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드론을 활용한 지표온도와 흡수일사 간 공간적 상관관계 분석 - 쿨루프 효과 분석을 중심으로 - (Analysis of Spatial Correlation between Surface Temperature and Absorbed Solar Radiation Using Drone - Focusing on Cool Roof Performance -)

  • 조영일;윤동현;이명진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_2호
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    • pp.1607-1622
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    • 2022
  • 본 연구의 목적은 도시폭염 저감을 위한 기법인 쿨루프를 연구지역에 적용하여 토지피복 객체 간 지표 온도와 흡수일사 간 공간적 상관관계 분석으로 실질적 효과 파악을 목적으로 한다. 이를 위해 실제 쿨루프가 적용된 경상남도 김해시 장유무계동 인근을 연구지역으로 선정하였으며, 드론 DJI Matrice 300 RTK에 열적외 영역센서 FLIR Vue Pro R, 가시광선 영역센서 H20T와 다중분광영역 센서인 Micasense Red-Edge를 활용하여 계측하였다. 계측 일정은 2021년 7월 27일 아침 7시 15분부터 약 1시간 30분 간격으로 총 9장의 열지도와 동일 시간대의 흡수일사 분포도, 쿨루프(113개) 및 일반옥상(367개) 지붕 객체를 추출하였다. 흡수일사 분포도는 ArcGIS의 3D 분석 기능인 Solar Radiation Analysis Tool을 통해 산출한 전천일사 분포도에 Micasense Red Edge를 통해 촬영한 Blue, Green Red, Near Infrared, Red Edge Range 영역대 센서의 조합을 통해 구축한 연구 지역의 알베도 값을 반영하여 구축한다. 전술된 자료를 기반으로 일반옥상과 쿨루프 지붕 객체별 지표온도와 흡수일사 간 Pearson 상관계수를 산출하였다. 분석 결과 일 평균 기준 일반옥상 0.550, 쿨루프 0.387의 상관계수 값을 나타내고 있었다. 하지만, 시간대별 상관성의 변화를 파악한 결과 분석일 기준 태양고도가 높은 시기인 11시 30분과 13시의 경우 일반옥상과 쿨루프 간 상관계수의 차이는 0.022, 0.024 값을 보여 유사한 상관성을 보이고 있다. 그 외 시간대는 일반옥상의 상관계수 값이 쿨루프 보다 약 0.1 이상 높은 값을 보이고 있다. 본 연구는 드론을 통해 취득한 고해상도 영상을 활용하여 쿨루프의 실질적 일사차단 영향의 가능성을 대조군이 되는 일반 옥상과의 상관성 비교를 통해 파악한 사례 연구이다. 향후 본 연구 결과를 기반으로 효율적인 도시열섬 저감기법 적용이 가능할 것으로 사료된다.

U.K. 지구시스템모델 UM의 리눅스 클러스터 설치와 성능 평가 (An Installation and Model Assessment of the UM, U.K. Earth System Model, in a Linux Cluster)

  • 윤대옥;송형규;박성수
    • 한국지구과학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.691-711
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    • 2022
  • 지구 대기에 영향을 주는 거의 모든 인간활동과 자연현상을 수치적으로 담아내는 지구시스템모델은 기후 위기의 시대에 활용될 가장 진보한 과학적 도구이다. 특히 우리나라 기상청이 도입한 지구시스템모델인 Unified Model (UM)은 지구 대기 연구의 과학적 도구로써 매우 활용성이 높다. 하지만 UM은 수치 적분과 자료 저장에 방대한 자원이 필요하여 개별 연구자들은 최근까지도 기상청 슈퍼컴퓨터에만 UM을 가동하는 상황이다. 외부와 차단된 기상청 슈퍼컴퓨터만을 이용하여 모델 연구를 수행하는 것은 UM을 이용한 모형 개선과 수치 실험의 원활한 수행에 있어 효율성이 떨어진다. 본 연구는 이러한 한계점을 극복할 수 있도록 개별 연구자가 보유한 고성능 병렬 컴퓨터(리눅스 클러스터) 에서 최신 버전 UM을 원활하게 설치하여 활용할 수 있도록 UM 시스템 환경 구축 과정과 UM 모델 설치 과정을 구체적으로 제시하였다. 또한 UM이 성공적으로 설치된 리눅스 클러스터 상에서 N96L85과 N48L70의 두 가지 모형 해상도에 대하여 UM 가동 성능을 평가하였다. 256코어를 사용하였을 때, 수평으로 1.875° ×1.25° (위도×경도)와 수직으로 약 85 km까지 85층 해상도를 가진 N96L85 해상도에 대한 UM의 AMIP과 CMIP 타입 한 달 적분 실험은 각각 169분과 205분이 소요되었다. 저해상도인 3.75° ×2.5° 와 70층 N48L70 해상도에 대해 AMIP 한달 적분은 252코어를 사용하여 33분이 소요되는 적분 성능을 보였다. 또한 적분을 위해 사용된 코어의 개수에 비례하여 적분 성능이 향상되었다. 성능 평가 외에 29년 간의 장기 적분을 수행하여 과거 지상 2-m 온도와 강수 강도를 ERA5 재분석자료와 비교하였고, 해상도에 따른 차이도 정성적으로 살펴보았다. 재분석자료와 비교할 때, 공간 분포가 유사하였고, 해상도와 대기-해양 접합에 따라 모의 결과에서 차이가 나타났다. 본 연구를 통해 슈퍼컴퓨터가 아닌 개별 연구자의 고성능 리눅스 클러스터 상에서도 UM이 성공적으로 구동됨을 확인하였다.

