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혈액-뇌장벽 투과성에 대한 히스타민의 영향 (Influences of Histamine on Permeability across Blood-brain Barrier)

  • 김기진;신동훈
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제2권2호
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    • pp.33-43
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    • 1968
  • Histamine, 0.5 mg as histamine base in 4 ml of normal saline solution, was injected into rabbits anesthetized with nembutal and the mean blood pressure was kept in the range of $52{\sim}80\;mmHg$ for over one hour by supplemental additions. Following the injection of the test substances, 300 mg of urea and 200 mg of antipyrine intravenously, serial blood samples were obtained from the femoral artery and the internal jugular vein at $0.5{\sim}3$ minutes interval. The decreasing patterns in the concentrations of arterial and venous blood plasma samples were compared with each other. The ratio of the concentration of brain tissue to that of the final arterial plasma was also studied. By these measures the degrees of penetration of the test substances in the brain in the control and in the histamine treated rabbits were observed. The concentrations of antipyrine and urea in the arterial blood plasma were decreasing exponentially with respect to the time elapsed. The venous concentrations were anticipated to increase initially and to cross the arterial concentration curve in the point of equlibrium between the plasma and the tissue. On the contrary to the expectation venous concentration also revealed the decreasing tendency similar to that of arterial plasma. The similarity between these two curves, arterial and venous, would be atributable to the fact that the cerebral blood flow rate was large enough and the rising phase in the venous concentration curve was instantly over before serial blood samples were taken. Inspite of some similarity in the decreasing tedency in both concentration curves there were appreciable discrepancies between the arterial and venous plasma which would reflect the situation far from the equlibria among several compartments in the brain. Changes in plasma potassium levels caused by the injection of histamine or bleeding were observed, too. Using 8 rabbits as the control and 12 rabbits for the histamine treated group following results were obtained: 1. Both of the concentration curves, arterial and venous, declined rapidly at_first and slowly later on and approached same equilibrium concentration with the passage of time after a single injection. The time at which attained the same concentration was $2.0{\pm}0.54\;min.$ in the control and $4.3{\pm}1.92\;min.$ in the histamine treated group with respect to antipyrine. On the other hand in the case of urea they were $2.4{\pm}0.59\;min.$ in the control and $4.4{\pm}1.31\;min.$ in the histamine group, respectively. In the histamine treated group enlarged spaces for distribution of test substances were postulated. 2. The concentration of antipyrine in the brain tissue water revealed no significant differences between the control and experimental groups, showing $212{\pm}40.2\;mg/l$ in the control and $206{\pm}64.1\;mg/l$ in the histamine treated group. On the other hand urea revealed higher value in the histamine treated group than in the control, showing an enhanced penetration of urea into the tissue after injection of histamine. Urea concentration in the brain water was $32.3{\pm}3.36\;mg%$ in the control and $39.2{\pm}4.25\;mg%$ in the histamine treated group. 3. The distribution ratio of antipyrine in the brain tissue was very close to unity in the histamine treated animals as well as in the control. 4. The average of the distribution ratio of urea in the control animals was 0.77 and it showed the presence of blood-brain barrier with regard to urea. However in the histamine treated animals the distribution ratios climbed up to 0.86 and they were closer to unity than in the control animals. Out of 12 cases 5 were greater than 0.9 and 8 exceeded 0.85. It appeared that histamine enhanced the penetration of urea through the barrier. 5. Histamine injection and or hemorrhage caused an elevation of the concentration of potassium in plasma. In the event that histamine and hemorrhage were applied together the elevation of potassium exceed the elevation seen at the histamine alone. There was no evidence that the leakage of potassium from the brain tissue was dominant in comparison with the general leakage from the whole body.

