본 연구에서는 체내심부 광테라피를 위한 맞춤형 반수동 RFID 수신 모듈 시스템을 구현한다. 생체 내부는 피부, 지방, 근육, 골격 및 수분으로 구성되어 체내 심부까지 RF신호 전송에는 한계가 있기 때문에 새로운 전송 방법 연구가 필요하다. 최근 소개된 RFID기반 CIB 빔포밍 기술은 체내와 같이 채널추정이 힘든 환경에서 높은 신뢰도로 무선전송이 가능한 기술이다. 제안하는 RFID기반 미니어처 광캡슐은 소형컨트롤러, 초소형 LED Array, 무선통신용 RFID 칩으로 구성된다. 표준 RFID 프로토콜(ISO-16000-8c)을 기반으로 UHF대역 RFID 안테나를 통해 외부리더기와 무선접속이 가능하며, 사용자 USER BANK 접근을 통해 제어신호 전송이 가능하다. 입력된 제어신호에 따라 캡슐의 테라피용 LED를 멀티레벨 디밍제어, 시간제어 가능하다. 제작된 RFID 광테라피 캡슐의 통신 접속 과정을 분석하고 신뢰도를 평가하였다.
본 논문에서는 등장성 수축(isotonic contraction)시 연령에 따른 변화의 추이 등을 알아보기 위해 일상생활에서 주로 사용하는 대퇴사두근의 근 활성도(muscle activity)와 근 피로도(muscle fatigue) 해석에 관한 연구를 하였다. 실험은 남자 20대와 50대 각 10명씩을 대상으로 무릎 확장운동으로 각 피 실험자가 할 수 있는 최대 부하(1RM)를 측정한 다음 그 부하의 20-90%부하를 차례로 증가 시키면서 대퇴사두근(Quadriceps Femoris :QF)은 내측광근(vastus medialis : VM), 대퇴직근(rectus femoris : RF), 외측광근(vastus lateralis : VL) 등을 각각 근전도 신호를 추출하고, 수축, 이완모드에서 각속도를 측정하였다. 20대와 50대의 속도를 비교분석한 결과 대퇴사두근의 20대 근육에서는 (p < 0.89)로 50대에서는 (p < 0.70)로 유의차가 없는 것으로 나타났다. 생체 동역학 연구와 체육 분야의 선수 훈련방법, 산업분야에서 상해방지와 근육부상방지, 재활의약분야의 부상치료 등에 응용할 수 있을 것으로 사료된다.
ADAM은 metalloprotease/disintegrin domain을 가진 transmembrane glycoprotein으로서 지금까지 30종류 이상의 ADAM 및 10종류 이상의 ADAM-TS 단백질이 알려져 있다. 이들의 기능은 포유동물의 수정 시 sperm-egg binding과 fusion, myoblast fusion, integrin과의 결합 등에 직접 관여하거나, TNF-alpha 등의 생체신호전달물질이 세포로부터 분비될 때에 이들의 구조를 변화시켜 활성화시키는 효소로서의 작용, 그리고 dendritic cell differentiation 등에 관여하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 난소가 제거된 생쥐를 이용하여 자궁조직의 ADAM-8, -9, -10, -12, -15, -17 그리고 -TS1의 gene의 발현이 $17 \beta $-estradiol에 의하여 조절되는 지를 알아보았다. 생후 6 - 8주 된 암컷 생쥐의 난소를 제거하고, 2 주 후에 $17 \beta $-estradiol ($E_2$), progesterone ($P_4$) 혹은 이 둘 혼합액 ($E_2 + P_4$)을 sesame oil에 녹여 근육주사하였다. 2, 6, 12 시간 후 각각 자궁 조직을 얻고 유전자의 발현 양상을 알아보기 위하여 시료로부터 total RNA을 추출하여 역전사 중합효소반응 (RT-PCR)을 실시하였다. Densitometry를 이용, rpL7에 대한 ADAMS의 mRNA 발현 양을 상대적으로 분석하였다. 그 결과 ADAM-8과 -15는 6시간째에서, ADAM-10과 -TS1은 2시간째에서 sesame oil을 주사하거나 $P_4$만을 주사한 군보다 E$_2$를 주사한 군에서 mRNA의 양이 현저하게 증가하였고 ADAM-12는 2시간째에서 ADAM-17은 12시간째에서 sesame oil을 주사하거나 $P_$만을 주사한 군보다 E$_2$를 주사한 군에서 mRNA의 양이 현저하게 증가하였다. 이러한 결과로 미루어 ADAM-8, -10, -15 그리고 TS1은 progesterone에 의하여, ADAM-12와 17은 $17 \beta $-estradiol에 의하여 유전자의 발현이 upregulation 되는 것으로 생각되어진다.