성인 남성의 최대하 운동시 대사반응 및 1,200 m 달리기 기록을 이용한 최대산소섭취량 추정식 개발 및 타당도 (Predictions of VO2max Using Metabolical Responses in Submaximal Exercise and 1,200 m Running for Male, and the Validity of These Prediction Models)

  • 임재형;전유정;장혁기;김효중;김기홍;이병근
    • 운동과학
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    • 제21권2호
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    • pp.231-242
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 운동부하검사에서 일반적으로 많이 사용하는 Bruce protocol을 이용한 최대하 운동의 대사반응, 주요 시점의 심박수 기록 및 1,200 m 달리기 기록을 이용하여 최대산소섭취량을 추정하는 모형을 개발하고 모형간 추정의 타당도를 분석하는 데 있다. 연구대상은 성인 남성 255명(1,200 m 달리기는 133명)이며 Bruce protocol을 이용하여 최대운동부하검사를 실시하였고, 3분인 1단계와 6분인 2단계 종료 시점의 대사반응을 측정하였다. 측정항목은 VO2(㎖㎖/kg/min), VCO2(㎖/kg/min), VE(L/min) 및 HR(bpm), HR가 150 bpm과 170 bpm에 도달하는 시간, Bruce protocol 6분과 3분 심박수 차이, 1,200 m 달리기 기록 등이었다. 신체자료와 최대하 운동 중 대사반응을 이용하여 최대산소섭취량을 산출하는 모형을 개발하기 위하여 다중회귀분석을 실시하였다. 모든 변수를 동시투입법으로 분석한 전체모형의 R은 0.642이고(p<.01) 추정의 표준오차(SEE)는 4.38 ㎖/kg/min, 변동계수(CV)는 10.8%이었으나(p<.01), 다중공선성이 나타났다. 단계별분석법으로 분석한 3분모형1과 모형2의 R은 0.341과 0.461이고, SEE는 6.05와 5.72 ㎖/kg/min, CV는 14.9와 14.1%로 나타났고(p<.01), 다중공선성이 나타나지 않았다. 6분모형1과 모형2의 R은 0.350과 0.456이었고(p<.01), SEE는 6.03과 5.74 ㎖/kg/min, 변동계수(CV)는 14.9와 14.2%로 나타났으며(p<.01), 다중공선성이 나타나지 않았다. 6분HR-3분HR 모형의 R은 0.150, HR150모형은 0.151, HR170모형은 0.154로 나소 낮게 나타났고, SEE는 6.36~6.37 ㎖/kg/min으로 유사하게 나타났고, CV도 15.7%로 유사하게 나타났다. 1,200 m 달리기 모형의 R은 0.444이고, SEE는 4.82 ㎖/kg/min, CV는 11.9%로 나타났다. 결론적으로 Bruce protocol을 이용하여 실시한 최대산소섭취량 추정 방법 중 실용적인 유용성과 간편성을 고려하면 대사반응을 이용한 6분모형과 3분모형이 적합한 모형으로 나타났고, 심박수 모형과 달리기 모형은 추정의 정확도가 다소 낮게 나타났다.