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콩 종자에서 쿠니츠트립신인히비터와 P34 단백질의 유전 (Inheritance of Kunitz Trypsin Inhibitor and P34 Protein in Soybean Seed)

  • 한은희;성미경;백운장;심상인;김민철;정종일
    • 한국작물학회지
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    • 제57권1호
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    • pp.78-82
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    • 2012
  • 인체내에서 소화불량 및 알레르기 반응을 일으킴으로써 콩의 품질을 저하시키는 물질인 Kunitz trypsin inhibitor(KTI) 단백질이 결핍되고, P34 단백질을 적게 함유하는 콩 계통을 선발하기 위해서, 현재까지 보고되지 않은 KTI 단백질의 유무와 P34 단백질 함량간의 유전관계에 대한 정보를 얻기 위하여 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 07B1과 PI567476의 교배를 통해 얻어진 479개의 $F_2$ 종자를 대상으로 SDS-PAGE를 이용한 KTI 단백질의 유무를 확인한 결과, KTI 단백질이 존재하는 종자의 수는 353개, 결핍된 종자는 126개로 3 : 1로 분리하였다. 2 Western blot을 이용한 P34 단백질의 함량을 확인 한 결과, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 363개, 함량이 낮은 종자는 116개로 P34 단백질 함량에 대한 유전분리비는 3 : 1로 나타났다. 3. 전체 $F_2$ 종자 479개 중에서 KTI 단백질이 존재하며, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 266개, KTI 단백질이 존재하고 P34 단백질 함량이 낮은 종자가 88개, KTI 단백질이 결핍이고 P34 단백질함량이 보통 또는 높은 종자가 102개, KTI 단백질이 결핍이며 P34 단백질 함량이 적은 종자가 23개로 9:3:3:1의 분리비에 적합하여 KTI 단백질 유무와 P34 단백질 함량간에는 독립유전을 하였다.

체외순환하 시행한 관상동맥우회술 후 발생한 급성신부전증 (Acute Renal Failure after On-pump Coronary Artery Bypass Surgery)

  • 진웅;조민섭;박찬범;사영조;김치경
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제37권5호
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    • pp.416-422
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    • 2004
  • 급성신부전증은 심장수술 후 가장 흔하게 경험하는 합병증 중 하나이다. 급성신부전증의 원인은 매우 다양하며 독립적으로 증상을 일으키는 경우보다는, 여타 합병증을 동반하는 경우가 많고, 환자의 전신상태를 악화시키며 적극적인 약물 및 수액요법을 방해하는 등으로 동반된 다른 합병증의 치료를 까다롭게 하여 환자의 회복에 중요한 장애요인으로 작용한다. 저자들은 일반적인 체외순환하 시행하였던 관상동맥수술 후 발생하는 급성신부전증의 임상적 의의를 확인하고 이를 예측할 수 있는 요인들을 밝혀 수술 후 발생하는 급성신부전증의 효과적인 예방법을 밝히기 위하여 본 연구를 시행 하였다. 대상 및 방법: 2000년 1월부터 2002년 12월까지 단일 술자에 의해 체외순환하 관상동맥우회 술을 시행받았던 97명의 환자들의 의무기록을 후향적으로 조사하였다. 모든 증례들에서 수술 전 요인으로 연령, 성별, 혈중크레아티닌이 2.0 mg/㎗ 이상 증가하였던 기왕력, 수술 전 마지막으로 검사한 혈중 크레아티닌 농도, 당뇨와 고혈압, 좌심실구출률, 수술 중 요인으로 응급수술 여부, 체외순환시간, 대동맥교차감자시간, 우회도관 말단부 문합수를 조사하였고, 수술 후에는 대동맥내 풍선펌프(intra aortic balloon pump)의 사용 여부를 조사하였다. 이들 인자들과 수술 후 혈중 크레아티닌의 농도가 2.0mg/㎗ 이상 증가하였던 증례와의 상관관계를 통계적 검증을 통하여 확인하였다. 결과: 총 97예의 환자 중 수술 후 혈액 크레아티닌 소견이 2.0 mg/㎗ 이상으로 증가하였던 경우는 19예였으며, 폐부종, 요량의 현저한 감소 등으로 복막투석을 시행하여야 하였던 경우는 3예였다. 이들 19명 중 8명에서 동반하는 합병증이 있어 합병증 발생률은 42.16%로, 크레아티닌의 증가 소견이 없었던 환자군의 78명중 5명(6.4%)에 비하여 유의한 차이를 보였다. 또한 사망률도 각각 10.5%와 1.3%로 유의한 차이를 보였다. 수술 후 크레아티닌의 증가와 관련된 인자는 당뇨, 수술 전 크레아티닌이 2.0 mg/㎗ 이상 증가하였던 기왕력, 좌심실구출률이었다. 결론: 관상동맥우회술을 시행한 후 발생하는 급성신부전증은 수술 전 당뇨와 급성신부전증의 기왕력 및 좌심실구출률과 상관관계가 있으며, 수술 후 발생하는 기타의 합병증의 유병률을 높이고 사망률을 증가시키는 것이 확인되었다. 그러므로 이상과 같은 위험요인이 있는 환자에서는 체외순환을 시행하지 않는 수술 법 등, 급성신부전증의 발생을 예방하기 위하여 적극적인 노력을 기울이는 것이 좋을 것으로 사료된다.

