• 제목/요약/키워드: 반복계산

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벡터 유한 요소를 이용한 고주파 3차원 전자탐사 모델링 (Three-Dimensional High-Frequency Electromagnetic Modeling Using Vector Finite Elements)

  • 손정술;송윤호;정승환;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제5권4호
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    • pp.280-290
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    • 2002
  • 유한요소법을 이용한 전자기장의 3차원 모델링은 전자기장의 연속조건을 수치해가 만족하지 못함으로 인해서 발생하는 벡터 기생해(vector parasite)의 문제점을 가지고 있다. 이 연구에서는 벡터 기생해로 인한 오차를 줄이기 위해, 기저함수가 크기와 방향을 가지는 벡터요소를 도입하였다. 유한요소 행렬식은 complex BCG법을 적용하여 계산시간과 기억용량을 줄이고자 하였으며, 반복적인 해의 수렴속도 향상을 위해서 Point Jacobi법을 적용하였다. 개발된 알고리듬을 수직 전기 쌍극자 송신원을 이용한 층서구조 모형에 적용하여 이를 층서구조의 해와 비교함으로써 수치 모델링 알고리듬의 타당성을 검증하였으며, 이 과정에서 기존의 유한요소법에서 발생하는 벡터 기생해의 문제점이 벡터요소를 이용하는 경우에는 나타나지 않는 것을 확인하였다. 개발된 3차원 전자탐사 모델링 기법의 고주파수 영역으로의 적용성을 고찰하기 위하여, 100MHz의 수직 자기 쌍극자 송신원을 이용한 모델링을 유전율 이상층이 존재하는 층서구조 모형에 적용하여, 이를 층서구조 해와 비교하여 알고리듬의 타당성을 확인하였다. 검증된 3차원 전자탐사 모델링 기법을 유전율 이상체에 적용하여 이상체 주변에서의 전기장의 반응을 공간적으로 살펴보았다 이 연구에서 개발된 벡터요소를 사용한 3차원 고주파 전자탐사 모델링 기법은 기존의 전기전도도 이상체 뿐만 아니라 유전율 이상체에 대한 모델링을 가능하게 하여, 고주파 전자탐사법의 새로운 적용 및 해석의 기반을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

구강 내 사슬알균 종들에 대한 제3인산나트륨과 구연산의 탈부착 효과 (The Anti-Sticking Effect of Mixture of Trisodium Phosphate and Citric Acid on Oral Streptococcus species)

  • 정충현;조형훈;최광주;강승용;양남웅
    • 미생물학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.289-292
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    • 2008
  • Irisodium phosphate 12 hydrate와 citric acid monohydrate의 혼합액은 유리구슬(${\phi}7mm$)에 부착된 Streptococcus mutans (KCTC 3065)와 Streptococcus mitis (KCTC 3556) 및 Streptococcus salivarius (KCTC 3960)에 대하여 강한 항 부각효과를 보였다. 각 사슬알균 종들은 각각 3개의 유리구슬들이 들어있는 BHI 액체배지에서 18시간 흔들 배양되었다. 배양 후, 3개의 짧은 핀들이 부착된 핀셋을 사용하여 유리구슬들을 꺼낸 다음, 유리구슬에 맺힌 균액을 제거하기 위하여 생리식염수로 가볍게 세척하였다. 각 균주당 3개의 유리구슬들을 시약들이 들어있는 시험관에 넣고 vortex mixer로 10분씩 와동(渦動)하였다. 칫솔질과 유사한 효과를 얻기 위해 각 시험관들에 물에 젖지 않는 기름종이 조각들을 40 mg씩 넣었다. 구강 내 사슬알균 종이 아닌 Streptococcus agalactiae는 5분간 와동(渦動)하였다. 각 시험관에서 취한 샘플들을 10배 계단 희석하여 BBH 한천 배지와 혼합하고 배양한 다음, 집락수를 계수하였다. 사슬알균 종 당실험을 3번 반복하였고, 시약에 의해 탈부착된 균수를 평균하여 생리식염수대조군의 평균으로 나누어 그 배수를 탈부착 효과로 계산하였다. treptococcus mutans에 대하여 구연산-제3인산나트륨-식염수혼합액(이하 CTS, pH 6.0)의 탈부착 효과는 생리식염수 대조군에 비해서 평균 12.5배였으며, 제3인산나트륨-식염수 혼합액(이하 TS, pH 8.4)은 평균 7.5배였고, 구연산-식염수 혼합액(이하 CS, pH 4.6)은 6.0배였다. Streptococcus salivarius에 대해서 CTS는 7.2배, TS는 2.6배, CS는 2.8배였다. Streptococcus mitis에 대해서 CTS는 2.4배였고, TS는 3.4배였으나 CS는 0.3배로 탈부착 효과가 없었다. 구강 내 사슬알균 종이 아닌 Streptococcus agalactiae에 대해서 CTS는 0.7배, TS는 0.6배, CS는 0.6배로 3가지 시약에 대하여 탈부착 효과가 전혀 없었다. 이러한 결과들은 충치와 아급성 심내막염의 원인균인 구강 내 Streptococcus mutans, Streptococcus salivarius 및 Streptococcus mitis가 CTS 혼합물에 의해서 구강으로부터 쉽게 제거될 수 있음을 의미한다. 따라서 이러한 결과를 응용하면 새로운 개념의 치약을 개발할 수 있을 것으로 생각되며, 충치의 예방 및 발치 후 아급성 심내막염의 예방에 도움이 될 것으로 사료된다.