UV와 O3 노출에 따른 깔따구류의 생물학적 반응 및 열충격 단백질 70 발현 (Comparison of Biological Responses and Heat Shock Protein 70 Expression in Chironomidae by Exposure UV and O3)

  • 김지훈;김원석;박재원;고봉순;박기연;곽인실
    • 생태와환경
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    • 제56권4호
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    • pp.430-439
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    • 2023
  • UV와 O3는 정수처리 공정에 이용되는 물질로 유기물, 오염물질 및 미생물을 제거하는 것으로 많은 연구가 보고되어 있다. 본 연구에서는 저서성 대형무척추동물 중 오염지표 생물이며 실내 사육 중인 깔따구(C. flaviplumus, C. riparius)를 이용하여 UV와 O3 노출에 따른 생존율, 체 Fig. 5. Heatmap of relative mRNA expression of HSP70 in C. riparius and C. flaviplumus exposed to UV and O3. 색 변화 및 열충격 단백질(Heat Shock Protein 70) 발현 변화를 관찰하였다. UV에 노출된 C. flaviplumus의 생존율은 24시간 후 70% 감소하였으며, C. riparius는 50%로 감소하였다. O3에 노출된 C. flaviplumus는 생존율의 변화가 없었으며 C. riparius는 노출 10분 후 95%로 감소하였으나, 이후 노출 시간 동안 변화가 없었다. 또한, 체색 변화에서 두 종에 대한 UV와 O3 노출은 시간 의존적으로 붉은색의 체색이 옅어지는 현상을 관찰하였다. HSP70 유전자 발현에서 C. riparius는 UV 노출 후 대조군에 비해 발현이 증가하였으며, 노출 12시간 후에서 유의한 차이를 보였다(P<0.05). O3에 노출된 C. flaviplumus는 대조군에 비해 상대적으로 낮은 발현이 관찰되었으며, 노출 10분과 1시간 후에서 유의한 차이를 보였다 (P<0.05). 이와 같은 결과는 UV와 O3 노출에 따른 깔따구에 대한 생태독성학적 영향을 보고하였다. 따라서 본 연구 결과는 정수장에서 이용되는 소독물질인 UV와 O3가 정수장 내로 유입되는 깔따구에 주는 영향을 파악할 수 있는 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.

패각의 종류 및 소성 여부에 따른 호분안료의 특성 평가 (Characteristics Evaluation of Hobun Pigments according to Shell Types and Calcination)

  • 박주현;이선명;김명남;홍진영
    • 자원환경지질
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    • 제56권6호
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    • pp.899-909
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    • 2023
  • 본 연구는 전통적으로 채색문화유산의 백색 무기안료로 사용된 호분안료를 대상으로 패각의 종류 및 소성 여부에 따른 재료과학적 특성을 분석하고, 보존환경 안정성을 평가하였다. 이를 위해 벚굴, 대합 패각 2종으로 제조된 호분과 이를 1,150 ℃에서 소성한 호분 2종을 수집하였다. 성분분석 결과, 소성 전의 호분안료는 calcite, aragonite 등의 탄산칼슘이고, 소성 후에는 portlandite가 주구성 물질로 calcite가 혼재되어 있었다. FE-SEM분석 결과, 소성 전에는 패각 종류에 따라 고유의 입형 조직을 보이지만 소성 후에는 다공성 입자의 조직 형태로 변하였다. 이에 따라 안료의 흡유량이 상당히 커지는 것을 볼 수 있다. 또한 소성 전보다 소성 후 백색도가 향상되는데, 대합 호분 안료(CS)의 색도 개선율이 더 높았다. 촉진내후성 시험 결과, 호분안료 채색시편은 시험 후 색차값이 2미만으로 육안으로 인지하기 어려운 정도였다. 특히 소성 전에 비해 소성 후 호분안료의 색차값이 작은 것으로 색 안정성이 높아진 것을 알 수 있다. 반면 소성 전보다 소성 후 시편에서 채색층 도막의 안정성이 떨어지는 것을 확인하였다. 항진균 효과는 공시균으로 Aspergillus niger, Tyromyces palustris, Trametes versicolor를 사용하였고, 호분안료가 곰팡이균에 대한 예방 보호적 효과가 있는 것으로 드러났다. 특히 소성과정을 거친 안료의 항진균 효과가 우수했는데, 이는 안료의 재료적 특성상 염기성이 강해진 것에 기인된 결과로 판단된다.

