• 제목/요약/키워드: in vivo animal experiment

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The Ability of Anti-tumor Necrosis Factor Alpha(TNF-${\alpha}$) Antibodies Produced in Sheep Colostrums

  • Yun, Sung-Seob
    • 한국유가공학회:학술대회논문집
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    • 한국유가공기술과힉회 2007년도 추계학술발표대회
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    • pp.49-58
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    • 2007
  • 장 질환은 점막 세포의 파괴로부터 진행되어 장 상피세포벽의 기능상실, 비정상적인 장벽 활동을 야기하며, 이는 또 다시 염증반응의 가속화를 야기하는데[1], 여러 연구에도 불구하고 염증성 장질환에 대한 병변은 뚜렷이 밝혀진 바가 없다. 지난 수년간 병리학적 기전에 근거한 염증성 장질환에 대해 여러 연구가 이루어져 왔으며, 현재 만성적인 염증성 장 질환의 경우 여러 종류의 혈중 사이토카인 증가로 인한 과도한 세포 면역반응과 관련이 있을 것으로 추정되고 있다. 이러한 이유로 비정상적인 면역반응을 유도하는 전염증성 사이토카인인 TNF-${\alpha}$와 같은 특정 사이토카인의 발현을 전사단계에서부터 선택적으로 제거하는 방법을 통해 염증성 질환의 예방 및 치료에 접근하고자 하는 시도가 기대를 모으고 있다. 향후 면역반응 조절을 통한 염증성 장 질환 연구는 장 질환 자체의 세부적인 치료법에 대한 발전뿐만 아니라 염증과 관련된 여러 질병들의 병리학적 증상에 대해서도 새로운 접근법을 제시할 수 있을 것이다. Immunex(Enbrel), J&J/Centocor(Remicade)와 같은 사이토카인 억제제-쥐에서 유도된 단일클론 항체-의 경우 여러 연구를 통해 염증성 장질환 환자들의 증상을 완화하는 것으로 밝혀졌으나 면역과 관련된 부작용을 동시에 갖고 있으며, 비용적인 문제와 주사제를 이용해야 하는 치료방법의 제한점을 가지고 있다. 이러한 이유로 환자 모두가 사이토카인 억제 약물을 통한 치료를 받는 것이 현실적으로 어려운 상황이다. 본 연구는 양(羊)의 초유(初乳)에서 생성된 TNF-${\alpha}$ 항체의 TNF-${\alpha}$의 활성을 억제를 통한 염증반응 완화능을 세포단계의 생물검정과 장 염증이 유도된 동물모텔을 통해 검증하였다. 양(羊)의 초유(初乳)에서 생성된 TNF-${\alpha}$ 항체의 사이토카인 발현 억제능을 살펴보기 위하여 세포 생물검정을 수행하였다. 항체는 1 : 10,000 희석배율에서 TNF-${\alpha}$의 활성을 완전히 억제하였으며 동일한 양의 다른 양유(羊乳)를 이용한 실험에서도 억제능의 정도에 일부 차이를 보였으나 대조군에 비하여 모든 실험군에서 TNF-${\alpha}$의 활성이 억제었다. 동물실험 1의 경우 초기 시범 실험을 통해 염증유도 물질인 PAF(Platelet activating factor)와 LPS(Lipopolysaccharides)의 투여량을 설정하였으나, 본 실험 중 과도한 장내 염증반응으로 인해 출혈을 일으키거나 폐사하였으며, 동물실험 2에서는 TNBS(Trinitrobenzenesulphonic acid)를 이용한 대장염 유도를 시도하였으나, 실험군의 50% 정도만이 대장염으로 인한 전형적인 체중 감소와 일반적인 병리학 증세를 보였다. 이상의 결과로 미루어 면역반응을 통해 생성된 양(羊)의 초유(初乳)에 함유된 TNF-${\alpha}$ 항체는 WEHI-13 VAR 세포의 TNF-${\alpha}$ 활성을 유의적으로 억제함을 확인할 수 있었다. 동물실험 1의 경우, 예상되는 TNF-${\alpha}$ 항체의 염증반응 억제 효과보다 유도된 염증반응의 정도가 강하였고, 실험 2의 경우, 대장염 유도에 대한 실험동물간의 민감성 차이를 나타내었다. 향후 항TNF-${\alpha}$ IgA 치료법을 통한 염증 유래 장질환 연구를 위해서 적합한 실험동물 모델의 개발이 필요하며 더 많은 항체 개발과 함께 수반되는 전임상 및 임상실험 역시 이루어져야 할 것으로 사료된다.

