• 제목/요약/키워드: 생리학적 모델

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심혈관 시뮬레이션 데이터 기반의 심혈관 혈류역학 예측용 인공지능 개발

  • 이경은;김중재;이서호;신성웅;방현기;김기태;류아진;이종호;김기태;박선열;이영권;심은보
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제6회(2017년)
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    • pp.712-714
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    • 2017
  • 미병의 예방과 관리의 중요성이 거론되고 있으나, 미병에 대한 분류나 진단을 위한 확고한 근거가 미약한 상황으로서 미병 진단 인자 분류를 위한 생리시스템 모델 개발이 필요한 시점이다. 본 연구의 목적은 개발한 생리학적 모델이 미병 단계를 구별하는데 효과 및 유용성이 있는지를 임상 검증하기 위하여 생리학적 모델 인공지능 시뮬레이션을 개발하고자 함이다. 인공지능 계산은 3층으로 구성된 네트워크를 이용하였으며 각 층은 30개의 neuron들로 구성하였다. 인공지능망의 입력 값은 나이, 수축기 혈압, 이완기 혈압, 심박수 값 (입력 값 4개)이고 출력 값은 혈관 저항값인 Ra이다. 머신러닝 차수를 높이면서 인공지능을 사용하지 않은 생리적 모델로부터 도출된 결과와 인공지능을 통하여 계산된 결과를 비교하였다. 개발된 인공지능계산을 이용한 생리시스템 모델은 대량의 표본집단에서 임상 검증에 기여할 것이다.

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가버 웨이블릿을 이용한 원시 시각 피질 모델 구현에 관한 연구 (Study on the Implementation of Primitive Visual Cortex Model in Retina Using Gabor Wavelet)

  • 이영석
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.477-482
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    • 2020
  • 인간의 시각피질의 특징은 특별한 방향성을 갖거나 시간적인 주파수 변화를 동반하는 자극에는 민감하게 반응하지만, 공간 위상의 선택적 자극에는 둔감하게 작용한다는 것이 고등 포유동물의 시각 피질에 대한 생리학적 실험으로 증명되었다. 이 결과는 위치에 민감한 단순 세포의 분포가 복잡 세포의 분포에 비하여 상대적으로 적은 생리학적 특징에 기인한 것으로 본 논문에서는 원시 시각 피질을 구성하는 단순 세포와 복잡 세포 가운데 더 넓은 분포의 복잡 세포 모델링을 가버 웨이블릿 변환을 이용한 영상추정 반복 알고리즘을 이용하여 구현하였다. 구현된 모델은 영상의 경계 및 모서리의 검출 평가와 함께 기존의 생리학적 실험논문과 구현한 모델의 결과 사이의 일관성을 확인하였다. 구현된 모델은 단순 세포와 복잡 세포가 함께 분포하는 망막의 수용 장을 완전한 형태를 구현할 수 없는 제한이 있지만, 시각 피질을 일부를 담당하는 복잡 세포를 알고리즘의 관점에서 구현하여 더 완전한 시각 피질 모델의 기초로 활용할 수 있다.

하비갑개수술이 비강의 열/습도 전달 특성에 미친 영향 (The Effect of Inferior Turbinectomy on Heat/Humidity Transfer Ability of the Nose)

  • 정강수;장지원;김성균
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권4호
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    • pp.419-424
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    • 2012
  • 코의 3 대 생리학적 기능은 공기조화, 불순물과 공해물질의 제거, 그리고 후각 기능이다. 비강 내공기유동장의 특성에 대한 이해는 코 호흡의 생리학적 병리학적 양상을 이해하는 데 있어서 필수적이다. 정상 및 비정상 비강 내 공기유동에 대한 경험을 토대로 3 개의 하비갑개 수술 후 모델을 제작하여 PIV 실험과 수치해석을 통하여 유동을 해석하였다: (1) 하비갑개의 앞 부분만 절제한 I1 모델 (1) 하비갑개의 아래 부분만 절제한 I2 모델 (1) 하비갑개의 거의 전 부분을 절제한 I3 모델. 정밀한 CT 데이터와 이비인후과 전문의와의 긴밀한 협동 연구로 인해 해부학적으로 정확한 물리적 및 수치 모델을 제작할 수 있었으며 수술 방법에 따른 유동장의 차이에 대해 분석하였다.

무세포 경계층 변화에 따른 미세혈관계 가스교환 예측모델

  • 남궁범석;김상호;이성재;임도형
    • 기계저널
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    • 제55권3호
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    • pp.38-41
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    • 2015
  • 이 글에서는 무세포 경계층(red blood cell free layer)의 생리학적 중요성 및 미세순환(microcirculation)에서 이루어지는 가스교환 예측을 위한 수치해석모델(numerical simulation) 개발을 소개하고자 한다.