이 연구의 목적은 요가의 한발서기자세를 수련 후 신체안정화에 어떠한 영향을 미치는지를 규명하는 것이다. 요가수련 경험이 없는 20대 여성 13명을 대상으로 24개월간 수련 전·후의 3D동작분석과 근육 생체 신호를 측정하였고 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 댄서포즈에서 왼쪽 무릎의 y축과 오른쪽 발목의 x축, 그리고 트리포즈에서 오른쪽 발목의 x축, 왼쪽 발목 y축의 관절 움직임 범위가 작아지며 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<.05). 둘째, 몸통과 골반의 정렬각은 댄서포즈와 트리포즈 모두에서 유의한 차이가 없었다. 셋째, 질량중심 이동거리는 트리포즈의 Y, Z방향에서 작아지며 유의한 차이를 보였다(p<.05). 넷째, 트리포즈 동작에서 양쪽 척추기립근, 복직근 및 왼쪽 대퇴사두근의 근활성도가 커지면서 유의한 통계적 차이를 보였다(p<.05). 이러한 결과는 요가 훈련이 특히 발목과 질량중심 움직임을 작게하고, 코어근육을 강화시켜 안정적 자세를 만드는데 중요한 역할을 한다고 할 수 있다. 결론적으로 요가 훈련은 자세 안정화에 효과가 있으며, 자세교정에 영향을 미친다고 할 수 있다. 추후 요가훈련을 통해 자세안정화를 볼 수 있는 정렬각의 변인을 통해 얻을 수 있는 정보에 대한 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.
환자감시장치는 중환자실, 수술실, 응급실 및 병실에서 환자의 상태인 심전도 파형, 맥박수 , 혈압등을 측정하고 감시하는 기본적인 의료장비이다. 본 논문에서 설계한 환자감시장치는 심전도-비관혈식 혈압 감지장치이다. 심전도는 심장 근육의 이완과 수축에 따라 발생하는 전기 현상으로 대부분의 의사들은 환자의 심장 상태를 심전도 신호 패턴으로 진단을 하고 있다. 심전도 감시장치는 장시간동안 환자의 심장상태를 감시하는데 사용된다. 환자의 혈압을 재는 일은 일반화된 임상 측정의 하나로, 진찰실에서나 또는 특별한 수술중에도 시행되고 있다. 본 논문에서는 동맥 내의 혈압을 비관혈적으로 측정하는 오실로메트릭 방식의 간접 측정 방법을 사용하였다. 개발한 환자감시장치를 수술실 장비와 비교, 검토하였다. 매회 심박수의 최대 차이는 1bpm이며,수축기 혈압 최대 차이는 15mmHg, 이완기 혈압 최대차이는 16mmHg, 평균 혈압 최대 차이는 25mmHg를 보였다. 그러나 결과적으로 나타나는 심박수의 평균 오차는 0.15bpm이며, 수축기 혈압의 평균 오차는 5mmHg, 이완기 혈압의 평균 오차는 10mmHg, 그리고 평균 혈압의 평균 오차는 9mmHg로 나타났다. 본 논문의 심전도-비관혈식 혈압 환자감시장치는 심전도 파형, 맥박수, 그리고 혈압을 측정하고 감시하는 의료 장비로서, 설계된 환자감시장치에 산소포화도.호흡.관혈식 혈압감시장치(IPB) 등의 다기능을 모듈로 구성하여 부착 및 제거가 용이하도록 확장 할 수 있다.
신경질환의 진단에 있어서 근육군에서의 세동전위나 양성예각파와 같은 탈신경전위를 관찰함으로써 신경의 이상유무와 손상부위를 예측할수 있는데 이는 임상의의 주관적인 경험에만 의존하여 구별되고 있으며 검사과정 중 정상인에게서도 나타날 수 있는 종판전위가 탈신경전위로 오인되어 진단에 혼선을초래할 수 있다. 따라서 본 연구는 탈신경전위와 종판전위를 정량적으로 구별할 수 있는 알고리듬을 수립하는데 필요한 매개변수들을 추출함으로써 신경손상의 진단과 병변의 국소화에 정확성을 향상시키고자 하였다. 본 연구에서는 여러 종류의 신경손상을 보이는 10명의 환자들에 대한 근전도 검사를 실시하여 탈신경전위인 양성예각파나 세동전위, 그리고 종판전위를 검출하였다. 이들 신호로부터 지속시간, 면적, 기울기, 첨두시간 진폭, 양첨두지 진폭, 음첨두치 진폭 및 첨두치 비율 그리고 상(phase)의 여덟가지 매개변수를 구하고 각 파형에서의 값들을 비교하였다. 그 결과, 두 종류의 탈신경전위와 종판전위의 구분에 공통적으로 좋은 결과를 제공하는 매개변수는 기울기, 첨두치간 진폭, 양첨두치 진폭 그리고 첨두치간의 비율로 나타났다. 본 연구를 통해 구해진 매개변수들의 특성은 근전도 분석의 자동화를 위한 알고리듬의 수립에 응용되어질 수 있을 것이며 보다 정량화된 근전도 분석을 통해 진단의 정확성을 향상시켜 줄 것이다.