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CO2 gas와 RF 고주파를 적용한 피부 주름 개선용 봉합사 동물 실험에 따른 주름 개선 효과 검증 (Verification of wrinkle improvement effect by animal experiment of suture for skin wrinkle improvement by applying CO2 gas and RF radio frequency)

  • 정진형;신운섭;송미희;이상식
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.226-234
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    • 2020
  • 고령사회의 진입과 더불어 인간의 평균 수명이 연장됨에 따라 현대 사회의 남성 및 여성의 외모에 대한 관심이 증가하는 추세이다. 사람의 노화를 가장 외면적으로 판단할 수 있는 것이 바로 얼굴의 피부 주름이다. 깨끗하고 주름이 없으면서 탄력성 있는 건강한 피부를 갖기 위하여 사람들은 각종 시술을 받고 있다. 시술 중 간단하면서도 효과적인 시술을 원하는 경향이 있어 실리프팅 시술 방법이 많이 시행되고 있다. 본 연구에서는 실 리프팅 시 리프팅 효과를 개선시키기 위하여 기존의 PDO봉합사 시술에 RF고주파와 CO2 gas를 주입하여 주름의 개선을 확인하기 위한 동물 실험을 진행하였다. 시술 전과 후의 주름 개선의 비교는 Labview를 이용한 주름 평가 프로그램으로 진행하였으며, 동물실험의 데이터는 시술 후 10주차 측정 데이터를 사용하였다. 실험그룹은 자연노화 그룹, PDO 시술 그룹, PDO에 RF고주파를 주입한 그룹, PDO에 CO2 gas를 주입한 그룹, PDO에 CO2 gas와 RF를 동시에 주입한 그룹으로 진행하였다. 자연노화 그룹의 개체들은 시술 전 평균 주름의 깊이는 0.408mm이었고, 10주째의 평균 주름의 깊이는 0.68mm으로 자연노화가 진행되었다. PDO 시술 그룹의 개체의 주름의 깊이는 시술 전 평균 0.384mm이었고, 시술 후 10주째에는 평균 0.348mm이었다. PDO에 RF고주파를 주입한 개체의 시술 전 평균 주름의 깊이는 0.42mm이었으며, 10주째 평균 주름의 깊이는 0.378mm이었다. PDO에 CO2 gas를 주입한 개체는 시술 전 평균 주름의 깊이는 0.4mm이었으며, 시술 후 10주째 평균 주름의 깊이는 0.332mm로 감소하였다. PDO에 CO2 gas와 RF고주파를 주입한 개체는 시술 전 평균 0.412mm, 시술 후 10주차 0.338mm로 감소를 볼 수 있었다. 동물 실험을 통하여 PDO봉합사에 CO2 gas와 RF를 주입한 시술이 가장 높은 17.96%의 감소율을 보였다.

전기 유압식 심실보조장치의 동물실험 연구 (An Animal Study on Electrohydraulic Type Ventricular Assist Device)