다기관 코호트 연구에서 경동맥 내막-중막 두께 측정의 측정자간 신뢰도 평가 (Inter-Rater Reliability of Carotid Intima-Media Thickness Measurements in a Multicenter Cohort Study)

  • Lee, Jung Hyun;Choi, Dong Phil;Shim, Jee-Seon;Kim, Dae Jung;Park, Sung-Ha;Kim, Hyeon Chang
    • Journal of health informatics and statistics
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    • 제41권1호
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    • pp.49-56
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    • 2016
  • 목적: 경동맥 내막-중막 두께와 경동맥 경화반의 존재유무는 죽상동맥경화증의 임상 전단계를 나타내는 지표로 널리 사용되고 있다. 경동맥 내막-중막 두께를 측정할 때의 측정자 의존성 때문에, 다기관 연구에서는 경동맥 내막-중막 두께와 경화반 측정의 기관간 신뢰도를 확인하는 것이 중요하다. 이 연구의 목적은 심뇌혈관 및 대사질환원인 연구센터에 속해 있는 세 임상기관 사이의 경동맥 내막-중막 두께와 경화반 측정의 측정자간 신뢰도를 평가하는 것이다. 방법: 심뇌혈관 질환 과거력이 없는 사람 20명이 2014-2015년 사이에 이 연구에 참여하였고(연령 37-64세), 미리 정해진 프로토콜에 따라 연구참여자의 좌, 우 경동맥을 세 임상기관에서 반복적으로 측정하였다. 총 경동맥의 원위부에서 측정한 경동맥 내막-중막 두께의 최대값과 평균값을 기록하였다. 경동맥에서의 경화반 존재유무는 측정자에 의해 확인되었다. 경동맥 내막-중막 두께와 경화반 존재유무의 신뢰도를 급내상관계수와 카파 통계량을 통해 각각 평가하였다. 결과: 계산된 급내상관계수는 최대 경동맥 내막-중막 두께를 평가하였을 때 0.647이었고 (95% CI: 0.487-0.779), 평균 경동맥 내막-중막 두께를 평가하였을 때 0.758 (95% CI: 0.632-0.854) 이었다. Bland Altman plot에서, 관측치의 대부분은 평균의 차이에서 ${\pm}1.96$ 표준편차 사이에 분포하였다. 각 기관 사이의 경화반 존재유무에 대한 카파 통계량은 0.304 (기관 1과 2), 0.507 (기관 1과 3), 0.606 (기관 2와 3)이었다. 전반적인 일치를 평가하는 Fleiss카파값은 0.445였다. 결론: 세 임상기관 사이의 경동맥 내막-중막 두께의 측정자간 신뢰도는 훌륭하였으며, 경화반 존재유무에 대한 신뢰도는 적정하였다.

