 1995와 HSG 2006 수문학적 토양유형과 토지 이용별 CN값을 적용하여 유역의 CN값 (AMC II)을 구한 결과는 각각 54와 62로 나타났다. 이 때, 우량계가 설치된 지점의 강우자료를 평균하여 2004년~2005년 강우사상별로 정리하여 초기손실량 (I)이 총강우량 (P)보다 큰 경우를 제외한 강우사상을 선택하였고, 8월 16일에서 강우사상 전까지 내린 강수에 따라 선행수분조건 III으로 조정하여 유효우량 산출을 위한 CN값을 각각 73과 79로 하여 사용하였다. 강우사상에 대한 HSG 2006 기준의 유효우량이 56.67 mm로 HSG 1995 기준의 44.87 mm 보다 약 25% 많게 나타났다. 두 가지 수문학적 토양 유형 분류 기준에 따라 계산된 각 유효 우량에 대하여 수문곡선을 합성하여 실제 관측치와 비교한 결과 두 개 기준 모두 관측치와 유사한 변화 패턴을 보이고 있으나 실측치보다 감수부에서 급격하게 감소되는 특징을 나타냈다. 첨두유량은 HSG 1995 보다는 HSG 2006 기준을 사용할 때 관측치와 더 가까운 값을 나타내었다.

한우 암소의 개체별 성장곡선 모수 추정 (Estimation of Parameters for Individual Growth Curves of Cows in Bostaurus Coreanae)

  • 이창우;최재관;전기준;나기준;이채영;황정미;김병완;김종복
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권5호
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    • pp.689-694
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    • 2003
  • 출산기술연구소 대관령지소에서 출생한 한우 암소로부터 시간적인 간격을 두고 조사된 체중측정 기록에 대해 비선형의 성장곡선 모형을 적용하여 한우 암소의 개체별 성장곡선 모수를 추정하고 개체별로 추정된 모수를 이용하여 한우 암소의 정확한 성장형태를 추정하기 위해 실시하였다. Gompertz 모형으로 추정한 개체별 성장 곡선 모수 A, b 및 k의 평균치는 각각 383.42${\pm}$97.29kg, 2.374${\pm}$0.340 및 0.0037${\pm}$0.0012였으며, 개체별 변곡점의 평균은 255.63${\pm}$109.09일, 변곡점에서 체중의 평균은 141.05${\pm}$35.79kg, 변곡점에서의 일당증체량의 평균은 0.500${\pm}$0.123 kg이었고, 성장곡선 모수 A, b 및 k의 변이계수는 각각 25.3, 14.3 및 32.4%이었다. von Bertalanffy 모형으로 추정한 개체별 성장곡선 모수 A, b 및 k의 평균치는 각각 410.47${\pm}$117.98kg, 0.575${\pm}$0.057 및 0.003${\pm}$0.001이었고, 개체별 변곡점의 평균은 211.02${\pm}$105.53일, 변곡점에서 체중의 평균은 121.62${\pm}$34.94kg, 최대 증체율의 평균은 0.504${\pm}$0.124kg이었으며, 성장곡선 모수 A, b 및 k의 변이계수는 각각 28.7, 9.9 및 33.3%로 추정되었다. Logistic 모형으로 추정한 개체별 성장곡선 모수 A, b 및 k의 평균치는 각각 347.64${\pm}$97.29kg, 6.73${\pm}$0.34 및 0.006${\pm}$0.0018이었고, 개체별 변곡점의 평균은 324.47${\pm}$3.87일, 변곡점에서 체중의 평균은 173.82${\pm}$1.13kg, 최대 증체율의 평균은 0.508${\pm}$0.003kg이었으며, 성장곡선 모수 A, b 및 k의 변이계수는 각각 27.9, 5.0 및 30.0%이었다. Gompertz 모형, von Bertalanffy 모형 및 Logistic 모형에 의해 추정된 생시체중의 평균치들은 각각 36.40${\pm}$0.33, 31.59${\pm}$0.34 및 49.09${\pm}$0.88kg으로 추정되어 실제체중 23.73${\pm}$0.10kg 보다 컸으며 36개월 체중의 경우 세 모형이 각각 349.73${\pm}$2.01, 356.41${\pm}$2.07 및 336.18${\pm}$1.91kg으로 실제체중 363.67${\pm}$2.08kg보다 작았다. 그러나 세 모형으로 추정된 변곡점이 한우 암소의 실질적인 변곡점인지에 대해서는 좀더 검토가 필요한 부분인데, 최(2001)는 한우 암소의 경우 3개월령에서 4개월령 사이의 일당증체량이 0.590으로서 이 시기에 최대의 성장이 이루어지며 3개월령 체중과 4개월령 체중은 각각 79.31 및 98.91kg이라고 보고하고 있으며, 본 연구에서 Table 4에 제시된 결과를 봐도 3개월령과 6개월령 사이 90일 동안에 50.89kg의 증체가 이루어져 일당증체량으로 환산하면 약 0.56kg이 되어 다른 어느 시기보다도 가장 증체속도가 빠른 시기인 것으로 나타났다. 변곡점이 일당증체량이 최대인 시점으로 해석한다면 각 모형에서 고정되어 있는 변곡점의 위치들인 성숙체중의 38.6%(Gompertz 모형), 29.6% (von Bertalanffy 모형) 및 50%(Logistic 모형)는 한우 암소의 실질적인 변곡점보다 늦는 것으로 판단할 수 있는데, 실제로 세 모형 중 변곡점의 위치가 제일 빠른 von Bertalanffy 모형의 적합도가 제일 좋은 것도 이러한 이유 때문일 수 있다. 따라서 한우 암소의 정확한 성장특성을 파악하기 위해서는 변곡점의 위치가 고정되어 있지 않은 기존의 모형들을 이용하는 방안과 아울러 본 연구에 이용된 모형들을 변형시켜 활용하는 방안에 대한 연구가 필요한 것으로 판단된다.