  • 백완기;심상석
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제29권7호
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    • pp.689-699
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    • 1996
  • 신개발한 전기 유압식 심실 보조장치의 생 체 내 성능 테스트와 상기 심실보조장치를 이용한 좌심실 보 조가 자연심장 좌심실의 기능에 미치는 영향을 평가하기 위한 동물실험을 고안하였다. 총 성숙 면양 8마리가 실험에 사용되었으며 이중 7마리로부터 자료 수집이 가능하였다. 심실 보조시 간은69분부터 7일 사이로 심실보조장치는 자연심장의 박동수범위 내에서 동기식 및 비동기식 방식 모 두 만족스럽게 작동하였으며, 좌심방 내의 음압의 발생 없이 주어진 정상 좌심방압 내에서 분당 4리터 이상의 보조 혈류량을 얻을 수 있었다. 심실보조 개시 3일 이후부터 혈중 유리혈색소의 급격한 증가를 보여 상당량의 용혈이 진행되고 있음 을 시사하였다. 또한 심실보조 후 혈액 남의 부동형 고분자판막(floating type polymer valve)에 소량의 혈 전이 발견되어 혈액적 합성 및 혈전저항성 면에 있어 보다 많은 연구 및 개선의 여지가 있음을시사하였 다. 심실보조시작후의 혈역학의 변화는혈류보조량분당2.0∼2.5리터 사이에서 자연심장의 박동수및 박출량과 좌심실 분당작업량(left ventricular minute work), 심내막 생육력비 (endocardial viability ratio), 흔합 정맥혈 및 관상동맥 정맥혈 산소량은 증가하는 소견을 보였으며,반대로 좌심실압 및 좌심방압과 좌심실압 변화율(left ventricular dp/dt)은 감소하는 소견을 보였다. 이중 심박출량의 변화 외에는 모두 통계적으로 유의한 차이를 보여 효과적 인 좌심실의 탈부하가 이루어지고 있음을 입증하였다. 또한 동기식 심실보조시 심내막 생육력비 및 관상정맥혈의 산소량은 비동기식 심실보조시와 비교할 때 역시 통계적으로 유의한 차이를 보여 동기식 심실보조에 의한 반박동(counterpulsation)이 심근의 관 류량을 증가시키며 따라서 손상된 심근의 회복에 유리 함을 시사하였다.

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Cefoperazone(T-1551)의 약리학적 연구 (Pharmacological Studies of Cefoperazone(T-1551))