다기준 평가항목간 중복도를 반영한 AHP 기법 개발 (Development of Analytic Hierarchy Process or Solving Dependence Relation between Multicriteria)

  • 송기한;홍상연;정성봉;전경수
    • 대한교통학회지
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    • 제20권7호
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    • pp.15-22
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    • 2002
  • 교통 사업이 사회적 이익과 효율을 극대화하기 위해서는 적절한 평가가 이루어져야 한다 하지만 지금까지는 비용/편익 분석 등과 같은 단일기준에 의한 평가만이 이루어져왔다. 그러나 단일기준 평가 기법은 정성적인 항목을 제대로 반영할 수 없어서, 다양한 계층의 이해관계를 적절히 해결하지 못해왔다. 이러한 문제의 해결을 위해서, Saaty는 다기준 평가기법의 일종인 AHP 기법(Analytic Hierarchy Process)을 개발했다. AHP 기법은 전문가들을 대상으로 한 설문을 통해 평가항목과 대안 간의 가중치를 구하고. 이들을 선형 결합한 총합으로 대안을 평가한다. 이 과정에서 AHP 기법은 여러 평가항목의 관계가 독립적이라는 강한 가정을 하지만, 실제로는 평가항목 간에 완전히 독립적인 관계가 성립하기는 어렵다. 또한 전문가로 구성된 설문 대상자가 각각 느끼는 중복도의 크기도 같다고 할 수 없다. 따라서 이번 연구에서는 이러한 평가항목 간의 중복도 문제를 개선한 AHP 기법을 개발하고자 한다. 우선 중복도를 산정하기 위해 설문 대상자들이 느끼는 평가항목간의 중복도를 평가항목의 가중치에 반영할 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 3가지 모형을 제안한다. 첫 번째는 기존 AHP 기법의 가중치 산정 단계에서 결과를 보정하는 모형이다. 두 번째는 평가항목 간의 교차 가중치를 두 평가항목에 일정한 비율로 배분하는 것이고, 세 번째는 교차 가중치를 Fuzzy 측도인 Bel과 Pl을 사용하여 두 평가항목에 배분하는 모형이다. 마지막으로 이번 연구에서 개발된 모형의 적용성을 검증하기 위해 $\ulcorner$철도도심통과구간 개선사업$\lrcorner$에 실제로 적용하여 보았다.문제가 존재하나 모델추정 티에 유의하게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다 SP 방법을 사용한 데이터를 분석할 경우 다중응답의 문제(Repeated Measurement Problem)를 분석하는 절차를 반드시 수행하여야 한다. 만약 단순한 모델링기법의 추정치가 다중응답의 문제로 인해서 영향을 받았다면 반드시 모델링 추정치를 보정하여야 한다.는 규모가 큰 평수일수록 소음 IdB증가가 주택가격에 미치는 영향은 높은 것으로 분석되었다. 이상의 연구결과를 통해 볼 때 본 논문에서 도출된 교통소음의 가치를 교통시설의 타당성 평가에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.기 위해서 두 가지 검증방법을 이용하였다. 첫째는 시뮬레이션을 이용한 것이고, 둘째는 실제 주행조사 분석을 이용한 것이다. 두 가지 검증 결과는 알고리즘 정확도를 보여준다. 창출을 위한 범정부차원의 기획과 연구비의 집중투자를 추진하고 있다.달성하기 위해서는 종합류류 전산망의 시급한 구축과 함께 화물차의 적재율을 높이고 공차율을 낮출 수 있는 운송체계의 수립이 필요한 것으로 판단된다. 그라나 이러한 화물전용차선의 효과는 단기적인 치유책일 수밖에 없기 때문에 물류유통 시설의 확충을 위한 사회간접자본의 구축을 서둘러 시행하여야 할 것이다.으로 처리한 Machine oil, Phenthoate EC 및 Trichlorfon WP는 비교적 약효가 낮았다.>$^{\circ}$E/$\leq$30$^{\circ}$NW 단열군이 연구지역 내에서 지하수 유동성이 가장 높은 단열군으로 추정된다. 이러한 사실은 3개 시추공을 대상으로 실시한 시추공 내 물리검층과 정압주입시험에서도 확인된다.. It was resulted from