전환 비용이 반영된 선택 기반 확산 모형을 통한 신.구 상품간 대체 및 경쟁 예측: 신.구 유료 방송서비스간 대체 및 경쟁 사례를 중심으로 (Forecasting Substitution and Competition among Previous and New products using Choice-based Diffusion Model with Switching Cost: Focusing on Substitution and Competition among Previous and New Fixed Charged Broadcasting Services)

  • 고대영;황준석;오현석;이종수
    • 마케팅과학연구
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    • 제18권2호
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    • pp.223-252
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    • 2008
  • 본 연구에서 우리는 시장 자료가 부족한 상황에서 개인레벨과 총량레벨 모두에서 신상품들과 기존 상품들 간의 동태적 대체, 경쟁을 예측하는데 적합하도록 전환비용 요소가 포함된 신 구상품간 대체 경쟁 예측 선택기반 확산 모형을 제안하고자 한다. 추가적으로, 우리는 제안된 모형을 디지털 케이블 TV, IPTV 등이 포함된 신규 유료 양방향 방송서비스들과 기존의 아날로그 케이블 TV가 대표하는 구 유료 방송 서비스간에 벌어지는 대체 및 경쟁 예측 사례에 적용하여 본 모형의 의의를 밝히며, 또한 관련된 실증적 시사점을 도출하고자 한다. 실증 적용 결과, 유료 방송서비스 시장에 있어선 기존 상품과 전환 비용을 고려하지 않고 신상품 수요 예측을 하는 경우, 초기 확산 속도를 과대 추정하거나 왜곡된 예측 경향이 존재하여, 보다 현실적이고 보수적인 신상품 수요 예측을 위해 이들의 반영이 필요함을 밝혀, 본 연구에서 제안된 모형의 의의를 확인할 수 있었다. 또한, 제안된 모형이 S자 곡선을 미리 가정하기보다, 실증 대상의 속성이 소비자의 상태전환에 미치는 영향의 정도에 따라 유연한 형태의 총량시장 성장 곡선을 도출함을 확인하였다. 실증적으로는 여러 가격 조합에 대해 IPTV가 디지털 케이블 TV에 비해 더 선호되어 가입자 확보 면에서 우위에 있을 것임을 확인할 수 있었다. 한편, 기존 상품인 아날로그케이블 TV의 경우 열위의 서비스 속성에도 불구하고, 가격에서의 우위와 높은 전환비용의 존재로 인해 급격한 대체보다 점진적인 대체가 이루어질 가능성이 큼을 알 수 있었다.