목초액 처리가 돈분퇴비의 부숙도에 미치는 영향 (Effect of Pyroligneous Acid Liquor on the Maturity of Pig Manure Compost)

  • 이종은;홍주화;장기운;황준영
    • 한국토양비료학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.101-107
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    • 2005
  • 본 연구는 친환경농자재로 선정된 목초액이 돈분 퇴비화 과정중 이화학성과 부숙도에 미치는 영향을 평가하고 그 이용가치를 구명하기 위하여 실시하였다. 퇴비더미의 온도는 목초액 PAL-100 처리구에서 약 8일내에 가장 빠르게 $65-70^{\circ}C$ 정도에 도달하였으며, 약30일 이후에는 변화가 안정화되어 약 $28^{\circ}C$를 유지하였다. 반면, 관행구는 초기의 약 $60^{\circ}C$에서 반복적인 뒤집기와 수분조절에 따른 온도의 증감을 보인 후 약 50일 전후에는 안정화 되었다. pH는 발효초기에 PAL-100 처리구에서 가장 크게 감소하였으나 약 10일내로 서서히 증가한 후 감소하여 최종적으로 7.6을 유지하였고, PAL-300 처리에서는 최종 pH가 7.7이었으며 관행구에서는 약 8.0으로 조사되었다. 그리고 모든 처리구에서 총탄소는 감소하였으며, 부피의 감소에 따른 용적밀도를 기준으로 계산된 총질소는 증가하였다. C/N율의 감소는 PAL-100, PAL-300 및 관행구 순서로 컸으며, 최종 퇴비의 C/N율은 PAL-100, PAL-300 및 관행구 각각 24.3, 29.6, 37.0이었다. 또한 퇴비의 부숙도와 안전성 평가는 원형여지크로마토그래피와 식물독성실험으로 조사하였는데, 목초액을 처리한 PAL-100과 PAL-300 처리구가 관행구의 여지보다 테두리에 용액의 전개현상으로 본 부숙의 안정화가 빨랐음을 확인할 수 있었다. 특히, 최종퇴비의 GI는 PAL-100 처리구가 관행구보다 약 20% 높은 결과를 보였다. 이는 퇴비의 부숙도가 더욱 안정화 되어 식물의 생육에 저해를 주지 않음을 나타내는 것이라고 판단된다. 이와 같은 결과를 종합하여 볼 때 목초액을 약 100-300배로 희석하여 퇴비더미를 교반할 때 약 3회 정도 살포해 주면 퇴비 내 미생물의 증식을 도모하여 퇴비의 부숙 촉진을 가져올 것으로 기대된다.

KOMPSAT-5 위성영상의 Coarse-to-fine SAR 오프셋트래킹 기법을 활용한 동남극 Campbell Glacier의 2차원 이동속도 관측 (Two-dimensional Velocity Measurements of Campbell Glacier in East Antarctica Using Coarse-to-fine SAR Offset Tracking Approach of KOMPSAT-5 Satellite Image)