낙엽송과 리기다소나무 벌채지에 조성된 낙엽송 임분의 11년간 토양 물리·화학적 특성 변화 (Changes in Soil Physiochemcial Properties Over 11 Years in Larix kaempferi Stands Planted in Larix kaempferi and Pinus rigida Clear-Cut Sites)

  • 노남진;한승현;이상태;조민석
    • 한국산림과학회지
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    • 제112권4호
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    • pp.502-514
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    • 2023
  • 본 연구는 낙엽송과 리기다소나무 벌채지에 조성된 낙엽송 조림지의 토양 물리·화학적 특성 및 조림목 생장의 장기적인 변화를 이해하고자 수행되었다. 낙엽송 전생임분(춘천, 김천)과 리기다소나무 전생임분(원주, 가평)에 낙엽송 노지묘(1-1)를 3,000본 ha-1 밀도로 2009-2010년에 식재하였다. 조림 당해연도와 식재 후 3, 7, 11년에 토양 시료(0-20 cm)를 채취하여 물리·화학적 특성을 분석하였으며, 동시에 주기적으로 수고 및 근원경을 측정하였다. 연구 결과, 식재 초기 미사와 점토 함량, 총탄소와 전질소, 유효태인산 농도, 양이온치환용량 등의 토양 특성은 전생임분에 따른 차이를 보였으나, 조림목 생장은 전생임분에 따른 차이를 보이지 않았다. 토양의 화학적 특성은 전반적으로 김천지역이 가장 양호한 반면, 조림목 초기 생장은 가평지역에서 가장 높게 나타났다. 조림 11년 경과 후에는 어린나무가꾸기 작업에 따라 임분밀도가 크게 감소한 원주(1,028본 ha-1)와 춘천(1,359본 ha-1)에서 흉고직경이 더 크게 나타났다. 한편 조림 초기 전생임분과 조림지별 토양 특성의 차이는 낙엽송 조림 11년 경과 후 유사하게 변화하였다. 특히 벌채·조림 후 높게 나타났던 모래함량과 유효태인산 농도는 잠재적으로 유기물 유입과 양분 흡수에 의해 크게 감소하였다. 본 연구는 벌채 후 조기 재조림이 양분 용탈을 제한하고 토양 안정화에 기여할 수 있음을 제안하고, 낙엽송 재조림지의 양분 관리에 유용한 정보를 제공한다.

통합혐기소화액의 시용이 벼 생육 및 논토양 환경에 미치는 영향 (Effects of Co-digestate application on the Soil Properties, Leachate and Growth Responses of Paddy Rice)

  • 홍승길;신중두;권순익;박우균;이덕배;김정규
    • 유기물자원화
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    • 제18권4호
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    • pp.31-37
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    • 2010
  • 가축분뇨는 적절하게 처리되기만 하면 가치 있는 자원이 될 수 있다. 년간 42백만톤에 달하는 가축분뇨의 84%가 퇴비와 액비 생산에 이용되고 있으며 최근에는 혐기소화를 통한 바이오가스 생산에 대한 관심이 고조되고 있으나, 혐기소화액의 농업적인 활용은 아직 인증되지 않은 실정이다. 본 연구에서는 가축분뇨와 음식물류폐기물을 혼합하여 소화시킨 통합혐기소화액을 이용하여 벼 재배시 생육과 논토양 환경에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 통합혐기소화액은 돈분과 음식물류 폐기물을 70:30(v/v)으로 혼합하여 HRT(Hydro-logic retention time) 14일의 고온혐기소화공정을 거쳤으며, 안전성을 평가하기 위해 모니터링을 수행하였다. 질소전량 기준으로 통합혐기소화액을 와그너 포트에 시용하고 침출수를 채취하여 양분의 용출과 생육을 조사하였다. 통합혐기소화액을 시용한 처리구에서는 토양중 치환성 칼륨, 구리, 아연 등이 증가하였으며, 통합혐기소화액 처리후 침출수 중의 질산태 질소 농도는 처리 농도가 증가할수록 높았으며 모든 처리구에서 2주 만에 침출되어 빠져나가는 것으로 나타났다. 생육반응에 있어서 분얼수는 처리간에 차이가 없었으며, 초장은 통합혐기소화액을 추천시비량 질소 기준으로 2배 시용한 처리구에서 가장 높았으나, 벼의 생육을 고려하면 오히려 도복의 위험이 높은 것으로 나타났다. 토양중 염류 집적을 고려하여 추천시비량 질소 기준에 맞게 시용하는 것이 바람직하며, 통합혐기소화액이 화학비료 대체제로서의 가치가 있는 것으로 판단되었다. 향후 장기적인 면에서 통합 혐기소화액의 논토양 환경에 미치는 영향에 대한 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.