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비선형(非線型) 생장함수(生長函數)를 이용(利用)한 임분생장(林分生長) 추정(推定) (Stand Growth Estimation Using Nonlinear Growth Equations)

  • 손영모;이경학;정영교
    • 한국산림과학회지
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    • 제86권2호
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    • pp.135-145
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    • 1997
  • 본 연구의 목적은 잣나무인공림과 신갈나무천연림에 있어 직경, 수고 및 재적생장을 설명할 수 있는 비선형생장식(非線形生長式) 추정과 이들 식의 논리적 타당성을 검정하기 위한 것이다. 이를 위해 전국에 분포한 지위지수 14인 임분에서 조사한 자료를 가지고 수확표 조제시 사용하였던 곡선식(曲線式) $Y=at^be^{-c/t}$와 9가지 비선형생장식(非線形生長式)을 적용, 분석하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저 수확표에서 사용된 곡선식은 자료범위내에서는 잘 적합시키고 있지만, 범위 이상에서는 직선적인 증가를 보이고 또 점근선(漸近線)을 가지고 있지 않아 과대치를 줄 위험이 있다. 비선형식중 Logistic식과 Sloboda식은 어린 임분에 있어 과대추정치를 나타내고 있는데 이는 식의 구조상 원점을 지나지 않기 때문이다. 또 이들 식은 타 식에 비하여 조기에 점근선에 도달하는 것으로 나다났다. 그리고 Gompertz식과 Ueno-Ohzaki식도 원점을 지나지 않는 식의 구조를 가지고 있다. 또한 Hossfeld식은 전반적으로 자료범위 이상의 임령에서는 여타 비선형식보다 큰 추정치를 주는데 이는 도달할 수 있는 최대치를 나타내는 모수 a값의 추정치가 크기 때문이다. 따라서 이 식은 범위 이상의 추정시 과대치를 주기 쉽다. 반면 Bertalanffy식은 임분의 유령기(幼齡基)와 노령기(老齡期)에서는 과소치, 그리고 그 사이에서는 과대추정치를 주고 있어, 식의 적용이 부적당한데, 이는 이 식이 동물의 생장추정을 위하여 개발된 것이기 때문이다. Korf식은 잣나무임분 생장추정시 노령기에 있어 과대추정치를 주는 경향이 있으며, 이는 신갈나무의 직경생장 추정시 확연하게 나타나고 있다. Ueno-Ohzaki식은 식의 구조상 모수 b에 따라 자료범위 밖의 노령기에 있어 직선적 상승 또는 조기 점근에 도달하고 있어 과대 휴은 과소치를 주기 쉽다. 전반적으로 잣나무와 신갈나무임분의 생장추정식으로는 Gompertz식, Chapman-Richards식 및 Weibull식이 현 자료범위 뿐만 아니라 범위밖의 유령림이나 노령림에 있어서도 가장 바람직한 식이라고 판단된다. 그리고 임목의 생장이란 시간이 지남에 따라 sigmoid curve를 그러므로 추후 생장식 도출에 있어서는 기존의 직선 및 곡선식보다 비선형식에 의한 것이 타당할 것이며, 앞으로 비선형식의 모수 추정, 특히 최대값인 모수 a의 정확한 추정을 위해서는 노령림에 대한 자료의 보완이 요구된다.

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MODIS 식생지수와 임상도를 활용한 산림 식물계절 분석 (Detecting Phenology Using MODIS Vegetation Indices and Forest Type Map in South Korea)