  • 채성호;이광재;이선구
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권6_3호
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    • pp.2035-2046
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    • 2021
  • 빙하 이동속도는 빙하역학 연구에 가장 기초가 되는 관측치로 기후 변화에 따른 해수면 상승 등을 예측하는데 매우 중요한 지시자이다. 본 연구에서는 SAR 오프셋트래킹 기법을 통해 동남극 테라노바 만에 위치한 Campbell Glacier에 대한 2차원 이동속도를 관측하였다. 이를 위하여 연구지역에 대하여 2021년 7월 9일과 2021년 8월 6일에 촬영한 국내 KOMPSAT-5 SAR 위성영상을 획득하였다. 선행 연구를 통하여 제안한 다중변위커널을 활용한 오프셋트래킹 기법은 해상도와 정밀도를 모두 만족하는 최적의 결과를 얻는 기법이다. 하지만 커널 크기에 따라 오프셋트래킹을 반복하여 수행하기 때문에 매우 집약적인 연산 능력과 시간이 필요하게 된다. 따라서 본 연구에서는 전략적으로 coarse-to-fine SAR 오프셋트래킹 방법을 고안하였다. coarse-to-fine 오프셋트래킹을 통하여 일반적인 오프셋트래킹 결과보다 해상도는 유지되고 정밀도는 향상(특히, 비행방향으로 약 4배)된 결과를 획득할 수 있다. 이 기법을 활용하여 Campbell Glacier에 대한 2차원 이동속도 영상을 생성하였다. 2차원 이동속도 영상을 분석한 결과 Campbell Glacier의 지반선(grounding line)은 대략 위도 -74.56N 부근에 존재하는 것으로 관측할 수 있었다. 이 연구에서 분석된 Campbell Glacier Tongue의 흐름속도(185-237 m/yr)는 1988-1989년의 흐름속도(140-240 m/yr)에 비하여 증가하였다. 그리고 2010-2012년의 흐름속도(181-268 m/yr)에 비하여 지반선 부근에서 이동속도는 유사하였지만 Campbell Glacier Tongue의 끝부분에서의 이동속도는 감소한 것을 확인할 수 있었다. 하지만 이는 본 연구의 연구 결과는 28일 동안 발생한 빙하의 이동속도를 연간 속도로 환산한 것이기 때문에 발생하는 오차일 가능성이 있다. 향후 정확한 비교를 위해서는 시계열적으로 자료를 확장하여 연간 속도를 정확하게 계산하는 과정이 필요할 것이다. 이 연구를 통해 최초로 국내 X-밴드 SAR 위성인 KOMPSAT-5 위성 영상을 활용하여 빙하의 2차원 이동속도를 관측하였으며, KOMPSAT-5 영상의 coarse-to-fine SAR 오프셋트래킹 기법이 빙하의 2차원 이동속도 관측에 매우 유용함을 확인할 수 있었다.

깊이 센서 기반 모션 분석 시스템을 사용한 어깨 운동학 조사 (Investigation for Shoulder Kinematics Using Depth Sensor-Based Motion Analysis System)

  • 이인규;박재형;손동욱;조용운;하상훈;김유진
    • 대한정형외과학회지
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    • 제56권1호
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    • pp.68-75
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    • 2021
  • 목적: 견관절의 운동 기능에 대한 평가는 견관절 질환의 진단 및 경과를 파악하는 데 있어 중요하다. 본 연구는 정상군 및 견관절질환을 가진 환자군에 대해 깊이 센서 기반 동작 분석 시스템을 통한 관절 운동을 동적으로 분석하여 문헌 고찰과 함께 보고하는 바이다. 대상 및 방법: 70명의 피험자가 연구에 참여하였으며 정상군 30명과 견관절 질환을 가진 환자 40명으로 분류하였다. 견관절 질환을 가진 환자 40명은 4가지 질환(회전근개 파열, 유착성 활액막염, 충돌 증후군, 회전근개 관절병증)으로 세분화하였다. 총 3회 반복된 외전 및 내전 운동 시 시간에 따른 각도를 깊이 센서 기반 동작 분석 시스템으로 측정하였으며, 최대 외전 각도, 최대 외전 각 속도, 최대 내전 각속도, 외전/내전 시간 비를 계산하였다. 상기 매개 변수들에 대해 정상군 30명과 환자군 40명을 비교하는 한편, 정상군 30명과 4가지 질환군별 10명, 총 5개 군을 비교하였다. 결과: 견관절 질환을 가진 환자군에서는 정상군에 비해 감소된 최대 외전 각도(θmax), 최대 외전 각속도(ωmax), 최대 내전 각속도(ωmin)를 보였으며, 증가된 외전/내전 시간 비(tabd/tadd)를 보였다. 세분화된 질환군별 비교에서는 최대 외전 각도(θmax)와 최대 외전각속도(ωmax)가 정상군에 비해 유착성 활액막염 환자군 및 회전근개 관절병증 환자군에서 감소되었고, 외전/내전 시간 비(tabd/tadd)가 정상군에 비해 유착성 활액막염 환자군, 회전근개 파열 환자군 및 회전근개 관절병증 환자군에서 증가되었다. 결론: 깊이 센서 기반 동작 분석 시스템을 사용한 견관절의 운동 분석을 통해 관절 운동 범위뿐 아니라 각속도 등의 동적 운동 변수를 측정할 수 있었으며, 이를 통해 견관절의 더 정확한 기능 평가 및 심도 있는 질환의 이해가 가능할 것이다.