Teosinte (Zea mays ssp. mexicana) 신품종 극동 6호에 관한 생육특성, 수량성 및 사료가치 (Growth Characteristics, Yield and Nutritive Values of New Teosinte, 'Geukdong 6')

  • 최영;김은중;이상무
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.150-158
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    • 2016
  • 본 연구는 최근 개발되어 국내에 보급하고 있는 Teosinte 품종인 극동 6호의 생육특성, 수량성 및 사료가치를 평가하여, Teosinte 신품종 재배 및 이용을 위한 기초자료로 활용하고자 실시하였다. 실험설계는 옥수수(T1)와 수수${\times}$수단그라스 교잡종(T2)을 대조구로 하고 Teosinte 신품종인 극동 6호(T3)를 처리구로 한, 3처리 3반복 난괴법으로 배치하여 실시하였다. 초장은 T2구가 가장 높게 나타났으며(p<0.05), 엽폭, 엽수, 경의 굵기, 경경도, 건물수량은 T1구가 가장 높게 나타났다(p<0.05), 그리고 엽장, 분얼수, 생초수량은 T3구가 높게 나타났다(p<0.05). 조단백질과 조회분은 T3구가 가장 높게 나타났으며(p<0.05), 조지방은 T1구가 가장 높았으며(p<0.05), ADF와 NDF에서는 T2구가 가장 높게 나타났다(p<0.05). Brix degree를 비롯하여 Fructose, Glucose, Dextran, Isomerose, Inverted sugar와 같은 당 종류별 함량에 있어서는 T2 > T3 > T1구 순으로 높게 나타났다(p<0.05). 총 무기물 함량은 T3 > T2 > T1구 순으로 높게 나타났다(p<0.05). 사일리지에 있어서 pH는 T1구가 3.82로 가장 높았으며 lactate 함량은 T3 > T2 > T1구 순으로 높게 나타났다(p<0.05). 청예작물에 대한 기호성은 한우에서는 T1 > T3 > T2구 순으로 나타났고, 꽃사슴에서는 T3 > T1 > T2구 순으로 나타났으며 재래염소에서는 T1 > T2 > T3구 순으로 높게 나타났다. 그러고 사일리지를 제조하여 급여시 기호성을 보게 되면 한우, 꽃사슴, 재래염소에서 T1 > T3 > T2구 순으로 높게 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 Teosinte 신품종인 극동 6호는 대조 작물에 비하여 경이 부드럽고, 엽수가 많아 단백질 함량이 높았지만, 기호성은 사일리지용 옥수수 보다는 떨어지고, 수수${\times}$수단그라스 교잡종 보다는 높은 특징을 가지고 있다. 특히 높은 수분함량으로 인하여 건물수량은 적지만 생초 수량이 높아 청예용으로 유리한 작물로 생각 된다. 그러나 Teosinte 신품종인 극동 6호에 대한 파종시기, 재식밀도, 비료량 및 수확시기 등에 체계적인 재배 방법에 대한 규명이 이루어진 후 Teosinte 신품종인 극동 6호에 대한 정확한 평가가 이루어지는 것이 바람직할 것이다.