  • 이보라;김은숙;이지선;정재민;임종환
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권2_1호
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    • pp.267-282
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    • 2018
  • 인공위성 영상을 활용한 식생 계절 추정 연구의 지속적 발전에도 불구하고 현장 자료와의 비교를 통한 검증은 다소 미흡한 실정이다. 특히, 다양한 형태로 패치화 되어 있는 우리나라 산림의 경우, 인공위성 영상과 해상도가 일치하지 않는 한계가 존재하여 위성 영상만으로 개엽일을 추정하는데 어려움이 따른다. 본 연구는 식생 계절 추정의 신뢰도를 향상시키기 위해 대축적 임상도(1:5,000)를 MODIS 픽셀 해상도에 맞게 재구성하여 MODIS의 NDVI와 EVI 두 식생지수들로부터 시계열 식물계절 곡선을 생산하여 현장 자료를 바탕으로 우리나라의 산림에 적합한 식생 지수와 개엽일 추출 방법을 비교 및 평가하였다. 또한 각 픽셀의 임상 구성비율과 식생지수로부터의 식물계절 추출 간의 상관관계를 분석하였다. 국립수목원에서 실측된 개엽일을 바탕으로 NDVI와 EVI를 비교하였을 때 우리나라의 산림에는 EVI가 더 적합하였고, 식생지수 계절 곡선으로는 일차도함수가 개엽일 추출에 가장 적합하였다. 현장 개엽일이 조사된 7개의 활엽수종이 속한 픽셀과(중앙픽셀) 이웃한 8개의 픽셀을 실측 개엽일과 비교하였을 때, 실측과 가장 높은 상관관계를 보이는 베스트 픽셀을 구성하는 임상은 활엽수림 67.9%, 침엽수림 14.3%, 혼효림 7.7% 구성을 보였고 평균 결정계수($R^2$)는 0.64으로 나타나 높은 상관관계를 보였다. MODIS EVI로 추출한 전국 평균 개엽일은 최소 112.9일(2014년)에서 최대 129.1일(2010년)으로 2003년 이래로 약 0.16일 빨라졌다. 향후 연구에서는 활엽수림과 혼효림의 개엽일 분석 외에도 다양한 기후 및 지형 인자들의 영향을 파악하기 위해 침엽수림의 개엽일 추출까지 확장할 필요가 있으며 우리나라 산림 생태계의 다양성을 고려한 종합적인 연구가 진행되어야 할 것이다.

지리정보기반의 재해 관리시스템 구축(I) -민간 보험사의 사례, 태풍의 경우- (GIS-based Disaster Management System for a Private Insurance Company in Case of Typhoons(I))

  • 장은미
    • 대한지리학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.106-120
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    • 2006
  • 자연재해 및 인위적 재해는 지리학에서 인문지리와 자연지리를 통합할 수 있는 주제로 기대되고 있으나 실제로 지리정보를 이용한 분석방법에 대한 연구와 시스템이 개발된 사례는 많지 않다. 태풍 루사와 매미가 국내 개인 및 국가에 입힌 손실만큼 손보사에게 끼친 손실이 막대하여, 보다 과학적이고 합리적인 자연재해 피해액에 대한 추정과 재보험 가격산정을 위한 시나리오 구성이 요구되었다. 태풍을 사례로 한 본 연구에서는 태풍경로에 따른 풍속예측모델을 적용하기 위하여 전국단위의 필요한 지리정보를 구축하였다. 1: 5,000 수치 지도를 기본지도로 사용하였으며, 기상자료 및 계약물건의 소재지에 대한 주소자료를 점형 자료로 구축하였으며, 과거 관측된 태풍의 주요 기압의 변화 값을 속성으로 하여 경위도 좌표로 선형 자료로 구축하였으며, 토지피복도는 풍속의 정확도를 높이기 위한 자료로 모델의 변수 조정에 사용하였다. 모든 자료를 전국을 1km 간격의 격자형자료로 변형하여 중첩할 수 있고, 태풍 풍속모델과 격자별 피해가능정도를 구할 수 있도록 하였다. 풍속에 대한모델의 정확도는 실제 기상측정지점의 측정값과 비교하여 검증과정을 거쳤으며(전체 평균 $R^2=0.68$), 변이가 큰 기상측정지점 변화를 준 보정과정을 통해 예측시스템의 정확도를 향상시켰다. 풍속에 따른 피해율을 적용한 피해민감도곡선을 주거지역, 공업지역, 기타지역으로 나누어 적용하고 실제 손해배상액과 비교해 본 결과, 과대평가된 부분과 과소평가된 부분을 동시에 관찰할 수 있었다 본 연구와 시스템 구축으로 민간보험사는 재보험 요율에 근거자료를 보유할 수 있을 뿐더러 유사 재해 시 대응할 수 있는 시나리오를 작동함으로 자원의 배분계획을 수립할 수 있고 대외적 신인도를 제고할 수 있을 것으로 예측된다. 향후 하천범람모형 및 태풍과 지진으로 인한 해일 모형, 내수 침수모형을 추가하여 종합적인 재해모형으로 완성할 예정이다.