강화지역 청소년의 4년간 혈청 지질의 변화와 지속성 (Four-year change and tracking of serum lipids in Korean adolescents)

  • 이강희;서일;지선하;남정모;김성순;심원흠;하종원;김석일;강형곤
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제30권1호
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    • pp.45-59
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    • 1997
  • 소아에서부터 청소년기까지 혈청 지질의 지속성(tracking)은 서구에서 행해진 연구들에 의해서 이미 잘 알려져 있으나 국내에서는 이에 관한 연구가 거의 이루어지지 않았다. 본 연구는 우리나라 청소년의 혈청 지질치의 변화를 조사하고 지속성이 있는지를 분석하였다. 연구대상은 경기도 강화군에서 진행하고 있는 강화 아동 혈압 코호트(719명)의 청소년들로 12세, 14세, 16세 세 번에 걸쳐서 공복 후 혈액검사(혈청 총 콜레스테롤, 중성지방, LDL 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤을 포함)와 신체계측을 시행하였다. 이 중 3번의 혈액 검사에서 10시간 이상의 공복이 확인된 청소년 309명 (남자 162명, 여자 147명)을 최종 연구대상으로 선정하였다. 연구대상이 된 청소년들과 연구대상에서 제외한 청소년들의 12세때 초기 검사치들을 t 검정을 이용하여 서로 비교한 결과 통계학적으로 유의한 차이는 없었다. 연구방법은 우선 혈청 지질치의 변화양상을 보기 위하여 각 검사 년도간에 반복 측정된 분산분석을 시행하였다. 각 혈청지질의 지속성을 보기 위해서는 첫께, 초기값을 바탕으로 사분위 집단으로 나누어 각 사분위 집단의 혈청지질치가 매 검사 연도마다 어떻게 변하는 지를 그림으로 나타내었다. 둘째, 혈청지질치의 검사 시기사이의 스피어맨 상관계수를 구하였다. 그리고 마지막으로 각 검사 년도의 혈청지질치를 사분위 집단으로 구분하여 초기검사에서 가장 위험도가 큰 집단에 속한 사람들이 지속적으로 위험도가 큰 집단에 속하는 백분율을 계산하였다. 연구결과 남녀 모두 4년간 세 번의 검사에서 혈청 총 콜레스테롤은 남자가 초기검사에서 $160.7{\pm}25.3mg/dl$, 최종 추적검사에서 $150.0{\pm}27.8mg/dl$, 여자가 초기검사에서 $168.8{\pm}29.7mg/dl$, 최종 추적검사에서 $168.8{\pm}29.7mg/dl$, 중성지방은 남자가 $98.0{\pm}45.7mg/dl$에서, $114.1{\pm}67.9/mg/dl$로, 여자가 $109.9\geq37.1mg/dl$에서, $104.9{\pm}47.6mg/dl$로, LDL 콜레스테롤은 남자가 $93.6{\pm}21.2mg/dl$에서, $83.0{\pm}25.0mg/dl$로 여자가 $83.0{\pm}25.0mg/dl$에서, $94.7{\pm}24.4mg/dl$로, HDL 콜레스테롤은 남자가 $47.6{\pm}9.1mg/dl$에서, $44.2{\pm}9.4mg/dl$로, 여자가 $48.8{\pm}10.0mg/dl$에서, $47.8{\pm}11.3mg/dl$ 변화하였다. 반복 측정한 분산분석 결과 남녀 모두 4년 동안 혈청 총 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, HDL콜레스테롤이 통계적으로 유의하게 감소하였다. 특히 남자 LDL 콜레스테롤은 두 번의 추적검사에서 모두 감소한 것으로 나타났다. 중성지방은 남자에서는 지속적으로 증가하였고 여자에서는 변화가 없었다. 같은 연령에서 남녀간의 각 혈청지질치를 비교해보면 중성지방을 제외하고는 모두 여자가 남자보다 더 컸다. 혈청 지질의 초기 검사와 최종 검사간의 스피어맨 상관분석과 각 혈청 지질치의 위험도가 가장 큰 사분위집단에 잔류하는 백분율을 보면 지속성이 존재하였다. 혈청 총 콜레스테롤과 HDL 콜레스테롤에서 각 시기의 검사치들의 상관계수는 남자가 0.6 이상, 여자가 약 0.7 이상이었으며 통계적으로 유의하였다. 첫 번께 검사에서 위험도가 가장 큰 사분위 집단에 속한 사람 중 두 번째 검사에서도 위험도가 가장 큰 사분위 집단에 속한 백분율은 여자의 중성지방(42.9%)을 제외하고는 모두 50%이상이었다. 이들이 세 번째 검사에서도 같은 사분위 집단에 잔류한 백분율은 여자의 중성지방(25.7%)을 제외하고 모두 35%이상이었다. 결론적으로 청소년기의 혈청 지질치는 지속성이 있음을 알 수 있었다. 그러나 본 연구는 4년 동안의 변화이고 성인까지의 변화를 보기 위해서는 좀 더 장기적인 연구가 필요하다.

