• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권1호
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• pp.54-58
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• 2007

목적: Firefly luciferase (이하 Fluc)는 분자영상 분야에 가장 널리 쓰이는 리포터 유전자 중 하나이다. 발광반응의 기질로 사용되는 D-luciferin 은 가격이 비싸고 실험동물의 무게에 비례해서 기질을 주입 하므로 마우스나 렛트와 같은 소동물을 대상으로 전임상 연구가 이루어지고 있다. 본 실험실에서는 중동물인 토끼의 관절강에 D-luciferin을 국소 주입하여 발광영상을 획득하였다. 대상 및 방법: 연골세포를 일주일 동안 배양한 후 Fluc 아데노바이러스에 감염시켰다. 감염된 연골세포를 토끼의 관절강에 주입 또는 이식하였다. 착상된 무릎의 관절강부위에 D-luciferin을 국소 주입한 후 본 실험실서 보유하고 있는 CCD 카메라가 장착된 실시간 영상장비를 이용하여 날짜 별로 분자영상을 획득하였다. 결과: 착상되어진 토끼의 관절강 부위에 기질을 국소주입하여 영상을 성공적으로 획득하였다. 연골세포 주입 및 이식 후 1일째부터 토끼의 관절강에서 빛이 방출되었으며 토끼의 관절강에 주입하는 것보다 이식하는 방법이 강한 빛을 방출함을 알 수 있었다. 또한 7일째까지 토끼의 관절강에 연골세포를 이식한 것이 주입한 것보다 총 광량이 5배에서 10배까지 강하게 나타남을 확인하였고 9일째에는 약 10배정도 강하게 나타났다. 결론: 중동물인 토끼를 이용하여 Fluc을 발현하는 연골세포를 주입 또는 이식한 관절강에 D-luciferin을 국소 주입하여 영상을 성공적으로 획득하였으며, 이러한 결과를 통해 중동물에 소량의 D-luciferin 국소주입하여도 발광영상을 얻는데 충분함을 알 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권1호
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• pp.79-94
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• 2001

생물학적 조직(Biological Tissue)에서 얻어내는 형광(Fluorescence)은 산란(Scattrering), 흡수(Absorption), 그리고 형광체(Fluorophores)가 원인이 되는, 인트린식 형광(Intrinsic Fluorescence)들에 관한 정보를 갖고 있다. 생물학적 조직의 형광스펙트럼은 조직 내에 존재하는 흡수체(Absorber)와 산란물질(Scatters)들의 영향을 받기 때문에 다른 조직의 생화학적인 인트린식 형광을 선형적인 조합으로 해석할 수 없었다. 생물학적 조직 같은 터비드 매질(Turbid Media)로부터 실험적으로 형광을 얻어서 산란과 흡수의 영향을 조사하기 위하여 본 연구소에서 제작한 장치를 소개하고, 넓은 범위의 흡수체와 산란물질의 농도를 갖고 제작한 조직 팬텀(Tissue Phantom)에 대한 형광과 반사(Reflectance) 스펙트럼을 측정하였다. 형광스펙트럼에 존재하는 산란과 흡수의 왜곡(Distortion)을 제거하기 위하여, 반사스펙트럼에 포함된 산란과 흡수 정보를 이용하는 ‘광자 이동 모델(Photon Migration Model)’을 적용하였고, 이러한 조직모델에 대한 인트린식 형광을 얻었다 연구 결과, 모델 값과 실제 인트린식 형광 스펙트럼이 훌륭하게 일치함을 확인하였다. 이런 연구를 하게된 동기는, 인간의 조직이 병들어서 진화하면 조직의 생화학적 구성의 변화가 발생하고 이때 인트린식 형광의 변화가 생기기 때문이다 결론적으로, 조직에 대한 실시간 광학적 생검에서 병든 조직과 정상조직을 단지 형광스펙트럼만으로 구분하는 것은 어렵지만, 인트린식 형광을 이용하면 가능하다.