국부적 근 피로는 근전도 신호의 저주파역으로의 천이, 특히 중앙주파수의 감소로 특징된다. 여러 운동각도(0$^{\circ}$, 12$^{\circ}$, 36$^{\circ}$, 72$^{\circ}$)에서 등척성 요추신전운동을 수행하는 동안 근 피로에 따른 근전도 신호의 중앙주파수와 토크의 특성을 살펴보고자 총 20명 (평균 연령 24.35$\pm$2.70세)의 건강i한 피검자를 대상으로 본 실험연구를 수행하였다. 근전도 신호로부터 FFT를 사용하여 중앙주파수를 추출하였으며 선형회귀분석을 통해서 시간에 따른 초기중앙주파수의 초기값과 기울기를 계산하였다. 중앙주파수의 기울기와 토크의 기울기에 대한 상관관계를 정량화하기 위해서 피어슨 상관계수를 적용하였다 중앙주파수의 기울기(p〈0.656)나 v-절편(p〈0.609), 피로지수(p〈0.555)에서는 요추의 각도 타이에 영향을 받지 않아 유의한 차이가 없었으며. 토크의 기울기. 피로지수 역시 유의한 차이가 없었으나, 토크의 y-절편에서는 차이(p〈0.04)가 나타나서, 근육의 길이 증가와 자세변화가 토크에 영향을 미침을 알 수 있었다. 또한, 개인간의 중앙주파수와 토크의 기울기에는 상관관계가 낮았으나, 개인 내에서 중앙주파수와 토크의 시계열 변화에는 유의한 상관관계(0.682)가 있음을 알 수 있었다.
목적: 저산소 세포에 결합하는 I-131-Iodomisonidazole (IMISO)을 이용하여 CT-26 선암을 접종한 마우스를 대상으로 생체분포와 신티그라피 및 자가방사영상을 얻어 저산소증 종양의 영상화가 가능한지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: Tosyl-misonidazole에 I-131-NaI를 첨가하여 IMISO를 방사합성하였고, CT-26 선암을 대퇴부 피하에 접종한 마우스에 IMISO를 주입 훈 1, 2, 4, 24시간에 각각 3마리씩 희생시켜 생체분포를 측정하였다. IMISO 주입 후 4시간에 신티그라피를 시행하고 동결미세절편기로 관상절편을 얻어 자가방사영상을 얻었다. T2강조 자기공명영상을 얻어 자가방사영상과 비교하였다. 결과: 종양섭취(%ID/g)는IMISO주사 후 1, 2, 4, 24시간에 각각 1.64, 0.98, 0.85, 0.20이었다. 종양섭취는 주사 후 24시간에 갑상선을 제외한 모든 장기보다 높았다. 종양/근육비는 주사 후 1, 2, 4, 24시간에 각각 2.08, 2.13, 2.68, 2.99로서 시간이 지남에 따라 증가하였고, 종양/혈액비도 주사 후 1, 2, 4, 24시간에 각각 0.57, 0.62, 0.76, 1.53 으로서 시간이 지남에 따라 증가하였다. 자가방사영상에서 종양의 중심부에 방사능이 축적되어 종양을 뚜렷이 관찰 할 수 있었고 이 부위는 T2강조 자기공명영상에서 고신호 강도로 관찰되었다. 주사 후 4시간에 얻은 신티그라피에서 종양섭취를 관찰 할 수 있었다. 결론: IMISO를 이용하여 마우스의 대퇴부 피하에 접종한 CT-26 선암의 종양저산소증을 영상화 할 수는 있었으나 보다 만족스런 영상을 얻기 위해서는 종양섭취를 향상시킬 수 있는 방법이 더 강구되어야 할 것으로 사료된다.