폐색전증이 의심된 환자에서 두 가지 폐색전증 진단 예측 모형의 평가 (Assessment of Two Clinical Prediction Models for a Pulmonary Embolism in Patients with a Suspected Pulmonary Embolism)

  • 박재석;최원일;민보람;박지혜;채진녕;전영준;유호정;김지영;김경주;고성민
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제64권4호
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    • pp.266-271
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    • 2008
  • 연구배경: 급성 폐색전증의 발생을 예측하는 Wells 및 Geneva 예측 모형은 서구에서 잘 확립되어 있다. 폐색전증의 역학이 서구와 다를 것으로 보이는 국내에서의 예측모형의 유용성에 대해서 평가 하고자 한다. 방법: 단일 의료기관에서 폐색전증 의심 하에 multi-detector computed tomography (MDCT)를 시행한 환자 210명을 대상으로 후향적으로 조사하였다. 성별 구성은 남자 90명(42.9%), 여자 120명(57.1%)이었고, 평균 연령은 $63.3{\pm}15.9$세였다. 의무기록을 바탕으로 Wells 및 개정된 Geneva 예측 모형으로 폐색전증의 가능성에 대해 저위험군, 중등도 위험군, 고위험군으로 분류하였다. 결과: 폐색전증으로 진단된 환자는 210명 중 41명(19.5%)이었다. Wells 예측 모형을 적용한 폐색전증 발병 가능성 평가에서는, 2명(1%)이 저위험군, 137명(62.5%)이 중등도 위험군, 71명(3.8%)이 고위험군으로 분류되었고, 각 군에서 폐색전증의 발생률은 10%, 18.2%, 19.7%였다. 개정된 Geneva 예측 모형을 적용할 경우 44명(21%)이 저위험군, 160명(76.2%)이 중등도 위험군, 6명(2.8%)이 고위험군으로 분류되었고, 각 군에서 폐색전증의 발생률은 4.5%, 2.5%, 50%로 나타났다. Receiver operating characteristic (ROC) 곡선 분석에서 개정된 Geneva 예측 모형이 Wells 예측 모형에 비해 정확도가 높았다. 두 예측 모형 사이의 일치율은 불량했다($\kappa$ coefficient=0.06). 결론: 본 연구에서는 폐색전증이 의심되는 환자에서 개정된 Geneva 예측모형과 Wells 예측 모형으로 평가하여 두 모형 사이에 일치율이 불량하였으며, 개정된 Geneva 모형이 Wells 모형에 비해 폐색전증 진단 예측이 더 정확하였다.

3테슬러 자기공명영상기기에서 유방의 유선조직과 지방조직의 $T_2{^*}$이완시간 측정 (Estimation of $T_2{^*}$ Relaxation Times for the Glandular Tissue and Fat of Breast at 3T MRI System)

  • 류정규;오장훈;김혁기;이선정;서미리내;장건호
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제18권1호
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    • pp.1-6
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    • 2014
  • 목적: $T_2{^*}$이완시간은 조직의 고유한 특징을 반영하는 자화율 정보를 내재하고 있다. 본 연구는 3테슬러 자기공명영상 기기에서 유방의 정상 유선조직과 지방조직의 $T_2{^*}$이완시간을 알아보고자 하였다. 대상과 방법: 52명의 여자환자에서 (나이, $49{\pm}12 $세; 범위, 25세~75세) 삼차원 경사에코연쇄를 이용하여 각 일곱 개 에코 자기공명영상들을 얻었다. 에코시간은 3.91 ms단계에서 2.28 ms에서 25.72 ms사이 범위였다. 화적소를 기초로 $T_2{^*}$이완시간과 $R_2{^*}$이완율 지도는 각 개체에서 선형곡선맞춤을 이용하여 계산되었다. $T_2{^*}$값과 $R_2{^*}$값을 얻기 위하여 유방의 정상 유선조직과 지방조직에 삼차원 관심영역을 표시하였다. 모든 개체에서 이러한 변수들의 평균치를 계산하였다. 결과: 유방의 정상 유선조직과 지방조직에 삼차원 관심영역 크기는 각각 $4818{\pm}4679$ 화적소와 $1455{\pm}785$ 화적소 였다. 평균 $T_2{^*}$ 값은 유방의 정상 유선조직과 지방조직에서 각각, $22.40{\pm}5.61ms$$36.36{\pm}8.77ms$였다. 평균 $R_2{^*}$값은 유방의 정상 유선조직과 지방조직에서 각각, $0.0524{\pm}0.0134/ms$$0.0297{\pm}0.0069/ms$ 였다. 결론: 유방의 정상 유선조직과 지방조직에서 $T_2{^*}$값과 $R_2{^*}$값을 측정하였다. 유방의 정상 유선조직의 $T_2{^*}$값은 지방조직의 $T_2{^*}$값보다 짧게 나타났다. $T_2{^*}$이완시간의 측정은 유방암과 정상 유방조직에서의 자화율 효과를 이해하는데 도움을 줄 것이다.