• 한국광학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-6
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• 2020

흉벽은 호흡을 통해 환경 입자의 직접적인 영향을 받는 기관으로 늑골, 흉막층, 늑간근으로 구성되어 있다. 흉벽의 질병을 조기에 진단하고 치료하기 위해서는 흉벽의 세세한 부분을 시각화하는 것이 중요하지만, 흉부 전산화 단층촬영이나 초음파로는 흉막층의 구조를 볼 수 없다. 반면, 고해상도의 광 결맞음 단층촬영법(optical coherence tomography, OCT)은 미세한 재료 중 하나인 탈크에 의한 흉막층의 반응을 관찰하는 데 적합하다. 그러나 빛세기 기반의 광 결맞음 단층촬영법은 흉벽의 세부 구조를 구별할 수 있는 정보를 제공하기에는 부족하여 탈크에 의한 흉벽의 반응과 근육의 변화를 각각 구별할 수 없다. 편광 민감 광 결맞음 단층촬영법(polarization-sensitive OCT, PS-OCT)은 광학적 복굴절을 가진 근육 등의 특정 조직들이 후방산란된 빛의 편광 상태를 변화시킨다는 점을 이용한다. 또한 근필라멘트의 배열과 관련된 근육의 복굴절은 지연 변화를 측정함으로써 근육 상태를 나타낸다. 편광 민감 광 결맞음 단층촬영 영상은 두꺼운 흉벽, 흉벽과 근육 간의 분리, 병변 주위의 위상 지연 측정의 세 가지 주요 관점에서 해석된다. 본 논문에서는 탈크 흉막유착술(pleurodesis)을 시행한 토끼의 흉벽을 편광 민감 광 결맞음 단층촬영법으로 연구하였다. 편광 민감 광 결맞음 단층촬영 영상은 각 층과 근육을 시각화하였다. 그리고 이 시스템은 정상과 손상된 병변의 복굴절 차이를 보여주었다. 또한, 위상 지연 기울기 기반 분석을 통해 편광 민감 광 결맞음 단층촬영 영상 및 조직학적 결과를 뒷받침하였다.

• 센서학회지
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• 제29권2호
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• pp.105-111
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• 2020

Interest and demand for hydrogen sensors are increasing in the field of H₂ leakage detection during storage/transport/use and detection of H₂ dissolved in transformer oil for safety issues as well as in the field of breath analysis for non-invasively diagnosing a number of disease states for a healthy life. In this study, various ZnO-based sensors were synthesized by controlling the reduction in crystallite size, decoration of Pt nanoparticles, doping of electron donating atoms, and doping of various atoms with different ionic radii. The sensing response of the various prepared ZnO-based nanoparticles and quantum dots (QDs) for 10 ppm H₂ was investigated. Among the samples, the smallest-sized (3.5 nm) In³⁺-doped ZnO QDs showed the best sensing response, which is superior to those in previously reported hydrogen sensors based on semiconducting metal oxides. The higher sensing response of In-doped ZnO QDs is attributed to the synergic effects of the increased number of oxygen vacancies, higher optical band gap, and larger specific surface area.

• 센서학회지
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• 제20권5호
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• pp.311-316
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• 2011

Monitoring the carbon dioxide concentration in arterial blood is vital for the evaluation and prevention of pulmonary disease. Yet, domestic pure arterial blood carbon dioxide sensor technologies are not being developed, instead all sensors are imported. In this paper, we develop a real time monitoring system for arterial blood partial pressure of carbon dioxide($pCO_2$) gas from the wrist by using a carbon micro-heater. The micro-heater was fabricated with a thickness of 0.3 ${\mu}m$ in order to collect the carbon dioxide under the skin. The micro-heater has been designed to perform temperature compensation in order to prevent damage to the skin. Two clinical trials of the system were undertaken. As a result, we demonstrated that a portable, transcutaneous carbon dioxide analysis($TcpCO_2$) device produced domestically is possible. In addition, this system reduced the analysis time significantly. Carbon films could reduce the unit price of these sensors by replacing the gold film used in foreign models. Also, we developed a real time monitoring system which can be used with optical biosensors for medical diagnostics as well as gas sensors for environmental monitoring.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2017년도 춘계학술발표대회
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• pp.506-507
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• 2017

