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국내육성 벼 주요 품종의 Ethanol 추출물 단회 경구투여 안전성 연구 (Study on the Single Oral Dose Toxicity of High Quality Rice Varieties)

  • 신진철;최성숙;한혜경;정하숙
    • 한국작물학회지
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    • 제52권2호
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    • pp.146-152
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    • 2007
  • 국내육성 벼 주요품종 중 오봉벼, 일품벼 및 아랑향찰벼 과피의 단회 경구투여에 의한 독성을 관찰하기 위하여, 동물체중 당 2.5 g, 5.0 g 및 10.0 g의 용량으로 암수 각각 10마리씩 ICR계 마우스에 1회 경구투여한 후 14일간 실험동물의 사망률, 일반증상, 체중변화, 부검소견 및 혈액 생화학적 분석을 수행하였다. 1. 모든 시험물질의 최대 투여가능용량인 10.0 g/kg 투여시 암수 모든 동물군의 사망 예는 관찰되지 않았고, 또한 그 이하의 시료 투여군에서도 사망동물은 없었으며, 시험물질 투여 후 나타내는 외관상의 이상증상도 확인되지 않았다. 2. 실험동물의 체중 변화는 암수 모두에서 시일이 경과함에 따라 체중 증가가 일시적으로 억제되는 경향을 나타냈으나 시험물질 투여군과 대조군간의 유의성 있는 차이는 나타나지 않았다. 3. 시료투여 14일 후 치사된 동물의 장기를 관찰한 결과, 암수 모든 실험군의 간장, 신장, 비장, 심장, 폐 및 뇌에서 시험물질 투여에 따른 어떤 육안적 이상 소견도 발견되지 않았다. 4. 혈액생화학적 검사 결과, ALT와 AST 활성도가 모든시료 투여군에서 정상수치를 나타냈으며, 10.0 g/kg 1회 경구 투여한 모든 실험군의 경우에도 정상 수치를 나타내는 것으로 보아, 고품질 우리 쌀인 오봉벼, 일품벼 및 아랑향찰 벼 과피 추출물을 고용량으로 투여 시에도 간 기능에 어떠한 독성도 나타내지 않음을 확인할 수 있었다. 5. 오봉벼, 일품벼 및 아랑향찰벼 과피 추출물에 대한 급성 경구 독성시험에서 상기의 일반상태, 체중변화 및 부검소견 등에 별다른 독성이 관찰되지 않았으며, 최대투여 가능용량인 10.0 g/kg에서도 사망 예가 발견되지 않았다. 따라서 암수 마우스에 대한 경구 $LD_{50}$치는 최대 투여가능 용량인 10.0 g/kg 이상으로 평가되었다. 따라서 본 시험 결과, 오봉벼, 일품벼 및 아랑향찰벼 과피 EtOH 추출물은 투여가능 최대용량에서도 독성이 없는 안전한 식품임을 확인하였고, 건강증진에 도움을 주는 기능성 식품소재로서의 개발 가능성을 예측할 수 있었으며, 고용량으로도 임상사용이 가능함을 확인할 수 있었다.

한국 남성의 혈중 Luteinizing Hormone과 Testosterone 수준의 연령-관련 변화 (Age-related Changes in Luteinizing Hormone and Testosterone Levels in Korean Men)