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송도 갯벌과 영일만 조하대 저서동물의 군집조사를 위한 적정 채집면적의 결정 (Determination of the Optimum Sampling Area for the Benthic Community Study of the Songdo Tidal Flat and Youngil Bay Subtidal Sediment)

  • 고철환;강성길;이창복
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제4권1호
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    • pp.63-70
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    • 1999
  • 연성저질의 갯벌과 조하대에 서식하는 저서동물의 정점당 채집면적을 제안하고자 인천 송도 1 개 정점에서 0.02 $m^2$ 박스코아를 이용하여 총 250 회 (5 $m^2$), 영일만 조하대 1 개 정점(수심 20 m)에서 0.1 $m^2$ 반빈 채니기를 이용하여 총 50 회(5 $m^2$)의 표품을 반복 채집하였다. 본 연구에서 제안한 채집면적은 모집단으로 설정한 5 $m^2$에 대해서 출현종수와 생태지수(다양성, 종풍부도, 균등도, 우점도지수), 종조성의 유사성(유사도지수 기준)이 75%로 나타나는 수준의 면적으로 설정하였다. 송도갯벌 5 $m^2$에 서식하는 저서동물은 56 종, 영일만 조하대 5 $m^2$에서는 총 60 종이었다. 채집면적 (A; $m^2$)에 따른 저서동물의 누적 출현종수($N_{sp}$)는 송도갯벌에서 $N_{sp}=37.379A^{0.257}(r^2=0.99)$, 영일만 조하대에서 $N_{sp}=40.895A^{0.257}(r^2=0.98)$의 관계식으로 나타낼 수 있었다. 모집단으로 설정한 5 $m^2$에 대해서 출현총수의 75%가 출현하는 채집면적은 송도갯벌과 영일만 조하대에서 각각 1.6 $m^2$ (0.02 $m^2$ 박스코아, 80 회), 1.5 $m^2$ (0.1 $m^2$ 반빈채니기, 15 회)이었다. 0.02 $m^2$과 0.1 $m^2$의 단위표품을 계속 더하여 면적을 증가시키면서 새롭게 증가된 각 면적에서의 생태지수와 유사도를 다시 계산하였다. 그 결과, 5 $m^2$의 생태지수에 75% 근접하는 면적은 송도갯벌에서 < 0.5 $m^2$~1.5 $m^2$, 영일만 조하대에서 < 0.5 $m^2$~1.2 $m^2$이였다. 종조성의 유사성을 75%로 반영하는 면적은 0.3 $m^2$(송도), 0.6 $m^2$(영일만)이었다. 군집분석을 위해 흔히 사용하는 이들 지수의 채집면적에 따른 변화를 추적하여 유사성 75%에 기준을 둔 채집면적으로 송도갯벌에서는 1.5 $m^2$(0.02 $m^2$ 박스 코아, 75 회), 영일만 조하대에서는 1.2 $m^2$(0.1 $m^2$ 반빈 채니기, 12 회)을 제안할 수 있었다. 이들 채집면적은 송도갯벌에서 상위 우점 7 종(개체수 68%를 차지함)의 서식밀도를, 영일만 조하대에서 상위 우점 6 종(개체수 90% 차지함)의 서식밀도를 정밀도 0.2 이내에서 추정할 수 있게 한다.