  • 임정규;홍사악;박찬웅;김명석;서유헌;신상구;김용식;김혜원;이정수;장기철;이상국;장우현;김익상
    • 대한약리학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.55-70
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    • 1980
  • The pharmacological and microbiological studies of Cefoperazone (T-1551, Toyama Chemical Co., Japan) were conducted in vitro and in vivo. The studies included stability and physicochemical characteristics, antimicrobial activity, animal and human pharmacokinetics, animal pharmacodynamics and safety evaluation of Cefoperazone sodium for injection. 1) Stability and physicochemical characteristics. Sodium salt of cefoperazone for injection had a general appearance of white crystalline powder which contained 0.5% water, and of which melting point was $187.2^{\circ}C$. The pH's of 10% and 25% aqueous solutions were 5.03 ana 5.16 at $25^{\circ}C$. The preparations of cefoperazone did not contain any pyrogenic substances and did not liberate histamine in cats. The drug was highly compatible with common infusion solutions including 5% Dextrose solution and no significant potency decrease was observed in 5 hours after mixing. Powdered cefoperazone sodium contained in hermetically sealed and ligt-shielded container was highly stable at $4^circ}C{\sim}37^{\circ}C$ for 12 weeks. When stored at $4^{\circ}C$ the potency was retained almost completely for up to one year. 2) Antimicrobial activity against clinical isolates. Among the 230 clinical isolates included, Salmonella typhi was the most susceptible to cefoperazone, with 100% inhibition at MIC of ${\leq}0.5{\mu}g/ml$. Cefoperazone was also highly active against Streptococcus pyogenes(group A), Kletsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus and Shigella flexneri, with 100% inhibition at $16{\mu}g/ml$ or less. More than 80% of Escherichia coli, Enterobacter aerogenes and Salmonella paratyphi was inhibited at ${\leq}16{\mu}/ml$, while Enterobacter cloaceae, Serratia marcescens and Pseudomonas aerogenosa were somewhat less sensitive to cefoperagone, with inhibitions of 60%, 55% and 35% respectively at the same MIC. 3) Animal pharmacokinetics Serum concentration, organ distritution and excretion of cefoperazone in rats were observed after single intramuscular injections at doses of 20 mg/kg and 50 mg/kg. The extent of protein binding to human plasma protein was also measured in vitro br equilibrium dialysis method. The mean Peak serum concentrations of $7.4{\mu}g/ml$ and $16.4{\mu}/ml$ were obtained at 30 min. after administration of cefoperazone at doses of 20 mg/kg and 50 mg/kg respectively. The tissue concentrations of cefoperazone measured at 30 and 60 min. were highest in kidney. And the concentrations of the drug in kidney, liver and small intestine were much higher than in blood. Urinary and fecal excretion over 24 hours after injetcion ranged form 12.5% to 15.0% in urine and from 19.6% to 25.0% in feces, indicating that the gastrointestinal system is more important than renal system for the excretion of cefoperazone. The extent of binding to human plasma protein measured by equilibrium dialysis was $76.3%{\sim}76.9%$, which was somewhat lower than the others utilizing centrifugal ultrafiltration method. 4) Animal pharmacodynamics Central nervous system : Effects of cefoperazone on the spontaneous movement and general behavioral patterns of rats, the pentobarbital sleeping time in mice and the body temperature in rabbits were observed. Single intraperitoneal injections at doses of $500{\sim}2,000mg/kg$ in rats did not affect the spontaneous movement ana the general behavioral patterns of the animal. Doses of $125{\sim}500mg/kg$ of cefoperazone injected intraperitonealy in mice neither increased nor decreased the pentobarbital-induced sleeping time. In rabbits the normal body temperature was maintained following the single intravenous injections of $125{\sim}2,000mg/kg$ dose. Respiratory and circulatory system: Respiration rate, blood pressure, heart rate and ECG of anesthetized rabbits were monitored for 3 hours following single intravenous injections of cefoperazone at doses of $125{\sim}2,000mg/kg$. The respiration rate decreased by $3{\sim}l7%$ at all the doses of cefoperazone administered. Blood pressure did not show any changes but slight decrease from 130/113 to 125/107 by the highest dose(2,000 mg/kg) injected in this experiment. The dosages of 1,000 and 2,000 mg/kg seemed to slightly decrease the heart rate, but it was not significantly different from the normal control. All the doses of cefoperazone injected were not associated with any abnormal changes in ECG findings throughout the monitering period. Autonomic nervous system and smooth muscle: Effects of cefoperazone on the automatic movement of rabbit isolated small intestine, large intestine, stomach and uterus were observed in vitro. The autonomic movement and tonus of intestinal smooth muscle increased at dose of $40{\mu}g/ml$ in small intestine and at 0.4 mg/ml in large intestine. However, in stomach and uterine smooth muscle the autonomic movement was slightly increased by the much higher doses of 5-10 mg/ml. Blood: In vitro osmotic fragility of rabbit RBC suspension was not affected by cefoperazone of $1{\sim}10mg/ml$. Doses of 7.5 and 10 mg/ml were associated with 11.8% and 15.3% prolongation of whole blood coagulation time. Liver and kidney function: When measured at 3 hours after single intravenous injections of cefoperaonze in rabbits, the values of serum GOT, GPT, Bilirubin, TTT, BUN and creatine were not significantly different from the normal control. 5) Safety evaluation Acute toxicity: The acute toxicity of cefoperazone was studied following intraperitoneal and intravenous injections to mice(A strain, 4 week old) and rats(Sprague-Dawler, 6 week old). The LD_(50)'s of intraperitonealy injected cefoperazone were 9.7g/kg in male mice, 9.6g/kg in female mice and over 15g/kg in both male and female rats. And when administered intravenously in rats, LD_(50)'s were 5.1g/kg in male and 5.0g/kg in female. Administrations of the high doses of the drug were associated with slight inhibition of spontaneous movement and convulsion. Atdominal transudate and intestinal hyperemia were observed in animals administered intraperitonealy. In rats receiving high doses of the drug intravenously rhinorrhea and pulmonary congestion and edema were also observed. Renal proximal tubular epithelial degeneration was found in animals dosing in high concentrations of cefoperazone. Subacute toxicity: Rats(Sprague-Dawley, 6 week old) dosing 0.5, 1.0 and 2.0 g/kg/day of cefoperazone intraperitonealy were observed for one month and sacrificed at 24 hours after the last dose. In animals with a high dose, slight inhibition of spontaneous movement was observed during the experimental period. Soft stool or diarrhea appeared at first or second week of the administration in rats receiving 2.0g/kg. Daily food consumption and weekly weight gain were similar to control during the administration. Urinalysis, blood chemistry and hematology after one month administration were not different from control either. Cecal enlargement, which is an expected effect of broad spectrum antibiotic altering the normal intestinal microbial flora, was observed. Intestinal or peritoneal congestion and peritonitis were found. These findings seemed to be attributed to the local irritation following prolonged intraperitoneal injections of hypertonic and acidic cefoperazone solution. Among the histopathologic findings renal proximal tubular epithelial degeneration was characteristic in rats receiving 1 and 2g/kg/day, which were 10 and 20 times higher than the maximal clinical dose (100 mg/kg) of the drug. 6) Human pharmacokinetics Serum concentrations and urinary excretion were determined following a single intravenous injection of 1g cefoperazone in eight healthy, male volunteers. Mean serum concentrations of 89.3, 61.3, 26.6, 12.3, 2.3, and $1.8{\mu}g/ml$ occured at 1,2,4,6,8 and 12 hours after injection respectively, and the biological half-life was 108 minutes. Urinary excretion over 24 hours after injection was up to 43.5% of administered dose.