On-X$^{circledR}$ 기계판막을 이용한 대동맥판 치환술의 조기 임상 경험 (Early Clinical Experience in Aortic Valve Replacement Using On-X$^{circledR}$Prosthetic Heart Valve)

  • 안병희;전준경;류상완;최용선;김병표;홍성범;박종춘;김상형
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제36권9호
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    • pp.651-658
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    • 2003
  • On-X 기계판막은 1997년 처음으로 사용된 이후 전 세계적으로 사용빈도가 증가하고 있다. 본 연구는 이 새로운 기계판막에 대한 유용성과 안전성, 그리고 술 후 혈역학적 변화에 대해 알아보고자 시행되었다. 대상 및 방법: 1999년 4월부터 2002년 8월까지 전남대학교병원 흉부외과에서 On-X 판막을 사용하여 대동맥판막 치환술을 시행했던 52명의 환자를 대상으로 분석하였다. 환자 중 52%가 남자였으며 평균연령은 50$\pm$13세였다. 연구는 판막수술 후 결과보고에 대한 AATS/STS 지침에 따라 분석하였다. 술 전 뉴욕 심장병학회의 기능분류상 class III 이상의 환자가 32명(61.5%)이였으며, 2명의 환자는 이전에 대동맥판막 수술을 받았던 환자였다. 71.1%의 환자에서 동반된 질환에 의해 대동맥판막 치환술과 함께 동반 수술을 시행하였고, 이식된 판막의 크기는 19 mm 13명, 21 mm 26명, 23 mm 10명과 25 mm 3명이었다 평균 외래 추적관찰 기간은 16.6$\pm$10.5 (1∼39)개월이었다. 수술 전과 수술 직후 그리고 3, 6, 12개월에 심초음파를 반복 시행하여 술 후 혈역학적 변화양상을 분석하였다. 결과: 평균 체외순환시간과 대동맥 차단시간은 각각 191$\pm$94.7분과 142$\pm$51.7분이었다. 술 후 조기 및 만기 사망은 없었다. 술 후 12개월간 event-free rate는 혈전색전증 95.6$\pm$6%; 출혈성 합병증 90.2$\pm$4%: 판막 주위누출 92.3$\pm$4%이었으며 전체적인 event-free rate는 76.6$\pm$3%이었다. 수술 후 판막혈전이나 심내막염, 구조적 판막부전은 발생하지 않았다. 술 후 12개월의 평균심박출량은 62.7$\pm$9.8%로 수술 전(55.8$\pm$15.9%)에 비해 의미 있는 증가를 보였다(p=0.006). 좌심실 체적지수와 최대 판막압력차는 수술 전에 247.3$\pm$122.3 g/$\textrm{cm}^2$, 62.5$\pm$38.0 mmHg을 보였으나 술 후 12개월에 각각 155.5$\pm$58.2 g/$\textrm{cm}^2$(p=0.002), 18.0$\pm$10.8 mmHg (p<0.0001)로 감소하는 소견을 보였다. 결론: On-X 기계판막을 이용한 대동맥판막 치환술은 임상적 및 혈역학적으로 만족스러운 조기 결과를 보여주었다. 그러나 대상 환자들에 대한 장기간의 외래 추적관찰과 함께 기존 판막과의 비교가 이루어짐으로써 이 새로운 판막에 대한 유용성과 안정성이 확립될 수 있을 것으로 생각한다.

1시간 자가호흡관찰에 의한 기계적 호흡치료로부터의 이탈 (Weaning Following a 60 Minutes Spontaneous Breathing Trial)