조선시대 도검 패용 광다회의 제작기법 분석 (Analysis of the Manufacturing Techniques for the KwangDahoe Tying on the Sword in Joseon Dynasty)

  • 백지선;정광용
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제50권3호
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    • pp.64-87
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    • 2017
  • 조선시대 끈을 일컫는 다회는 우리의 복식사, 문화사, 생활사가 녹아있는 산물로서 지역과 계층을 불문하고 다양한 분야에서 전반적으로 사용되었다. 국내외 다수의 유물이 현존하고 있으나 연구의 주요대상으로 선정되지 못하여 연구가 미흡하고 기법 전승 등에서도 접근성이 낮아 연구에 어려움이 많다. 본 연구에서는 도검의 패용(佩用)을 위해 사용된 광다회의 제작기법을 분석하여 다회의 비파괴적인 제작기법 분석 방안을 마련하고, 다회의 올바른 보존 및 계승에 기여하고자 하였다. 패용 광다회는 물건의 패용을 위한 용도로 사용되는 끈이며, 매듭을 맺기 위해 사용되기도 하여 현재는 매듭장에 의해 전승되고 있다. 제작원리는 원다회와 동일하고 다회틀 상판의 심지가 지지대 역할을 하기 때문에 제작된 다회의 중앙에 빈 공간이 존재하는 것이 특징이다. 이와 같은 다회는 3차원적으로 제작되어 제작기법이 복잡하고 현재까지 올의 개수와 배열에 따라 제작되는 다회에 관한 기초자료가 마련되어있지 않아 제작기법의 규명에 어려움이 많았다. 특히 제작기법의 추정을 위해 올을 해체하는 경우가 존재하지만 제작기법의 규명에는 어려움이 있고, 본래의 상태로 되돌릴 수 없다는 문제점도 있다. 따라서 다회의 비파괴적인 제작기법 분석방안 마련과 실제 유물에 대한 적용 가능성 평가의 필요성이 크다. 유물의 제작기법 분석은 다회 제작기법의 DB구축 결과를 바탕으로 하였고, DB구축을 위하여 다회의 도식화 및 복원샘플 제작, 형태적 특징 분석을 진행하였다. 또한 DB의 신뢰도를 높이기 위하여 유물의 X-ray CT 촬영으로 분석결과를 뒷받침할 근거를 마련하였으며, 촬영결과는 다회치기기법에 근거하여 제작기법을 해석하였다. 제작기법 분석의 대상으로 선정한 패용 광다회는 경인미술관 소장 도검(녹칠어피갑금동장별운도, 어피갑금동장곡병환도)의 패용을 위한 것으로 다회의 예술성, 기능성과 상징성을 겸비한 유산이며 광다회가 온전히 남아있어 띠돈을 비롯한 패용장식이 모두 온전한 유물이다. 유물의 제작기법 분석결과를 토대로 짜임형태를 관찰하였고 2점 모두 좌우측면에서 1회 교차된 것임을 알 수 있었다. 짜임형태 길이비 측정을 통해 20개의 올을 사용하여 제작된 것으로 확인되었다. X-ray CT 촬영결과 DB의 분석결과와 동일한 결과가 도출되어 차후 국내외에 산재되어있는 다회의 분석 및 연구를 위한 기초자료로서 활용이 가능할 것으로 사료된다. 이번 연구를 통해 미력하게나마 소중한 전통문화의 보존 및 계승, 발전에 도움이 되기를 바란다.