최근 의료영상진단기기 개발 동향은 ICT 기술과 접목하는 융합진단 영상기기 개발연구로 활발하게 진행되고 있다. 특히, 수술중 CT의 개발은 임상적 미수요 충족을 위한 최첨단 기술개발로 위급한 환자를 의료영상 촬영을 위한 지정장소로 이동해야하는 문제점을 해결하여 현장 어느 곳에서 촬영할 수 있고, 환자의 다양한 의료영상을 융합하여 환자의 병변에 대한 명확한 위치와 형태 그리고 상태를 파악할 수 있도록 하며 수술을 위한 네비게이션 기능을 포함한다. 본 논문에서는 수술중 CT에 대한 설계한 사항에 대해 기술하고자 한다. 제안한 시스템의 개발은 다양한 임상현장에서 신속하게 진단과 수술을 지원할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제9권12호
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• pp.1580-1587
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• 2006

The term molecular imaging can be broadly defined as the in vivo characterization and measurement of biologic processes at the cellular and molecular level. Optical imaging that has highly reproducibility and repetition used in molecular imaging research. In the bioluminescence imaging, animals carrying the luciferase gene are imaged with a cooled CCD(Charge-Coupled Device) camera to pick up the small number of photons transmitted through tissues. Molecular imaging analysis will allow us to observe the incipience and progression of the disease. But hardware device for molecular imaging and software for molecular image analysis were dependent on imports. In this paper, we suggest image processing methods and designed software for bioluminescence signal analysis. And we demonstrated high correlation(r=0.99) between our software's photon counts and commercial software's photon counts. ROI function and processing functions were accomplished without error. This study have the importance of the development software for bioluminescence image processing and analysis. And this study built the foundations for creative development of analysis methods. We expected this study lead the development of image technology.

• 한국유기농업학회지
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• 제23권1호
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• pp.133-148
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• 2015

Although several adverse effects have been increased in recent years, synthetic agro-chemicals have been widely used to control diseases on paprika. This research was conducted to isolate and to characterize the antagonistic microorganism to control major paprika diseases, gray mold rot, fruit and stem rot, phytophthora blight, sclerotium rot, and wilt disease. Analysis of the fatty acid and analysis of the 16S rDNA gene sequence revealed that YKJ2 isolated in this research belongs to a group of Burkholderia cepacia. Specially, 16S rDNA gene sequence of YKJ2 showed 99% of sequence similarity with B. cepacia. Observation through the optical microscope revealed that YKJ2 was effective on suppression of the spore germination and the hyphal growth of pathogens. YKJ2 treatment on pathogens induced marked morphological changes like hyphal swelling and degradation of cell wall. In the case of phytophthora blight, the zoosporangium formation was restrained. On the basis of the results of this study, we propose that an antagonistic microorganism, B. cepacia, found in this study naming as "B. cepacia strain YKJ2" and has great potential as one of biological control agents against major diseases of paprika.

• 전기학회논문지
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• 제64권8호
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• pp.1207-1211
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• 2015

Various laser systems have been widely used in almost all industrial technologies because they have high energy density, directivity and coherence. Recently the clinical application is becoming wider in medical parts such as incurable disease, diagnosis and so on. Generally, ruby laser beam has the greatest efficacy for removing tattoos, freckle and other skin problem. But current medical ruby laser system has the maximum repetition rate of 2Hz and optical output beam energy of 1J. Many medical doctors really want to have a high repetition ruby laser system because that can reduce the operation time. We investigated a new ruby laser system with high repetition rate of 4Hz using double cavities. Furthermore, we develop a new power supply system adopting zero voltage switching(ZVS) to minimize switching loss by LLC resonant converter designed as 2kW class.

• Molecules and Cells
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• 제40권8호
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• pp.523-532
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• 2017

Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) is a noninvasive optical imaging technique that indirectly assesses neuronal activity by measuring changes in oxygenated and deoxygenated hemoglobin in tissues using near-infrared light. fNIRS has been used not only to investigate cortical activity in healthy human subjects and animals but also to reveal abnormalities in brain function in patients suffering from neurological and psychiatric disorders and in animals that exhibit disease conditions. Because of its safety, quietness, resistance to motion artifacts, and portability, fNIRS has become a tool to complement conventional imaging techniques in measuring hemodynamic responses while a subject performs diverse cognitive and behavioral tasks in test settings that are more ecologically relevant and involve social interaction. In this review, we introduce the basic principles of fNIRS and discuss the application of this technique in human and animal studies.