  • 박건욱;원경숙;고영민;백재중;정연태
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제42권3호
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    • pp.361-369
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    • 1995
  • 연구배경: 이탈의 방법은 통상적으로 자가호흡 관찰, IMV, PSV등이 행해지고 있지만, 이중 어떤 방법이 다른 것보다 우수하다는 결론은 없다. 자가호흡관찰에 의한 이탈에는 주로 T-tube를 이용하는 방법이 이용되는데, high flow로 산소를 공급하는 시스템이 필요하다. 이탈 후에는 기도유지가 어렵거나 지속적인 흡입치료가 필요한 경우를 제외하고는 발관을 하는 것이 호흡일을 감소시키는 것으로 알려져 있는데, 이는 기관내 튜브가 그 내경에 따라 다양하지만 정상 기도저항(< $2cmH_2O/L/sec$)보다 훨씬 더 높은 기도저항을 유발하기 때문이다. 이에 저자들은 기관내 튜브를 통한 산소공급으로 1시간 자가호흡관찰 후 이탈 및 발관을 동시에 시행하는 방법의 임상적 유용성을 보고하고자 한다. 방법: 대상은 1993년 6월부터 1994년 6월까지 호흡부전으로 기계적 호흡치료를 받은 환자들이며, 이탈시도의 기준은 첫째, 호흡부전을 초래한 기저질환이 호전되고, 둘째, 생명증후들이 안정한 상태로 유지되며, 셋째, $FiO_2$ 0.4 이하에서 동맥혈 가스분석상 산소분압이 55mmHg 이상인 경우로 하였다. 55명 중 위의 이탈기준을 만족시키는 18명의 환자의 평균 연령은 $51.5{\pm}17.5$세이며, 남녀비는 1:1 이였고, 총 기계호흡시간은 38시간에서 341시간의 범위(평균 $105.9{\pm}83.4$시간)를 보였다. 이탈방법은 이탈기준을 만족시키는 대상환자에서 기관내 튜브를 통해 분당 6L의 산소를 공급하고 1시간 367동안 이탈시킨 상태에서 의사가 환자 옆에서 이학적 소견 및 활력징후를 관찰하고, 30분과 60분 후에 각각 동맥혈 가스분석을 시행했다. 이 첫 1시간동안 환자의 전신상태, 호흡횟수, 맥박수 및 동맥혈가스분석등을 모두 고려하여 청색증, 발한, 심한 빈맥이나 고혈압, 혈압저하, 늑간의 내함, 기이호흡등이 나타나지 않고, 산소분압이 55~70mmHg 정도로 유지될 경우 일단 이탈성공이 기능하다고 판단하였다. 그리고, 다시 인공호흡기를 연결하여 1~2시간 동안 환자를 안정시킨 후, 최종 이탈과 발관은 환자에게 물어보아서 자가호흡을 할수 있다고 의사를 표현한 경우 동시에 이탈과 발관을 시행하도록 하였다. 결과: 1) 기계적 호흡치료를 받았던 55명 중 위의 이탈기준을 만족시키는 18명의 환자에게 총19회의 이탈을 시도하여 16회가 성공해 84.2% 성공율을 보였으며, 1명은 이탈 실패 후 2번째 이탈시도시 성공하였다. 2) 호흡부전의 원인별로는 만성폐쇄성 호흡기질환 환자 14명 중 8명에서 이탈시도의 기준을 만족시켰고, 폐혈증은 21명 중 4명, 폐부종은 6명 중 3명, 농약중독은 6명 중 1명, 속립성결핵은 3명 중 1명, 흡인성 폐렴은 5명 중 1명에서 이탈시도가 가능하였다. 3) 이탈성공군과 이탈실패군의 이탈 전후 분당 호흡 횟수의 변화를 보면, 성공군에서는 1예에서 이탈 후 30분에 분당 호흡횟수가 30회에 이른 후 감소한 것을 제외하고는 나머지 전례에서 분당 호흡횟수가 30회 미만이데 반해, 실패군에서는 모두 30회 이상의 분당 호흡 횟수를 보이고 지속적으로 증가하는 양상을 보였고, 이탈전후 산소분압의 변화를 보면 실패군의 1예를 제외하고는 나머지 전례에서 산소분압이 55mmHg 이상으로 유지되었다. 결론: 이상의 결과로 기관내 튜브를 통한 산소공급으로 1시간 자가호흡관찰 후 이탈 및 발관을 동시에 시행하는 방법은 상당히 높은 이탈 성공율을 보이는, 쉽고 효율적인 방법이며 동시에 이탈과 발관을 시행하여도 문제가 있는 경우는 없었다.