국내 기초·분석과학 분야 내 중국산 연구시설·장비 구축 현황에 따른 국산화 정책 제언 (Proposal of Localization Policy Based on the Status of Chinese's Research Facilities and Equipment Construction in Korean Basic and Analytical Science Field)

  • 김창용;정태원;공재현;박찬수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.460-471
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    • 2019
  • 본 연구의 목적은 과거 14년간 한국 정부가 투자한 연구시설 장비의 구축정보를 기반으로 기초 분석과학 분야에서 중국산 연구시설 장비가 국내연구장비 시장에서 차지하는 규모와 시장점유의 수준을 알아보기 위해 구축년도 장비표준분류 보유기관 유형별로 구축 수와 구축금액 차이를 비교 분석하였다. 또한 구축년도 장비표준분류 보유기관 유형 변수들 간에 상관성 유무도 분석하였다. 2019년 1월 1일을 기준으로 2005년부터 2018년까지 국내에 구축된 중국산 연구시설 장비를 대상으로 기초 분석과학 분야에 활용되는 연구시설 장비(구축금액이 3천만원 이상인 주장비 기준) 50점의 구축 수, 구축금액, 구축년도, 연구장비 보유기관, 그리고 장비표준분류를 분석 항목에 포함하였다. 구축년도 장비표준분류 보유기관 유형 내 중국산 연구시설 장비 구축 수 차이를 비교하기 위하여 단일표본 카이제곱검정 방법을, 구축년도 장비표준분류 보유기관 유형별 중국산 연구시설 장비 구축금액 차이를 비교하기 위하여 각각 맨-휘트니 U 검정과 크러스칼-왈리스 검정을 사용하였으며 구축년도 장비표준분류 보유기관 유형 간 상관성 유무는 교차분석을 통한 카이제곱검정을 이용하였다. 본 연구결과, 중국산 연구장비의 국내 구축 수와 금액은 구축년도 장비표준분류 보유기관 유형별로 통계학적으로 유의하게 증가(p<.05).하는 추세이며 2000년대에 비해 2010년대에 고가의 광학전자/영상장비가 사립대학 및 민간기업과 정부출연연구소에 구축되었다. 따라서 기초 분석과학 분야 내 중국산 연구시설 장비의 국내 구축현황은 국산보다는 그 수준이 아직 미비하지만 구축 수와 금액이 통계학적으로 유의하게 증가 추세이므로 중국산 연구시설 장비가 국내 연구산업시장을 잠식할 수 있다는 가능성을 인지함과 동시에 관련 대비책 마련이 정부 주도로 필요할 것이다.

폐쇄성수면무호흡증에 대한 지속적 양압치료가 삶의 질에 미치는 영향 : 단일기관 연구 (The Effect of Continuous Positive Pressure Therapy for Obstructive Sleep Apnea on Quality of Life : A Single-Institution Study)

  • 신현석;최말례;김신일;홍세연;은헌정
    • 수면정신생리
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    • 제27권2호
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    • pp.56-66
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    • 2020
  • 목 적 : 본 연구에서는 OSA환자의 임상적 특징과 CPAP 사용 전·후의 삶의 질 정도를 비교하여 CPAP 사용에 따른 삶의 질의 개선 정도를 알아보고자 하였다. 방 법 : 진료기록부를 통한 나이, 성별, 신장, 체중, 체질량지수, 앱워스 주간졸림척도, 수정된 말람파티척도, 한국판 몬트리올 인지평가, 피츠버그 수면의 질 지수를 조사하여 분석하였다. CPAP 사용에 따른 삶의 질의 개선정도를 알아보기 위해 연구대상자에게 전화 연락을 취하여 CPAP 사용 전·후의 삶의 질에 대해 시각형 아날로그 척도(VAS)를 이용하여 조사하였다. 결 과 : 신장(Z = -4.525, p < 0.001), 체중(Z = -2.844, p < 0.05), 수면의 질(Z = -2.671, p < 0.05)과 각성 지수(Z = -2.105, p < 0.05)에서 통계학적으로 남·녀 간에 차이(p < 0.05)가 있으며 나머지 변수에서는 차이가 없음이 확인되었다. 교차분석에서 χ2 = 7.724, p = 0.024로 p < 0.05보다 작으므로 OSA의 수준별 심각도와 성별 간에 차이가 있음이 확인이 되었다. PreCPAP QOL, PostCPAP QOL, CPAPUse Months, CPAP4Hr/d (%)의 OSA의 수준별 심각도에 따른 크기에는 통계적으로 유의미한 순서가 존재하지 않는 것으로 확인되었다(p > 0.05). CPAP 사용 전 AHI와 사용 후 AHI의 차이가 36.48 ± 21.54 (t = 11.609, p < 0.001)이었고, CPAP 사용 전 QOL과 사용 후 QOL의 차이가 -25.43 ± 22.06 (t = -7.901, p < 0.001)이었으며 통계적으로 의미 있는 차이(p < 0.001)를 보였다. 결 론 : OSA환자 중 남녀간 임상적으로 신장(HT), 체중(BW), 수면의 질(PSQI), 각성지수(AI), OSA의 수준별 심각도에서 남녀 간의 차이가 있었다. 그러나 CPAP전·후에 삶의 질은 남녀간 차이가 없었다. 또한 OSA환자에서 CPAP 사용 후 삶의 질이 개선되었음을 확인하였다.