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폐암 세포주를 사용한 신, 비장 및 간 피막하 분식법의 비교 (Human Lung Cancer Cell Xenografts Implanted under the Capsule of Kidney, Spleen and Liver)

  • 김수현;김종인;이해영;조봉균;박성달;김송명
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제36권10호
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    • pp.711-720
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    • 2003
  • 배경: 폐암은 근치적 절제술이 가장 좋은 치료법이나 수술 후에 재발한 경우나 수술 시기가 지난 경우에는 항암 화학요법의 중요성이 강조된다. 항암 치료 전에 감수성 있는 항암 화학 치료제가 선별되어진다면 치료 효과를 극대화할 수 있다. 신피막하 분석법은 흉, 복부 종양의 생체 내 검사법으로 중요성이 인정되고 있고 항암 감수성 검사로서도 짧은 기간 내에 판별이 가능한 이점이 있다. 신장은 각종 암세포의 이식 장소로 잘 알려져 있으나 비장이나 간에서의 이식 성적을 비교한 연구는 없는 실정이다. 인체 암세포 이식의 실험방법 중에 비장과 간장에 암 세포주를 이식하였을 경우와 신장에 시행되는 신피막하 분석법에 의한 성장의 차이점 유무를 평가하였다. 대상 및 방법: 인체 폐암 세포주(SW-900 G IV)를 RPMI 1640 (Leibovitz L-15 medium)배지에서 배양하여 fibrin clot으로 만들어 $10^{8}$ 개의 암세포가 포함되도록 한 후 3${\times}$${\times}$3mm의 크기로 Spague Dawely (S.D.) 암컷 쥐의 신, 비장 및 간 피막하에 이식하였다. 이식 후 1일부터 6일간 면역억제를 위하여 cyclosporin-A (80 mg/kg)를 피하투여하였다. 이식 전후 실험동물의 체중 변화, 종양의 성장 여부 및 종양의 크기를 계측하고 병리 조직 검사와 혈청 내 암 표지자 검사를 실시하여 비교하였다. 걸과: 실험 5.D. 쥐의 체중 변화는 대조군이나 실험 군 모두에서 체중 증가가 있었다. 혈청 내 암 표지자의 정량 검사 결과 Cyfra 21-1은 검출되지 않았고, CEA및 NSE는 의미 있는 변화가 없었으며, SCC-Ag이 실험 군에서 유의한 증가가 있었다. 비장에 이식한 폐암 세포주의 성장이 신장 및 간장에 비해 더 증가된 결과를 보였다. 표면적, 두께와 용적 모두가 비장에서 유의한 증가를 나타내었다. 이식 성공률은 신장이 80%, 비장이 76.7%, 간장이 43.3%이었다. 병리학적 검사 결과 신장에는 비교적 둥글게 성장하며 크기는 제일 작았으며 성장 방향이 일정한 모양을 보이는 특징이 있으며 비장은 성장이 잘되어 제일 큰 종양을 형성하나 불규칙한 성장과 위성 종양(satellite tumor)이 빈번히 발견되었으며 현미경적으로는 혈관 신생과 함께 종양 혈전이 발견되었다. 간장은 간 내부로 침투 성장하여 이식 성공률이 가장 저조하며 현미경적 소견은 응고성 괴사와 점액양 섬유성 병변을 가지는 특징을 보였다. 걸론: 이식 성공률은 신장과 비장이 높으나, 성장이 일정하고 계측이 용이한 것은 신장이었다. 혈청 암 표지자는 SCC-Ag이 가장 조기에 반응하였으며, Cyfra 21-1은 조기에 검출되지 않았다. 이상에서 감수성 검사를 위한 종양이식 실험에 이용하기에 가장 적합한 장기는 신장을 이용한 신피막하 이식법으로 생각되며, 조기에 유용한 암표지자 검사는 SCC-Ag 정량법이라고 판단된다.