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불면증의 생리학적 모델 (Human Physiological Models of Insomnia)

  • 심현보;유범희
    • 수면정신생리
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    • 제16권1호
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    • pp.5-9
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    • 2009
  • Relatively little is known about the neurobiology of insomnia, despite its wide prevalence and broad medical impact. Although much is still to be learned about the pathophysiology of the disorder, identification, systematic assessment, and appropriate treatment are clearly beneficial to patients. Recent research, using quantitative EEG, polysomnography (PSG), multiple sleep latency test (MSLT) and neuroimaging techniques, suggests that some broad areas can be identified as possible pathophysiological models. Sleep-wake homeostat model hypothesizes a failure in homeostatic regulation of sleep, an attenuated increase in sleep drive with time awake, and/or defective sensing of sleep need. Circadian clock model hypothesizes a dysfunctional circadian clock, resulting in changes in the timing of sleep-wake propensity that are incompatible with normal sleep. Intrinsic sleep-wake state mechanism model suggests that abnormal function of insomnia comprises the systems responsible for expression of the sleep states themselves. Extrinsic over-ride mechanism (stress-response) model suggests that insomnia reflects the consequences of overactivity of one of the systems considered "extrinsic" to normal sleep-wake control. Many current therapies for insomnia are based on these physiological models. Several attempts have been made to create a physiological model that would explain this disorder and could be used as a foundation for treatment. However, it appeared that no model can fully explain and clarify all aspects of insomnia. Future research should be necessary to expand our knowledge on the biological dimensions of insomnia.

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시각 피질의 발화 특성 추출을 위한 포아송 모델의 부공간 해석 (Subspace analysis of Poisson Model to extract Firing Characteristics in Visual Cortex)

  • 이영석
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.1-7
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    • 2022
  • 인간의 시각 피질을 구성하고 있는 시각 뉴런은 모든 시각적 자극에 반응하는 것이 아니라 특정한 조건을 갖춘 시각적 자극에 반응한다는 것이 생리학적 실험을 통하여 밝혀졌다. 본 연구에서는 이와 같은 생리학적 실험을 해석하기 위하여 랜덤한 이득을 갖는 선형 필터를 포함하는 뉴런의 발화 특성을 시뮬레이션하고 설명할 수 있는 모델을 제안하였고 또한 제안한 모델의 선형 필터의 출력이 전체 자극 데이터의 부공간을 형성하고 있음을 실험을 통하여 증명하였다. 구현된 모델의 타당성을 검증하기 위하여 서로 다른 4개의 시각적 자극 데이터들로부터 임의로 추출한 2개의 화소에 대한 값의 분포를 관찰하였다. 전체 자극 데이터와 스파이크 발화 자극 데이터의 분포로부터 중심 좌표 값 즉, 가장 많은 값이 분포하는 좌표 값을 추출하여 두 분포 사이의 차이를 확인할 수 있었고 구현된 모델이 전형적인 LNP 모델과 동일하게 전체 자극 데이터가 전체 집합일 경우 스파이크를 발생시키는 자극 데이터가 전체 자극 데이터의 부공간 임을 실험을 통하여 증명하였다. 본 연구는 시각적 자극에 대한 스파이크의 발생기전과 관련된 기초 연구로 활용할 수 있다.

인체 경추부의 해석 모델 개발 (Development of Analytical Model of Human Cervical Spine)

  • 최형연;이태희;엄홍원;황민철;강승백
    • 대한인간공학회:학술대회논문집
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    • 대한인간공학회 1997년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.311-320
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    • 1997
  • 사회가 발달함에 따라 교통사고 등에 의한 외상 환자는 20 -30 년전에 비해 기하급수적으로 증가 하고 있으며 그러한 외상 중에 경추부 상해의 빈도는 매우 높다. 경추부 상해 원인을 규명하기 위한 임상학적 시도는 한계성을 지니고 있다. 본 논문에서는 실제 경추부 형상을 바탕으로 근육과 인대 등 을 비선형 스프링, 댐퍼 등으로 수치 모델링하여 후면 충돌시 경추부의 거동과 경추부에 미치는 상해를 구현하였다. 이를 이용하여 편타성 상해와 에어백으로 인한 경추부 골절의 생리학적 원인을 분석하고 자 한다.

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목초의 생리 및 영양 (Physiology and Nutrition of Pasture Plants)