상추잎 너비와 길이 예측을 위한 합성곱 신경망 모델 비교 (Comparison of Convolutional Neural Network (CNN) Models for Lettuce Leaf Width and Length Prediction)

  • 송지수;김동석;김효성;정은지;황현정;박재성
    • 생물환경조절학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.434-441
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    • 2023
  • 식물의 잎의 크기나 면적을 아는 것은 생장을 예측하고 실내 농장의 생산성의 향상에 중요한 요소이다. 본 연구에서는 상추 잎 사진을 이용해 엽장과 엽폭을 예측할 수 있는 CNN기반 모델을 연구하였다. 데이터의 한계와 과적합 문제를 극복하기 위해 콜백 함수를 적용하고, 모델의 일반화 능력을 향상시키기 위해 K겹교차 검증을 사용했다. 또한 데이터 증강을 통한 학습데이터의 다양성을 높이기 위해 image generator를 사용하였다. 모델 성능을 비교하기 위해 VGG16, Resnet152, NASNetMobile 등 사전학습된 모델을 이용하였다. 그 결과 너비 예측에서 R2 값0.9436, RMSE 0.5659를 기록한 NASNetMobile이 가장 높은 성능을 보였으며 길이 예측에서는 R2 값이 0.9537, RMSE가 0.8713로 나타났다. 최종 모델에는 NASNetMobile 아키텍처, RMSprop 옵티마이저, MSE 손실 함수, ELU 활성화함수가 사용되었다. 모델의 학습 시간은 Epoch당평균73분이 소요되었으며, 상추 잎 사진 한 장을 처리하는 데 평균0.29초가 걸렸다. 본 연구는 실내 농장에서 식물의 엽장과 엽폭을 예측하는 CNN 기반 모델을 개발하였고 이를 통해 단순한 이미지 촬영만으로도 식물의 생장 상태를 신속하고 정확하게 평가할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 그 결과는 실시간 양액 조절 등의 적절한 농작업 조치를 하는데 활용됨으로써 농장의 생산성 향상과 자원 효율성을 향상시키는데 기여할 것이다.

섬유용양마의 육종에 관한 연구 -단일반응성과 섬유종의 유전 및 연소 (Studies on the Breeding of the Response to short photoperiod, Fiber weight, and Qualitative characters and of the Associations Among these characters in Kenaf)

