신장 질환은 고혈압과 당뇨등에 대한 합병증으로 많이 발생되며 병이 상당 부분 진행이 되어야만 자각 증세가 있는 질환이다. 따라서 신장 질환은 예방이 중요하며 이를 위한 기술적 방법론이 개발되어야 한다. 현재는 소변 검사를 통한 단백뇨와 혈액 검사에 의지하여 질환의 유무와 진행 정도를 파악하고 있지만 이를 생체 신호 분석을 통해 행한다면 질환 예방등에 유익한 방법이 되리라 여겨진다. 본 논문에서는 이를 위해 신호 처리 기법을 적용하여 신장 질환을 판단하는 방법론을 제안하고자 한다. 이를 위해 음성 신호를 분석하고 신장과 관련이 되어 있는 오관인 귀에 대한 영역을 추출하는 방법을 제안하고자 한다. 끝으로 실험에 의해 제안한 방법의 유용성을 입증하고자 한다.
Nonhuman primate에 자연 발생하는 신장질병에 대한 병리학적 연구를 위해 Macaque (200), Sanquinus mystax (15), Saimiri sciureus (80) 등 8종에서 총 504두를 일반 병리부검에 의해 조사하였다. 가장 빈발하는 신장 질병은 화농성, 간질성, 신장염이며 다음은 독성 신세뇨관염, 신사구체신염 및 신우신염 등이었다. 도표 3에서 비교된 바와 같이 nonhuman primate의 각 종류에 따라서 특징적인 신장염 소견을 보여주었다. 야외 원숭이 사육장에서 기르는 원숭이 군에서는 Aeromonas hydrophilia가 처음으로 중요한 본 질병의 원인체로 발견되었다.
본 논문에서는 신장조직 영상에서 사구체 영역을 자동적으로 추출하는 방법을 제안한다. 사구체 조직은 신장의 상태를 나타내는 많은 정보를 포함하고 있기 때문에 사구체 영역의 추출은 신장 검사를 자동화하기 위한 첫 번째 단계이다. 그러나 사구체 영역을 단순한 2치화 방법으로 직접 추출함은 어려운 일이다. 이에 본 연구자들은 우선, 가우스 함수에 의한 원영상의 빛바랜 영상을 동적인 임계값으로 사용함으로써 원영상을 2치화한다. 다음으로, 획득한 영상으로부터 간단한 영상처리 기법에 의한 사구체 영역의 경계 에지를 포함하는 모든 에지를 추출한다. 그 다음으로 사구체 영역의 경계 에지를 판별함으로써 사구체 영역을 추출하였다. 이 방법은 다수의 샘플에 적용해서 유효성을 확인한 바 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
본 논문은 동적 네트워크에서 최소 신장 트리를 유지하는 문제에 대한 알고리즘을 제안한다. 동적 네트워크란 새로운 간선이 추가되거나 기존의 간선이 삭제 가능한 네트워크를 의미한다. 최소 신장 트리를 찾는 이전의 분산 알고리즘은 동적 변화를 고려하지 않거나 혹은 별도의 자료 구조를 이용하였다. 제안한 알고리즘은 간선의 변화에 대응하여 인접한 노드들에게 변화를 알리고 서로 협력하여 최소 신장 트리를 찾는다 네트워크 G의 전체 노드의 수를 N, 전체 간선의 수를 E, 찾은 최소 신장 트리의 지름을 D라고 할 때, K개의 간선 추가와 삭제에 대하여 각각 min{0(kI)+O(N), O(N log N+E)}와 O(N log k+E)의 메시지 복잡도를 갖는다. 또한 각 경우에 대한 하한 비용을 증명하였다.