  • 이주삼
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.64-129
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    • 1992
  • 최근 초지중심 사양형태의 증가와 초지면적의 확대에 따라 단순한 사료로서가 아니라 영양가치가 높고 기호성이 높은 목초생산이 요구되고 있다. 그러나, 고위생산을 위해 다량으로 사용된 질소질비료에 의하여 질산태 중독 등의 문제가 야기되고 있어 목초의 생리 및 영양에 관한 연구가 필요하게 되었다. 사료성분 혹은 영양가치에 대한 연구는 이미 일찍부터 다루어져 왔으나, 주로 야초류, 청예작물 및 농가부산물 등의 일반성분 특히, 조단백질과 조섬유함량의 연구가 주가 되었고 다년생 목초류에 대한 연구는 1975년경부터 본격화 되기 시작하였다. 그동안 한국초지학회지와 축산학회지($1972\sim1991$)에 게재된 총 151편의 생리 및 영양에 관한 연구 중에서 다년생 목초류를 취급한 것은 불과 63편에 머물고 있다. 이 분야의 연구는 각종 목초 사료작물에 대한 재배조건과 생육단계에 따른 생리생태학적 연구와 사료성분, 소화율 및 가소화양분 함량의 일반적인 변화, 경향을 검토하여 사료 가치 평가를 위한 기준으로 삼았다. 그러나 다년생 목초류는 물론 사료 작물에 있어서 육종 생리분야의 연구는 매우 미흡한 상태로써 단지 발아, 생육, 저장탄수화물 및 유독성분 등 단편적인 연구만이 행해지고 있을 뿐이다. 또한 사료 성분이 가축의 기호성에 미치는 영향을 구명하기 위한 연구는 거의 이루어지고 있지 않으므로 금후 탄수화물과 미량 요소에 대한 자세한 연구 검토가 필요하다고 생각된다. 특히 목초와 사료작물의 화학적인 조성과 가축의 생리에 관련한 여러가지 문제들도 앞으로 보다 깊이 연구되어야 할 과제라고 생각된다.권을 잡기 위해 10년지기였던 IBM과 MS사는 각각 OS/2와 윈도즈를 내세우고 양보할 수 없는 힘겨루기에 들어갔다. 또 이들 양사는 펜컴퓨터,멀티미디어등 차세대제품의 운영체제 시장을 둘러싸고 일찍부터 격전에 들어갔으며 IBM과 MS사의 혼전을 틈타 썬마이크로시스템을 필두로한 워크스테이션 업체 및 유닉스진영까지 고성능 PC시장을 겨냥한 OS를 속속 개발, 90년대의 OS 전쟁은 한치 앞을 내다볼 수 없는 안개국면으로 접어들고 있다. DOS에서 32비트시대,펜컴퓨터, 멀티미디어에 이르는 차세대제품을 둘러싼 업계의 OS 쟁탈전을 통해 OS의 발전동향과 미래를 전망해 본다. results in the large change of the objective function, the sum of squares of deviations of the observed and computed groundwater levels. 본 논문에서는 가파른 산사면에서 산사태의 발생을 예측하기 위한 수문학적 인 지하수 흐름 모델을 개발하였다. 이 모델은 물리적인 개념에 기본하였으며, Lumped-parameter를 이용하였다. 개발된 지하수 흐름 모델은 두 모델을 조합하여 구성되어 있으며, 비포화대 흐름을 위해서는 수정된 abcd 모델을, 포화대 흐름에 대해서는 시간 지체 효과를 고려할 수 있는 선형 저수지 모델을 이용하였다. 지하수 흐름 모델은 토층의 두께, 산사면의 경사각, 포화투수계수, 잠재 증발산 량과 같은 불확실한 상수들과 a, b, c, 그리고 K와 같은 자유모델변수들을 가진다. 자유모델변수들은 유입-유출 자료들로부터 평가할 수

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3차원 심근조직에서의 회귀성 파동에 대한 수치적 해석 (Computational analysis of the reentrant wave propagation in three-dimensional cardiac tissue)

  • Kim, Hun-Young;Leem, Chae-Hun;Shim, Eun-Bo
    • 한국생물정보학회:학술대회논문집
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    • 한국생물정보시스템생물학회 2004년도 The 3rd Annual Conference for The Korean Society for Bioinformatics Association of Asian Societies for Bioinformatics 2004 Symposium
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    • pp.57-63
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    • 2004
  • 본 연구에서는 3차원 심근조직에서의 회귀성파동에 대한 수치적 해석결과를 제시한다. 심근 조직에서의 회귀성파동은 심실세동(ventricular fibrillation)의 원인으로 지목되고 있으며 심근세포 이온채널 또는 전기전도시스템 등과 같은 여러 가지 요소들이 관련된 복합적 현상으로 생각되고 있다. 지금까지 이에 관한 많은 연구가 전기생리학적 모델을 이용하여 이루어진바 있으며, 주로 동물 심근세포모델에 기반으로 균일한 2차원 또는 3차원 모델에서의 전기전도 현상 해석을 한 바 있다. 그러나 실제 심장조직의 경우, 두께를 가진 3차원적 형상을 지니고 있으며 층을 따라서 전기생리학적으로 상이한 특성을 가진 세포들로 구성된다. 즉 심근은 층을 가로질러 Epi-cardiac, mid-cardiac, endo-cardiac cell들로 구성되며 각기 다른 APD(action potential duration)을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 세가지 종류의 인체 심근세포모델을 사용한 3차원 심근조직에서의 활동전위 전도현상에 대한 결과를 제시한다. 이를 위하여 기존의 인체 3가지 종류의 심근세포 모델을 구현하여 그 타당성을 검토한다. 그리고 이를 바탕으로 3차원 조직모델을 구현하는데, simplified bidomain방법을 사용하였다. 3차원 공간상에서 심근세포에 의한 활동전위 전달현상을 해석하기 위하여 유한요소법을 도입한다. 최종적으로는 3가지의 심근세포층을 가진 3차원 심근조직을 구성하고, 여기에 회귀성 파동을 유도한다. 그리고 단일층으로 이루어진 3차원조직에서의 결과와 비교 분석하여 다세포층에 의한 불균일 효과를 분석하였다.

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