  • 박종문
    • 한국작물학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.115-124
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    • 1968
  • 1. 양마의 섬유중 단일반응성 엽형 경색 엽병색 삭과색에 관한 제형질에 대하여 개개의 질적형질의 유전 및 그들의 연소를 연구하였다. 량적형질의 유전은 통계유전학적방법을 이용하여 유전인자분석을 하였다. 또 이들 양적형질의 질적형질과의 연소 및 양적형질상호간의 연소를 조사하여 얻어진 지견을 응용하여 선발의 효과를 높이려고 하였다. 2. 본실험에는 양마의 품종 Dashkent, G38F-1의 1교잡을 사용하였다. Dshkent는 우리나라 재래품종으로 경색은 녹색이고 열핵엽형 녹색엽병색 개화일수는 10시간 단일처리하에서 106.9222일이고 호외 포장조건에서 105.8234일이었고 개체당 섬유중은 26.4922 gr였다. G38F-1은 Guatemala에서 도입하여 계통선발된 품종로서 적색경 수원엽형 적색엽병색 개화일수는 10시간단일처리하에서 62.3784일이고 호외포장조건에서 148.8921일였고 개체당 섬유중은 37.1591 gr.였다. 본교잡에 사용된 실험재료는 P, $P_2$, $F_2$, $F_2$, $BC_1$,($F_2$ ${\times}$ Dashkent), $BC_2$($F_2$ ${\times}$ G38F-1)의 각집단이며 1965년 수원작물시험장 포장에 재식하였다. 3. 엽형 엽병색 경색 삭과색 등 제형질의 유전은 수원엽형 녹색엽병 녹색경 녹색삭과등의 제인자가 단인자로서 그의 대립형질인 열각엽형 적색엽병 적색경 황색삭과에 대하여 각각 열성으로서 3:1의 Mendel성단순분리비를 나타내었다. 또 $F_1$과 열성형질과의 여교잡은 각각 1:1의 분리비가 인정되었다. 엽병색(G)과 엽형유전자(L)와의 조환가는 11.9565의 상인연소현상을 보였다. 삭과색(Y) 경색(R) 유전자간에는 어느것이나 연소현상이 보이지 않았다. 4. 단일반응성의 변이는 연소적이며 우성은 거의 인정되지 않았고 인자간의 상호작용도 인정되지 않았으며 상가적 유전을 보였다. 광의와 협의의 유전력은 각각 89.50%로서 실용적으로 대단히 높은 것으로 생각되었으며 단일반응성에 관여하는 유전자수는 2대의 인자로 추정하였고 다시 양친의 유전자형을 aabb AABB라고 측정하여 각인자의 작용가는 11.136일로 산출되었고 분해법에 의한 유전분석결과 유전자형의 관찰빈도분포와 이론빈도분포는 서로 잘 적합되었다. 단일반응성에 있어서 유전력이 대단히 높았으므로 비교적 초기세대에서 본 형질의 선발이 가능할 것 같았다. 5. 단일반응성과 엽형 및 엽병색 유전자와의 사이에 $F_2$, $BC_1$$BC_2$에서 각각 유의적인 상관관계를 볼 수 있었으므로 이들 형질간에 연소가 있는 것으로 인정되었다. 더욱 엽형과 엽병색과의 연소가 있는 것으로 인정되는 이상단일반응성 유전자와의 사이에 연소군이 인정된다. 6. 섬유중 유전자와 엽병색 및 엽형유전자와의 사이에 $F_2$$BC_1$$BC_2$에서 각각 유의적 상관관계를 볼 수 있었으므로 이를 형질간에 연소가 있는 것으로 인정되었다. 더욱 엽형과 엽병색과의 연소가 있는 것으로 인정되는 이상 섬유중 유전자와의 사이에 연소군이 인정된다. 7. 경장 경경 개화일수와 주당섬유중의 유전상관과 표현형상관에 있어서 전반적으로 표현형상관보다도 유전상관의 절대치가 크게되는 경향을 나타내었으며 식물체의 크기에 가장 밀접한 관계가 있는 경장 개화일수와 섬유중 형질상호간의 상관이 높은 치를 보였다. 8. 이상의 유전분석 결과 엽형 및 엽병색과 단일반응성경장 섬유중 형질간에는 연소 혹은 다면발현(pleiotropic effect)이 관여하는 것으로 이해하드라도 대과없는 것으로 생각되었고 양마에 있어서 고섬유중을 위한 선발은 엽병색 및 경장의 선발과 엽형 및 개화일수로서 선발을 함께 하면 그 효율이 높아질 것으로 믿어졌다.

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