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기니픽에서 흡연 노출에 의한 젤라틴 분해 단백 효소의 발현 양상에 관한 연구 (The Increased Expression of Gelatinolytic Proteases Due to Cigarette Smoking Exposure in the Lung of Guinea Pig)

  • 강민종;이재호;유철규;이춘택;정희순;서정욱;김영환;한성구;심영수
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제50권4호
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    • pp.426-436
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    • 2001
  • 흡연은 만성 폐쇄성 폐질환의 가장 흔하고 중요한 원인이며 발생기전으로 단백분해효소 및 그 억제제의 불균형에 의한 폐조직 파괴가 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 생체내의 여러 단백분해효소 중 matrix metalloproteases (MMPs) 의 역할에 대한 연구가 최근 활발한데, 이들의 다수는 젤라틴 분해능을 보인다. 연구자들은 흡연에 의한 MMPs의 발현 및 폐기종 발생과의 관련성을 규명하기 위한 첫 단계로 기니픽에서 흡연에 의한 젤라틴 분해 단백분해효소의 발현 양상을 알아보고자 하였다. 방 법 : 500gm 가량의 건강한 기니핀 15마리를 대조군 5마리, 6주 흡연군 5마리, 12주 흡연군 5마리 씩 배정한 후, 하루에 5시간 씩, 담배 20개피를 간접 흡연시키는 과정을 일주일에 5회 반복하였다. 흡연력의 정도에 따른 폐조직 내 세포 침윤의 증가를 알아보기 위해, 폐조직을 H&E 염색한 후 400배 확대 시야에서 보이는 폐포벽의 세포 수를 계산하여 일반선형모델을 이용한 통계 분석법으로 처리하였다. 흡연에 의한 젤라틴 분해 단백분해효소의 발현 양상을 알아보기 위해 기관지폐포세척술을 시행하여 폐포내 세포를 얻은 다음 이를 배양접시에 $1{\times}10^6$개 씩 분주하였는데, 한 배양접시에는 아무 처치도 하지 않았고 다른 한쪽은 0.1mM의 EDTA를 첨가하였다. 48시간의 배 양 후 얻은 상층액으로 'gelatin zymography'를 시행하여 젤라틴 분해 단백분해효소의 발현 및 EDTA에 의한 억제 여부를 관찰하였다. 결 과 : 대조군의 혈중 평균 COHb 농도는 4.1g/dl인 반면, 흡연 노출군의 혈중 평균 COHb 농도는 5시간 노출 직후에는 24g/dl, 노출 후 30분에는 18g/dl, 노출 후 1 시간 후에는 15g/dl 로 측정되어 충분한 흡연노출이 이루어졌다. 400배 시야에서 보이는 폐포벽의 세포 수는 대조군은 $121.4{\pm}7.2$, 6주 흡연군은 $158.0{\pm}20.2$. 12주 흡연군은 $196.8{\pm}32.8$로 측정되어 선형회귀관계가 관찰되었다(p=0.001, $r^2=0.675$). 또한 침윤된 세포의 대부분은 염증 세포였다. 한편, 대조군에서는 젤라틴 분해 단백분해효소가 발현되지 않은 반면에, 6주 흡연군 및 12주 흡연군에서는 젤라틴분해 단백분해효소가 여러 개 관찰되었다. 또한 이 중의 일부는 EDTA에 의해 효소 활성도가 억제되었다. 결 론 : 흡연에 의해 기니픽의 폐조직에서 여러 젤라틴 분해 단백분해효소 발현이 증가하며 이 중의 일부는 MMPs의 억제제인 EDTA 에 의해 억제된다. 이는 흡연에 의해 MMPs의 발현이 증가할 가능성을 시사한다고 하겠다.

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