NUI(Natural User Interface)는 사용자의 자연스러운 동작이나 동작 시 발생하는 생체 신호를 해석하여 기계에 명령을 내리는 것을 말한다. 물리적인 변화가 있어야 사용이 가능한 가속도 센서나 영상 기반의 NUI와는 달리 특정 동작과 관련된 근육의 표면 근전도(surface Electromyogram, sEMG)를 측정하면 실제 움직임이 발생하지 않아도(isometric contraction) 동작 의도를 예측할 수 있다. 본 연구에서는 근전도 기반으로 손목 동작 의도를 분류할 때 전극 개수에 따른 정확도를 확인하고, 키보드 등에 적용 가능한 인터페이스 기술을 제안한다. 손목의 동작 중 신전(extension, up), 굴곡(flexion, down), 외전(abduction, right), 내전(adduction, left)의 네 가지 동작 의도를 분류하는 실험을 진행하였다. 50ms 간격으로 계산된 제곱평균제곱근(Root Mean Square, RMS)을 특징으로 사용하였고, 동작 의도 인식을 위해 역전파 알고리즘으로 학습한 다층 퍼셉트론 분류기를 사용하였다. 전극 쌍의 개수를 네 개(91.9%), 세 개(87.0%), 두 개(78.9%)로 줄여가며 정확도를 확인했다. 전극 쌍의 개수가 네 개에서 두 개로 줄었을 때 정확도는 약 13% 감소하였다. 두 쌍의 전극만 사용하는 경우의 분류 정확도를 높이기 위하여 직전의 RMS를 특징에 추가하였다. 150 ms 이전까지의 정보를 사용하였을 때, 분류 정확도가 78.9%에서 83.6%로 4.6% 증가하였다. 전극 쌍의 개수가 감소함에 따라 정확도는 감소하였지만, 이전 데이터를 함께 사용한 경우 부분적으로 증가 시킬 수 있음을 확인하였다.
비육돈의 출하체중은 육질은 물론 양돈업의 수익성에도 크게 영향을 미치는 요인이다(이 등, 2006). 출하체중은 품종 및 사양프로그램 등과 같은 내적인 요인과 소비자 집단의 문화, 전통 및 기호 성향은 물론 도축․가공업자의 요구 등 다양한 외적 요인에 따라 결정된다(Kim 등, 2005). 세계적으로 지난 20~30년 동안 비육돈의 출하체중은 5~20kg 증가하였는데 이는 무엇보다도 종돈 자체가 적육 생산을 극대화하는 방향으로 육종되어 재래의 돼지에 비해 현대의 비육돈은 체중 증가에 따른 지방침적의 증가 정도가 저하되어 일정 한도까지는 출하체중이 증가할수록 돈육의 생산원가가 저하되기 때문이다. 현재 세계적으로 비육돈의 출하체중은 주로 국가에 따라 90~140kg 범위의 수치를 나타내고 있고, 미국의 경우는 주에 따라 92~137kg의 분포를 보이고 있다(NASS, 2006). 국내에서 사용되고 있는 대부분의 종돈은 구미 지역에서 도입된 적육형일 뿐만 아니라 국내 돈육 소비자는 구미의 소비자에 비해 삼겹살과 같이 지방 함량이 높은 부위를 선호하는 등 돼지지방에 대해 관대하여 출하체중을 높게 유지할 수 있는 잠재력이 크다. 그러나 국내 비육돈의 출하체중은 2003년 이후 110kg 수준에 정체되어 구미 지역보다 5~20kg 낮은 수치를 나타내고 있어 앞으로 국내 비육돈의 출하체중을 높일 수 있는 여지가 많다. 이러한 점에 착안하여 본 연구진은 선행연구(이 등, 2006)에서 경남지역에서 가장 일반적으로 사육되고 있는 계통의 비육돈을 110kg 대비 130kg까지 비육․도축하여 도체특성 및 경제성을 분석하여 다음과 같은 주요결과를 얻었다. 본 지역의 대표적인 비육돈은 적육형이기 때문에 생체중 110kg 대비 130kg 출하돈은 사료섭취량과 등지방두께는 다소 증가하고 사료효율은 다소 감소하였으나 일당증체량은 저하되지 않았고, 암퇘지와 거세돼지의 등지방두께는 각각 다소 얇게 & 다소 두껍게 평가되었으며, 도체품질의 척도가 되는 근육의 이화학적 특성에는 차이가 없었다. 수익성 면에 있어서는 110kg 출하돈 대비 130kg 출하돈은 두당 약 20,000원의 손실이 발생하는데 이는 도체품질과는 관계없이 거의 전적으로 A & B 등급의 한계도체중 초과로 인한 도체등급 저하 때문에 발생한 손실로서 만일 이들 등급의 도체중 상한선이 철폐되기만 한다면 130kg 출하돈이 110kg 출하돈보다 훨씬 더 경제성이 높을 것으로 예측되었다. 또한 이와 같은 결과를 토대로 본 연구진은 현행 도체등급 판정 기준을 무시한 암퇘지와 거세돼지의 적정 출하체중은 각각 135 & 125kg 수준이고 이때 암퇘지와 거세돼지의 등지방두께 예측치는 각각 22.5 & 24.0mm라는 결론을 내린 바 있다. 따라서 본 연구는 선행연구의 결론과 같이 암퇘지와 거세돼지를 각각 135 & 125kg까지 비육․도축했을 때 성장효율, 도체의 품질 관련 이화학적 특성과 관능적 수용성 및 경제성을 분석하여 기 발표된 결론의 타당성을 확인․검증하고자 수행되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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