비가역 방사성추적자 파라메터 영상을 위한 다중선형분석법 (Multiple Linear Analysis for Generating Parametric Images of Irreversible Radiotracer)

  • 김수진;이재성;이원우;김유경;장성준;손규리;김효철;정진욱;이동수
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제41권4호
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    • pp.317-325
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    • 2007
  • 동적 PET 데이터는 구획모델과 Nonlinear Least Squares(NLS)방법을 사용하여 분석함으로서 각종 생화학적 물질의 생체 대사율 등을 정량화 할 수 있다. 하지만 NLS방법은 변수의 초기 값이 적절하지 않을 경우 지역적인 최소점에 빠지거나 계산시간이 길어 동역학 변수들을 각 화소마다 구해야 하는 파라메터 영상(parametric image) 구성에는 효과적이지 않다. Patlak 도표분석법(PGA)은 비선형 방정식을 선형화하여 값을 추정함으로서 간단하면서 적은 계산량으로 인해 파라메터 영상을 구성하는데 많이 사용되고 있으나 잡음성분과 선형구간 선정에 따라 값이 영향을 받는 단점이 있다. 따라서 이 연구에서는 3구획 비가역 모델에 적합한 다중선형분석법(MLAIR)을 고안하였으며 3구획 비가역 모델의 대표적 예인 $[^{18}F]Fluoride$ PET을 이용하여 미니돼지에서의 뼈 섭취률을 계산하여 PGA방법과 비교 분석해 보았다. 대상 및 방법: 3마리의 미니돼지를 대상으로 100MBq의 $[^{18}F]Fluoride$를 대퇴부 정맥에 주사하면서 ECAT EXAET 47 PET 스캐너를 이용하여 60분간 PET 영상을 얻었다. 케타민과 자일라진을 이용하여 30분 간격으로 마취하였으며 실험동물을 진공 쿠션을 이용하여 반드시 누운 자세로 위치하도록 고정 시켰다. 입력함수인 혈장 내 농도곡선은 대퇴동맥으로부터 스캔 시작과 함께 혈액 채취를 통해 얻었다. ROI분석을 위해 대퇴골두, 척추 뼈, 근육에 ROI를 그려 조직 내 시간-방사능 곡선을 얻었다. $k_4$가 0인 3구획 비가역 모델로부터 MLAIR와 PGA방법을 사용하여 관심영역에서의 뼈 섭취률 $K_i$와 파라메터 영상을 구성하였다. PGA방법은 선형구간의 시작점인 $t^*$선택에 따른 영향을 보기 위해 분석구간을 변화시켜가며 분석하였다. 결과: ROI 분석결과 추정된 $K_i$값은 NLS방법에 비하여 MLAIR방법과 PGA방법 모두에서 과대 추정되었으나 두 분석방법 끼리는 비슷한결과를 보였다. Patlak 기울기는 $t^*$선택에 따라 값이 변하였으며 Patlak 상수는 Fluoride 섭취가 높은 대퇴골두나 척추뼈에서 30분이 지나서야 일정한 값으로 나타났고 섭취가 낮은 근육에서는 10분만에 일정해졌다. 파라메터 영상에서는 제안한 MLAIR방법이 PGA방법에 비해 영상의 질을 향상시킴을 알 수 있었다. 또한 PGA방법을 이용하여 구성한 파라메터 영상은 $t^*$값이 커질수록 급격히 영상의 질이 저하됨을 볼 수 있다. 특히 Fluoride 섭취가 높은 영역에서 Patlak 상수가 일정해지는 시간인 $t^*$값이 30분일 때 파라메터 영상은 MLAIR와 크게 차이가 났다. 결론 결론적으로 제안한 MLAIR방법은 선형구간을 정할 필요 없이 모든 데이터를 사용하는 이점이 있으며 선형적인 방법을 통해 $K_i$값을 얻을 수 있어 계산시간을 단축 시켜 줄 뿐 아니라 잡음성분에 강해 파라메터 영상의 질을 크게 향상 시켜 줌으로 비가역 3구획모델에서의 PGA방법을 대체할 새로운 파라메터 영상구성방법으로 적합할 것이다.