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$[^{11}C]Raclopride$ PET을 이용한 흡연에 의한 도파민 유리 영상 연구 (Smoking-Induced Dopamine Release Studied with $[^{11}C]Raclopride$ PET)

  • 김유경;조상수;이도훈;류혜정;이은주;류창형;정인순;홍수경;이재성;서홍관;정재민;이원우;김상은
    • 대한핵의학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.421-429
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    • 2005
  • 목적: 흡연에 보상 강화 효과는 흡연 시에 담배 내에 포함되어 있는 니코틴 성분에 의한 선조체에서의 도파민 유리가 중심 역할을 할 것으로 생각된다. 지금까지의 여러 동물실험 에서 니코틴과 도파민의 상호 관계와 니코틴에 의한 도파민 유리가 연구되었다. 이 연구에서는 $[^{11}C]raclopride$ PET을 이용하여 생체에서 흡연에 의한 도파민 유리를 영상화 하고자 하였다. 대상 및 방법: 비흡연자이거나 과거 흡연력이 있으나 1년 이상의 금연을 시행한 5 명의 정상인 남자를 대상으로 하였고, 이들의 평균 연령은 24세 이었다. 도파민 D2 수용체 영상을 위한 방사성 리간드인 $[^{11}C]raclopride$를 볼루스+연속 주입법에 의하여 주사하면서 120 분간 30개의 동적 영상($3{\times}20$초, $2{\times}60$초, $2{\times}120$초, $1{\times}180$초, $22{\times}300$초)을 얻었다. 영상 촬영 시작 50분에 니코틴 함량 1mg의 담배를 피도록 하였으며, 담배를 피우기 직전과 흡연시작 5분 후부터 흡연에 의하여 흡수된 혈중 니코틴 농도를 측정하기 위하여 일정 간격으로 정맥혈 샘플을 획득하였다. 30 개의 프레임은 인접 프레임과의 정합에 의하여 움직임을 보정하였고, 움직임이 보정된 120분 간의 동적 영상을 합하여 평균 영상을 만든 다음, 뇌 MRI와 공간 정합을 하였다. 평균 영상과 MRI 의 공간 정합 정보를 이용하여, 각 프레임을 MRI 에 공간 정합시켜, 공간 정합된 동적 영상에서 선조체에 MRI 정보를 이용하여 좌우 각각 3 개의 관심 영역(ventral striatum : VST, precomissural dorsal caudate; caudate nucleus; precommissural putamen; anterior putamen)과 소뇌에 관심영역을 설정하였고, 동적 영상으로부터 각 관심 영역 별로 시간-농도 곡선을 구하였다. $[^{11}C]raclopride$주사 후 선조체에서의 리간드 특이적 결합에 의한 항정상태(statedy state) 에 도달한 후 흡연전 평형 상태(equilibrium state)인 30-50 분과 흡연 후 재평형에 도달한 70-90분 영상에서 각 관심 영역에서의 방사성 농도를 구하였고, 조직비 방법에 근거하여 기저상태 및 흡연 상태의 방사성 리간드의 수용체 결합능 (binding potential;BP)을 구하였다($BP=C_{ROI}/C_{cerebellum}-1$). 흡연에 의한 도파민의 유리는 흡연 전후의 $[^{11}C]raclopride$의 수용체 결합능의 변화율로 계산하였다. 흡연에 의한 혈중 니코틴의 상승은 흡연후 90 분간의 혈중 니코틴의 축적 농도로 계산되었으며, 흡연에 의한 $[^{11}C]raclopride$의 수용체 결합능의 감소율과 혈중 니코틴의 축적 농도와의 상관관계를 스피어만 상관분석법(Spearman's correlation)에 의하여 알아보았다. 결과: 흡연에 의한 선조체에서의 평균 $[^{11}C]raclopride$의 수용체 결합능의 변화는 미상핵에서 4.7%, 전피각에서 4.0%, 복측 선조체에서 7.8% 의 감소를 보여 흡연에 의한 선조체내 도파민 유리를 정량화 하였다. 특히 선조체에서의 도파민 유리에 의한 수용체 결합능의 감소는 흡연에 의한 혈중 니코틴의 축적 농도와 양의 상관관계를 보였다(rho=0.9, p=0.04). 결론: $[^{11}C]raclopride$ PET을 이용하여 비흡연 정상인에서 흡연에 의한 도파민 유리를 영상화 및 정량화 하였고, 흡연에 의한 선조체내 도파민 유리는 흡연시 흡수된 니코틴의 축적 농도와 상관관계를 가짐을 보였다. 이 연구에서의 확립된 방법과 결과는 앞으로 흡연자에서 니코틴에 의한 도파민 신경계의 활성화 연구에 기여할 것이다.