  • 이성호;안련섭;권혁방
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제12권1호
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    • pp.57-66
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    • 2008
  • 한국 남성의 연령 증가에 따른 혈중 luteinizing hormone(LH), testosterone(T), 그리고 타액 T 수준 변화를 조사하였다. 혈중LH 수준은 40대까지 유의한 변화를 보이지 않았으나(20s, $2.5{\sim}1.0$; 30s, $2.7{\sim}1.5$; and 40s, $2.5{\sim}1.8\;mIU/mL$), 50대 이상에서 유의하게 증가하였다(50s, $3.7{\sim}1.8$ and 60s, $3.1{\sim}1.7\;mIU/mL$). 또한, 혈중 T 수준도 40대까지는 변화하지 않았으나(20s, $5.3{\sim}2.6$, 30s, $4.4{\sim}1.4$, 40s, $4.1{\sim}1.5$ ng/mL), 50대 이후 유의하게 감소하였다(50s, $3.4{\sim}1.5$; 60s, $2.6{\sim}0.8\;ng/mL$). 타액 T 수준 또한 40대까지 약간의 변화가 나타났으나($20s{\sim}40s$, $0.11{\pm}0.015\;ng/mL$), 50대에 유의하게 감소하였다($0.08{\sim}0.03\;ng/mL$). 타액 T 대 혈중 T의 상대적인 비율은 모든 연령대에서 유의한 변화가 없었다($2.4{\sim}0.9%$). 직선회귀 분석(Linear regression analysis)에서 혈중 LH 수준은 매년 1.5%씩 증가하고 혈중 T와 타액 T 수준은 각각 매년 1%와 0.8%씩 감소하는 것으로 예측되었다. 혈중 T/LH 비율은 40대까지 유의한 변화가 없었으나($20s{\sim}40s$; $2.27{\pm}0.14$) 50대에 유의하게 감소하였다($1.2{\sim}1.0$). 연령과 관련된 타액 T/LH 비율은 혈중 T/LH 비율과 대단히 유사하였다. 본 연구 결과에서 혈중 LH와 T, 그리고 타액 T 수준이 한국인 남성에서 40대까지는 유의하게 변화하지 않았고, 50대부터는 LH 수준이 증가하고 T 수준이 감소하였다. 이 결과는 50대경 노화과정에 의해 일어나는 원발성 정소부전(primary testicular failure)이 원인인 것으로 보인다. 또한, 본 연구결과는 비록 타액 T 수준이 혈중 총 T 수준과 약한 상관관계(r=0.53)를 갖지만, 혈중 free T 수준을 나타내는 것으로 보인다. 그러므로, 타액 T 수준에 대한 정보는 연령과 관련해서 나타나는 남성 정소생리를 연구하는데 유용할 것으로 사료된다.

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지구온난화에 따른 우리나라 벼농사지대의 생산성 재평가 (Evaluation of Site-specific Potential for Rice Production in Korea under the Changing Climate)

  • 정유란;조경숙;이변우
    • 한국농림기상학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.229-241
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    • 2006
  • 본 연구에서는 실측 일기상자료 대신 예측 기후평년 값을 적용하여 기후변화와 그에 상응한 벼 작황의 지리적 분포양상을 복원함으로써 지구온난화에 따른 우리나라 벼농사지대의 생산성을 재평가하였다. 기상청 56개 지점 종관자료(일 최고/최저 기온의 월별 평균값)를 1971-2000년 30년 단위로 수집하여 270m 해상도의 수치기후도를 작성하고, 벼논픽셀에 해당되는 기후자료를 추출하였다. 동일한 시군에 속하는 벼논픽셀의 기후자료를 평균함으로써 시군단위의 '벼논맞춤형 기후자료'를 준비하였다. 같은 방법으로 기상연구소에서 제작한 2011-2100년 기간의 3개 평년(2011-2040, 2041-2070, 2071-2100) 기후시나리오에 근거하여 해당 평년의 기후자료를 추정하였다. 농촌진흥청의 정밀토양도로부터 해당 픽셀의 토성과 토심정보를 검색하고 이를 토대로 유효수분 조견표에 의해 토양자료를 준비하였다. 자포니카형 벼의 특성을 갖도록 개조한 벼 생육모형(CERES-Japonica)에 이들 자료를 입력하고 조생종(오대벼), 중생종 (화성벼), 만생종 (동진벼)의 생육을 모의하였다. 시군 공간평균을 기준으로 3품종 모두 가까운 미래(2011-2040년)에는 출수기가 일주일 정도 빨라지고, 먼 미래(2071-2100년)에는 최대 20일 까지 단축될 수 있다. 생리적 성숙기는 3품종 모두 가까운 미래(2011-2040년)에는 15일 정도 단축되고, 먼 미래(2071-2100년)에는 최대 한달까지도 빨라질 수 있어 출수기에 비해 단축정도가 심하다. 평야지 수량의 경우 조생종인 오대벼는 10a당 6-25%, 중생종 화성벼는 3-26%, 만생종 동진벼는 3-25%까지 감소하였다. 하지만 산간지역에서는 발육속도가 빨라지고 수량이 증가하거나 큰 변화가 없는 곳도 많아 온난화조건에서도 지역별 정밀기후 추정과 이에 근거한 최적품종의 선택, 이앙기 및 수확기 등 생육기간의 조절이 온난화 대응기술로서 유효할 것으로 기대된다.