본 논문은 웹을 통한 학습활동(WBI)에서 초등학생들의 창의력 신장을 위한 시스템 구축 방안을 제시하였다. 제안된 시스템은 학습자 모듈과 관리자 모듈로 구성하였으며 창의력 신장을 위한 학습자 모듈은 유창성, 융통성, 독창성을 신장시킬 수 있는 학습활동을 수행하게 하며 관리자 모듈은 학습자의 학습활동을 지원하고 평가한다. 유창성 향상은 끝말잇기 놀이, 낱말 연상하기, 낱말가방, 용도 찾기, 융통성은 비유하기 놀이, 공통점 찾기, 만약에 놀이, 독창성은 만화 대사 넣기, 그림보고 이야기 꾸미기, 아이디어 공모 등의 학습방안이 제시되었다. 관리자 모듈은 학습자의 학습활동 결과를 열람하고 즉시 평가하여 피드백을 제공할 수 있으며, 학습자의 학습 효과를 극대화하기 위하여 학습 활동 내용을 수정할 수 있도록 하였다. 본 WBI 시스템은 창의력 신장 프로그램을 Web상에서 구현한 것으로 인터넷의 장점을 교육에 효과적으로 이용한 경우가 될 것으로 보인다.
현대 사회는 육체적·정신적 활동을 많이 요구하게 되며 이러한 현상으로 스트레스의 증가와 이유없는 증후군의 발병이 점차 확대되고 있다. 특히 스트레스로 인한 피로의 누적으로 인체의 혈액 농도 및 순환에 영향을 끼치게 되며 이로 인해 신장의 상태가 악화될 수 있다. 따라서 신장의 이상 유무를 조기에 판단하여 적절한 조치를 취하는 것이 무엇보다 중요하다. 이를 위해 본 논문에서는 신장 질환을 앓고 있는 환자와 정상인을 대상으로 피실험자 집단군을 각각 구성하고 음성 정보의 형태학적 분석과 수치학적 분석을 실험으로 출력하고 결과값에 대해 비교·분석을 행하고자 한다. 최종적으로 실험을 통해 신장과 음성과의 관계를 정립하고자 한다.
핵의학 검사에서 정적 영상을 획득하는 방법은 총 계수 설정법(preset count method)과 시간 설정법(preset time method)이 있다. $^{99m}Tc$-DMSA를 이용한 정적 신장 검사는 총 계수 설정법을 주로 사용하고 있지만 시간 설정법을 사용하는 곳도 있다. 총 계수 설정법을 사용하는 경우는 매번 동일한 계수를 획득하게 되지만 검사 시간은 차이가 있고, 시간 설정법의 경우는 검사 시간은 일정하지만 동일하지 못한 계수가 획득되게 된다. 따라서, 본 연구에서는 획득되는 계수에 따른 좌우 신장의 기능 및 형태 정보에 어떠한 차이가 있는 지 알아보고자 하였다. 2010년1월11일부터 3월31일까지 서울아산병원 핵의학과에서 $^{99m}Tc$-DMSA 신장 검사를 시행한 환자 중 한쪽 신장의 상대적 기능이 40~60%인 30명(남:여=11:19)의 환자를 대상으로 하였으며, 신장 내에 냉소나 열소가 존재하여 신장 피질의 구분이 명확하지 않은 경우는 제외하였다. 대상자의 나이는 $14.83{\pm}22.07$세로서 성인과 소아를 따로 구분하지 않았으며, 검사 시 이용한 장비는 PHILIPS사의 BrigthView 감마카메라를 사용하였다. 신장의 기능 및 형태 분석을 위해서는 동일 회사의 JET stream release 3.0 version을 이용하였고, 통계 분석은 SPSS 12.0을 사용하여 기술통계, 대응 표본 t 검정 (paired t-test)을 시행하였다. 영상은 다른 검사인자들을 모두 동일하게 설정하고 획득 계수를 10만 계수와 30만 계수, 그리고 획득 시간을 7분 (30만 계수 초과)으로 변경하여 연속적으로 획득하였고, 신장의 기능 및 형태 정보를 평가하기 위해서 좌우 신장의 상대적 기능(renal relative function)과 기하평균(geometric mean) 그리고 신장의 크기(Size)를 측정하였으며 그에 따른 각각의 차이를 비교 분석하였다. 좌우 신장의 상대적 기능(좌측 신장 기준)의 경우 10만 계수는 $50.52{\pm}3.61%$, 30만 계수는 $50.38{\pm}3.66%$, 7분 획득은 $50.31{\pm}3.64%$였으며 각 방법 간에 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 기하 평균(좌측 신장 기준)의 경우 10만 계수는 $50.08{\pm}3.25%$, 30만 계수는 $49.89{\pm}3.40%$, 7분 획득은 $49.91{\pm}3.24%$였으며 이 역시 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 신장의 크기 중 좌측의 경우 10만 계수는 $8.23{\pm}1.96$ cm, 30만 계수는 $8.35{\pm}1.97$ cm, 7분 획득은 $8.45{\pm}2.01$ cm이었고, 각 방법 간에는 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<0.05). 