기계식 인공판막 상태 평가를 위한 컴퓨터 보조진단 시스템 (Computer Aided Diagnosis System for Evaluation of Mechanical Artificial Valve)

  • 이혁수
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.421-430
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    • 2004
  • 임상적으로 의사가 청진기를 이용해 초기 혈전이 생긴 기계식 판막 음향신호의 변화를 구분하기는 쉽지 않다. 기계식 판막의 이상은 환자의 죽음을 의미하기 때문에 기계식 판막의 신뢰성과 초기 혈전 현상을 비관혈적으로 조기 진단하는 방법은 매우 중요하다. 이 논문은 컴퓨터 보조진단 시스템과 음향신호의 주파수 스펙트럼의 이동을 관찰하여 기계식 판막의 혈전 현상을 비관혈적으로 평가하는 것을 목적으로 한다. 혈전 모델은 상용화된 기계식 판막에 폴리우레세인과 실리콘을 이용하여 제작하였다. 판막의 표면에는 폴리우레세인을 코팅하고, 봉합링에는 실리콘을 코팅하였다. 봉합링의 주위에서 혈전이 발생하고, 20%, 40%, 60%로 자라나는 현상은 실리콘을 이용하여 제작하였다. 실험 시스템에서 판막의 음향 신호는 마이크로폰과 증폭기를 사용하여 측정하였고, 마이크로폰에는 주위잡음을 제거하기 위해 커플러를 장착하였다. 측정된 음향신호는 A/D 컨버터를 이용하여 샘플링하고, 스펙트럼을 분석하였다. 정상적인 판막과 혈전이 형성된 판막의 주파수 구분을 위해 인공신경망을 구성하였고, 연속적으로 판막의 운동 주기성을 확인하기 위하여 return map을 사용하였다. 생체 내 실험에서는 기계식 판막을 사용하는 순환장치를 장착한 동물과 기계식 판막을 치환 받은 지 1년 이내와 1년이 넘은 환자에게서 데이터를 채집하였다. 실험에서 얻은 데이터 스펙트럼은 두 가지 형태의 첨두치를 보였고, 이중에서 두 번째 첨두치는 혈전의 모델에 따라 변화를 보였다. 생체 내, 외 실험에서 얻은 데이터를 인공신경망에 적용한 결과 정상 판막과 혈전이 생성된 판막을 구분하였고, 환자를 대상으로 한 실험에서는 10명 중 1명이 두 번째 첨두치가 이동하는 결과를 보였지만 다른 방법으로 확인하지는 못했다. 본 논문의 결과는 기계식 판막의 혈전현상을 비침습적으로 조기 진단하고, 상태를 지속적으로 감시할 수 있는 기술적 토대를 제공할 것이다.