한우 후대검정우 체척, 도체형질 및 부분육간 상관분석 (Correlation Analyses on Body Size Traits, Carcass Traits and Primal Cuts in Hanwoo Steers)

  • 이재구;이승수;조광현;조충일;최연호;최재관;박병호;나종삼;최태정
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제55권5호
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    • pp.351-358
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    • 2013
  • 본 연구는 2008년도부터 2010년까지 농협중앙회 한우개량사업소에서 후대검정한 46~50차 한우거세우 882두의 24개월 체척형질 측정자료, 24개월령에 도축하여 조사한 도체형질 판정자료, 생체중(12, 24개월령) 그리고 24개월령에 도축하여 조사한 부분육 형질을 이용하였다. 본 연구는 한우 도체의 각 부위별 생산량과 상관도가 높은 체척형질을 조사하는데 그 목적이 있으며 이를 위하여 성장형질, 도체성적 및 부분육간의 관측치 상관과 환경효과를 고려한 잔차상관을 구하였다. 부분육과 체척간의 상관관계에서 등심은 흉위와 0.74의 높은 정상관을 나타냈고, 사태는 곤폭, 좌골폭과 관측치 상관이 -0.23, -0.27로 나타났다. 갈비는 흉위와 0.80의 높은 정상관이였다. 체척과 도체성적의 상관관계에서는 도체중과 흉위의 관측치 상관과 잔차상관이 각각 0.86, 0.65로 높게 나타났다. 도체형질과 부분육의 상관관계는 도체중과 등심의 관측치 상관과 잔차상관이 각각 0.87, 0.83으로 나타났으며 등심단면적은 등심, 채끝과 각각 0.65, 0.68의 상관을 나타냈다. 부분육간의 상관관계에서는 사태와 양지가 -0.69의 부의 상관을 나타냈다. 소비량이 높은 등심, 안심 및 갈비는 체척형질 중 흉위와의 상관이 높았고 흉위는 도체중과 상관이 높았다. 따라서 흉위가 커질수록 도체중이 증가될 것으로 예상되며 흉위의 개량을 통해 등심, 안심 및 갈비의 생산량이 늘어날 것으로 사료된다. 본 연구의 결과는 다중회귀모형을 이용한 부분육생산량 예측모형을 개발하는데 기초연구로서 활용 가능할 것으로 생각된다.

우리나라 최근(最近) 60년(年의) 기후변화(氣候變化)에 따른 농업기후자원(農業氣候資源) 분포(分布) (Changes in the Climate in recent 60 years and Distribution of Agroclimatic Resources in Korea)