우측 신장의 경우 10만 계수는 $7.91{\pm}1.88$ cm, 30만 계수는 $8.12{\pm}1.90$ cm, 7분 획득은 $8.25{\pm}1.96$ cm이었으며, 각 방법 간에는 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<0.05). 본 연구 결과에 의하면 획득 계수에 따른 좌우 신장의 상대적 기능과 기하 평균은 통계적으로 유의한 차이가 없었지만, 신장의 형태는 획득 계수가 증가할수록 크기가 증가하는 경향을 보였으며 통계적으로도 유의한 차이를 나타내었다. 따라서, 정적 신장 검사의 신뢰성 있는 정량 평가를 위해서는 시간 설정법보다 총 계수 설정법을 사용하는 것이 바람직할 것이다. 특히, 추적검사의 경우는 시간 설정법을 사용하면 검사 시마다 획득되는 계수가 다르게 되어 신장의 형태 평가에 차이를 발생시킬 것이다.
Kim, Sang-Soo;Park, Heung-Jae;Han, Joung-Ho;Choi, Cha-Yong;Kim, Byung-Soo
한국생물공학회:학술대회논문집
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한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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pp.347-350
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2003
본 연구에서는 신장세포를 이용하여 신장을 재생하는 조직공학적인 신장 재생 방법을 개발하기 위해 신생 rat으로부터 분리한 신장세포를 피브린 고분자와 혼합하여 신부전 rat의 신장에 주사 이식하였고 4주 후에 신장 구조의 형성 및 개선된 BUN, creatinine 수치를 확인하였다. 이는 이식된 세포에 의해 신부전의 증상이 완화(치료)된 것으로, 앞으로 이에 대한 추가적인 장기간의 실험이 필요하다.
20개월 전에 신장이식을 시행한 환자에 있어서 해리성 흥복부 대동맥류를 성공적으로 절제하였다. 이 식된 신장은 정상 신장에 비하여 허혈에 보다 민감하므로 동맥혈 차단후 이식된 신장의 관류를 위하 여 대퇴 동-정맥으로 심페기를 연결하였다. 138분간의 대동맥 교차 차단중에 신장으로의 관류는 관류압이 (19-)1) 27 minHg이고 관류량은 0.53에서 0.83 Limin 였고, 32mm 크기의 헤마쉴드(길이 22cm)가 동맥류 부위 에 대용되 었다. 수술후 특별한 합병증은 없었으며 심폐기를 이용한 대퇴동-정맥 우회술은 이와같은 수술시 척수와 신 장을 보호하는 간단하고 효율적 인 방법으로 사료된다.
소아들의 여러 신장 질환 특히 만성신장병은 초기에는 뚜렷한 증세나 징후를 나타내지 않고 단독 단백뇨 또는 현미경적 혈뇨로만 나타나는 경우가 많다. 이런 신장 질환을 발견하기 위하여 소변검사는 여러 장단점에도 불구하고 간단하고 비용이 적게 드는 검사로서 선별검사에 이용하게 되었다. 우리나라에서는 신장 질환의 조기 발견을 위한 학교 집단소변검사가 1998년에 개정된 학교신체검사규칙에 근거하여 전체 초 중 고등학생을 대상으로 실시되었다. 그 이후에 많은 연구와 보고들이 학교 집단소변검사가 만성신질환의 조기 발견에 유용할 것이라고 하였지만 아직도 여기에 대한 이견이 있을 뿐만 아니라 비용 효과 등에 대하여서도 충분한 의견 일치를 얻지 못하였기에 코호트 연구 등의 장기적인 관찰적 역학 연구가 반드시 필요하다. 이를 위하여서는 신장학자들의 지속적인 연구뿐만 아니라 제도 개선 및 개발들이 반드시 동반되어야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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