  • 이정택;윤성호;박무언
    • 한국환경농학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.160-167
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    • 1994
  • 과거와 현재의 기상환경(氣象環境) 변화를 분석하여 농업기후자원(農業氣候資源)의 분포 변화와 앞으로 변화될 기상환경(氣象環境)을 예측하고 그 대응책을 마련하는 기초자료를 얻고자 기상청(氣象廳)에서 측정한 기온(氣溫), 강수량(降水量), 일조시수(日照時數) 등을 대상으로 전반(前半) 30년(年)($1931{\sim}1960$)과 후반(後半) 30년(年)($1961{\sim}1990$)으로 나누어서 기후(氣候)의 차이를 비교 분석하였으며, 아울러 기후자원(氣候資源)의 지표(指標)가 되는 온양지수(溫量指數)와 한냉지수(寒冷指數)의 변화를 산출하여 비교하였다. 1. 서울, 대구(大邱), 부산(釜山) 3개(個) 지역의 1910연대(年代) 평균기온(平均氣溫)은 각각 10.7, 12.3, $13.4^{\circ}C$ 였는데, 1990연대(年代)에 이르러 각각 1.3, 1.3, $0.9^{\circ}C$ 정도 높아져 도시(都市)의 온난화(溫暖化)가 뚜렷하였다. 2. 후반(後半) 30년(年)의 봄($3{\sim}5$월(月)) 평균기온(平均氣溫)은 전반(前半)보다 약 $0.69^{\circ}C$ 정도 높아서 다른 계절의 $0.26{\sim}0.33^{\circ}C$ 상승(上昇)보다 훨씬 컸다. 3. 전반(前半)과 후반(後半)에 지역별 연평균기온(年平均氣溫)의 차이는 중북부지방은 작았으나, 남부지방에서는 후반(後半)에 약 $1^{\circ}C$ 높았다. 4. 강수량(降水量)의 지역별 분포는 후반(後半)이 전반(前半)보다 약 100mm가 높았으나, 서해안과 중북부 지역은 크게 증가하지 않았다. 5. P/E비(比)는 후반(後半)에 증가된 경향이었으며, 여름에는 높았고 겨울에는 낮았다. 6. 전반(前半)과 후반(後半)의 상대습도(相對濕度)의 지역별 계절별 차이는 약간 있었으나, 연평균(年平均) 상대습도(相對濕度)는 차이가 거의 없었다. 7. 일조시수(日照時數)는 후반(後半)에 줄어들었으며, 여름($6{\sim}8$월(月))에는 약 70시간 짧아졌다. 8. 전체적으로 전반(前半)보다 후반(後半)에 온양지수(溫量指數)는 3.7, 한냉지수(寒冷指數)는 1.0 정도 높았다.

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이산화탄소 해양지중저장 처리를 위한 공정 설계: II. 열역학 상태방정식이 압축 및 수송 공정에 미치는 영향 평가 (Process Design of Carbon Dioxide Storage in the Marine Geological Structure: II. Effect of Thermodynamic Equations of State on Compression and Transport Process)

  • 허철;강성길
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.191-198
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    • 2008
  • $CO_2$ 해양지중저장 처리 시스템 설계를 수행하는데 있어 전산모사를 통한 공정 설계는 필수적이다. 즉, 수치 모델링을 이용하여 $CO_2$ 해양지중저장 처리 공정 중 발전소 및 제철소 등 대규모 발생원에서부터 $CO_2$를 포집하는 포집공정, 포집한 $CO_2$를 파이프라인이나 선박 등을 통해 이송하는 수송공정, 이를 깊이 800m 이상의 해저 지질구조내 대규모로 수백-수천년 이상 장기간 저장하는 저장공정 등 일련의 공정을 열역학 상태방정식 등을 이용하여 모사하는 것이다. 본 논문에서는 $CO_2$ 해양지중저장 처리를 위한 공정 설계에 사용되는 열역학 상태방정식들을 비교 분석하고 이들이 압축 및 수송공정에 미치는 영향 등을 평가하였다. 이와 같은 연구결과에 근거하여 $CO_2$ 해양지중저장 처리를 위한 압축 및 수송 공정 설계 시 유용한 열역학 상태방정식을 제안하였다. 상태방정식 계산결과 간의 비교 및 영향 평가를 위하여 순수 단일성분 $CO_2$와 순산소 연소 석탄 화력발전소에서 포집된 $CO_2$ 혼합물의 압축 및 수송거동을 분석하였다. 순수 단일성분 $CO_2$의 압축 및 수송공정 계산결과에는 이상기체 상태방정식을 제외한 상태방정식 간에 큰 차이가 존재하지 않으나, NO, Ar 그리고 $O_2$ 등이 포함된 순산소 연소 석탄 화력발전소에서 포집된 $CO_2$ 혼합물의 압축 및 수송공정에는 PR 계열의 상태방정식과 BWRS 상태방정식에서 커다란 차이가 나타났다. 즉, 8bar 이상의 압력, $30^{\circ}C$ 내외의 온도 영역에서 $CO_2$ 혼합물을 서로 다른 상태로 예측하였다. 이러한 불순물의 영향으로 인하여 $CO_2$ 혼합물의 압축 및 수송공정 설계에 PR계열의 PRBM 상태방정식의 적용이 BWRS식 적용보다 유용하다고 판단된다.

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비만 소아의 혈중 아디포넥틴과 인슐린저항성에 관한 연구 (Serum Adiponectin Levels and Insulin Resistance in Obese Children)

  • 이희선;이진;강민주;최병민;이기형
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제48권5호
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    • pp.481-487
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    • 2005
  • 목 적 : 식생활과 생활양식의 서구화로 인하여 우리나라도 비만의 유병률이 급격히 증가하는 추세이며 특히 소아비만은 이미 소아기에 합병증 발생의 위험과 더불어 성인비만으로 이행될 가능성이 크기에 이에 대한 관심이 날로 높아지고 있는 추세이다. 아디포넥틴은 최근 발견된 지방세포에서 분비되는 adipocytokine으로 비만에서 아디포넥틴의 감소가 인슐린저항성과 동맥경화증의 발병과 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 비만아와 정상 체중아의 혈중 아디포넥틴 농도의 차이와 체질량지 수(BMI) 및 인슐린저항성과의 상관관계를 알아보고자 하였다. 방 법 : 2003년 1월부터 2003년 6월까지 BMI가 95 백분위 이상인 8-15세 사이의 비만아 82명(남아 54명, 여아 28명)과 대조군으로 정상 체중아 31명(남아 21, 여아10), 총 113명을 대상으로 신체계측을 하고 공복 후 채혈하여 혈중 아디포넥틴, 인슐린, 혈당 농도를 측정하였다. 혈중 아디포넥틴 농도를 비만여부와 사춘기 시기별로 비교하였으며 아디포넥틴과 체질량지수, 인슐린, HOMA 등과의 상관관계를 알아보았다. 결 과 : 1) 비만아의 평균 혈중 아디포넥틴 농도는 19.7 mg/mL, 정상 체중아는 27.6 mg/mL로 비만군이 유의하게 낮았으며(P<0.01), 전체 대상아 중 남아와 여아의 성별에 따른 차이는 없었다. 2) 사춘기 전보다 사춘기 시기의 소아에서 아디포넥틴의 농도가 의미있게 낮았다(P<0.01). 3) 비만아 중 27명을 대상으로 시행한 경구 당부하 검사에서 공복시에 비해 식후 2시간 후 인슐린 농도는 유의하게 높았으며($17.0{\mu}IU/mL$ vs $35.8{\mu}IU/mL$, P<0.01), 아디포넥틴 농도는 반대로 유의하게 낮았다(25.8 mg/mL vs 19.8 mg/mL, P<0.01). 4) 혈중 아디포넥틴과 BMI(r=-0.39, P<0.01), 인슐린(r=-0.28, P<0.01)은 각각 음의 상관관계를 보였으며, 혈중 지질치중 저밀도 지질단백(LDL) 콜레스테롤(r=-0.20, P<0.05)과도 음의 상관관계를 보였으나 총 콜레스테롤과 고밀도 지질단백(HDL) 콜레스테롤과, 중성지방과는 유의한 상관관계가 없었다. 결 론 : 혈중 아디포넥틴 농도는 비만아에서 정상 체중아보다 유의하게 낮았으며, 아디포넥틴은 BMI 및 혈중 인슐린과 음의 상관관계가 있었다. 혈중 아디포넥틴이 소아 비만아에서 인슐린 저항성의 예측인자로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

가와사끼병 환아에서 흉부 X-선 검사의 변화와 혈중 Tumor Necrosis Factor-α에 대한 연구 (Chest X-ray Findings and Serum Tumor Necrosis Factor-αLevels in Patients with Kawasaki Disease)

  • 김지영;권정현;김경효;유정현;홍영미
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제48권5호
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    • pp.534-538
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    • 2005
  • 목 적 : 가와사끼병에서 흉부 X-선 검사에서 변화가 나타나는 빈도, 변화 양상, 염증성 cytokine과의 관계를 알아보고자 하였으며, 가와사끼병 환아에서 흉부 X-선 검사에서 이상 소견이 있을 때 염증 정도를 예측할 수 있는지 알아보기 위하여 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 2003년 1월부터 2004년 5월까지 이화의대 동대문병원 소아과에서 가와사끼병으로 진단된 환아 84명을 대상으로 흉부 X-선 검사 결과를 동일 방사선과 전문의가 판독하였다. 흉부 X-선에서 정상 소견을 보이는 군과 비정상 소견을 보이는 두군으로 나누어, 발병 당시 각 군의 관상동맥 확장 정도, 혈청 TNF-${\alpha}$, Mycoplasma 항체, 혈색소, 백혈구, 혈소판, 적혈구 침강속도와 C 반응 단백을 비교 연구하였다. 결 과 : 대상 환아 84명 중에서 흉부 X-선 검사에서 이상 소견을 보인 경우는 43명(51.2%)이었다. 흉부 X-선 검사에서 기관지주위둘러쌈(peribronchial cuffing) 22.4%, 그물결절음영 17.7%, 과도통기(hyperaeration) 8.2%, 폐포경화 3.5%, 흉막삼출 1.2%, 무기폐 1.2%에서 관찰되었다. 흉부 X-선 검사에서 정상 소견을 보인 군과 비정상 소견을 보인 두 군에서 평균 연령, 성별과 발열 기간은 유의한 차이가 없었으며, 혈색소, 백혈구, 혈소판, 적혈구 침강 속도와 C 반응 단백도 두 군에서 유의한 차이가 없었다. 양측 관상동맥 직경은 두 군에서 유의한 차이는 없었고, 혈중 TNF-${\alpha}$ 농도도 두 군간에 유의한 차이가 없었다. 비정상 소견을 보인 군에서 Mycoplasma 항체가를 측정한 결과 12.5%에서 1 : 320 이상의 양성을 보였다. 결 론 : 가와사끼병으로 진단된 환아에서 흉부 X-선 검사의 이상 유무로 염증의 심한 정도를 판단하는 것은 제한점이 있다. 가와사끼병 환아에서 Mycoplasma와의 관련성에 대해서는 향후 더 연구가 필요하리라 생각된다.

종합병원 입원 환자의 정신 건강 평가 (A Study on Anxiety-Depression and Psycnoticism in Hospitalized Patients)

  • 김진성
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제9권1호
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    • pp.54-67
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    • 1992
  • 1991년 10월부터 1992년 3월까지 부산시에 소재하는 세개 종합병원 임상 각 과의 비정신과 환자 497명과 DSM-III-R진단 기준에 의거하여 정신장애로 진단되어 입원중인 정신과 환자 42명을 대상으로 신불안 우울척도(NADS)와 정신증 척도(PSCS)를 사용하여 평가한 결과는 다음과 같다. 비정신과 환자군의 불안 우울 점수의 평균은 $34.4{\pm}10.4$, 정신과 환자의 점수는 $50.5{\pm}18.3$으로 정신과 환자군이 유의하게 높았다(P<0.001). 비정신과 환자의 정신증 점수 평균은 $3.9{\pm}4.4$, 정신과 환자군은 $20.3{\pm}9.8$로 정신과 환자군이 유의하게 높았다(P<0.001). 사회정신의학적 요인들중 불안 우울 및 정신증 성적에 공통적으로 유의한 영향을 끼친것은 가정분위기 및 가족과의 친숙도에 불만족인 경우(각각 P<0.001, P<0.001) 및 미래 현재 과거의 자아상에 대한 태도에 있어서 비관적인 경우(각각 P<0.001, P<0.001, P<0.001), 과거 정신과적 치료 및 입원 경험이 있었던 경우(각각 P<0.01, P<0.01)등이었다. 불안 우울 척도와 정신증(${\gamma}$ = 0.74), 과거 자아상과 현재 자아상에 대한 태도(${\gamma}$ = 0.45), 현재 자아상과 미래 자아상에 대한 태도(${\gamma}$ = 0.45), 과거 자아상과 미래 자아상(${\gamma}$ = 0.34) 가정 분위기 및 가족과의 친숙도 (${\gamma}$ = 0.49) 사이에 상관관계가 있었다. 희귀분석결과 불안 우울 정도를 설명 예측할 수 있는 변수들의 중요도는 현재 자아상에 대한 태도, 가족과의 친숙도, 미래의 자아상에 대한 태도, 과거 자아상에 대한 태도, 가정 분위기 순이었다. 불안 우울 및 정신증 성적 결과에 따라서 판별 분석 결과, 집단이 잘못 분류된 사례는 비정신과 환자군 중 22명, 정신과 환자군중 2명이었다.

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고준위 방사성 폐기물 처분 시스템 실증 실험용 KENTEX 장치에서의 열-수리-역학 연동현상 해석 (Coupled T-H-M Processes Calculations in KENTEX Facility Used for Validation Test of a HLW Disposal System)

  • 박정화;이재완;권상기;조원진
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.117-131
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    • 2006
  • 한국의 고준위폐기물 기준 처분 시스템의 공학적 방벽에서의 T-H-M(Thermo-Hydro-Mechanical) 거동 실증을 위한 KENTEX(KAERI Engineering-scale T-H-M Experiment for Engineered Barrier System)실험 장치를 대상으로 열-수리-역학 연동현상 해석을 하여 온도, 포화도 및 응력의 변화를 예측하였다. 그리고 이들 변수와 열-수리-역학의 연동현상에 사용된 세물성법칙인 탄성물성법칙, 공극탄성 물성법칙 및 공극탄성-소성 물성법칙과의 관계를 분석하였다. 열-수리-역학 연동현상을 계산하는 데는 상용 유한요소 코드인 ABAQUS를 사용하였다. 열 계산에서 벤토나이트 내 온도는 히터 가열 후 초기에는 급격히 증가하다가 얼마의 시간이 경과한 후에는 거의 일정한 값에 도달하였다. 이 도달시간은 약 37.5일로 반경방향의 모든 지점(H=0.68m 일때)에서 정상상태에 도달한 것을 알 수 있었다. 즉, 히터와 벤토나이트 경계면에서는 $90^{\circ}C$, 벤토나이트와 외부 셀 경계면에서는 약 $70^{\circ}C$를 유지하였다. 열-수리-역학 연동현상 계산에서 시간에 따른 벤토나이트 포화도는 탄성 물성법칙, 공극탄성 물성법칙 및 공극탄성-소성 물성법칙의 세 경우 모두 거의 차이가 없었다. 열-수리-역학 계산 결과와 수리-역학 계산 결과의 비교에서 온도의 증가는 탄성 물성법칙 및 공극탄성 물성법칙 각각에 대해 시간이 경과함에 따라 포화도가 증가함을 초래해 포화가 빨리 진행됨을 알 수 있었다. 특히 히터에 가까운 쪽에서는물이 침투하고 있는 쪽 보다 포화도 증가가 큰 것으로 나타나 벤토나이트가 물로 포화되기 전의초기상태가 온도의 영향을 많이 받는 것을 알 수 있었다. 또한 응력은 세 물성 법칙 모두 시간의 경과에 따라 증가하는 경향을 보이나 탄성 물성법칙의 경우가 다른 두 경우보다 현저한 변화를 보이는데 이는 변형율이 탄성한계를 넘어서도 계속 작용하여 공극비 변화를 고려한 다른 두 물성법칙과 차이가 있음을 나타내고 있다. 그러나 공극탄성 물성법칙 및 공극탄성-소성 물성법칙의 경우에 열-수리-역학 계산 결과와 수리-역학 계산 결과를 비교하면 시간이 경과함에 따라 응력은 증가하지만 온도의 변화에 따른 서로의 응력의 차이는 작은 것을 알 수 있다. 즉 온도변화의 영향보다는 시간에 따른 포화도 변화의 영향이 더 큰 것으로 생각된다. 따라서 벤토나이트의 열-수리-역학 연동현상 해석에서 벤토나이트는 온도의 증가로 포화가 빨라지고, 포화도 증가는 응력을 증가시키는 결과를 보이므로 공극비, 열팽창 및 팽윤압 등의 영향을 받고 있는 것으로 이해된다. 그래서 벤토나이트의 열-수리-역학 연동현상 해석에서 벤토나이트는 공극비, 열팽창 및 팽윤압 등의 영향을 받으므로 탄성과 소성을 동시에 고려할 수 있는 물성법칙을 선택하는 것이 바람직하다.

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