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ICT기술을 활용한 곤충스마트팩토리팜의 현황과 미래 (Current status and future of insect smart factory farm using ICT technology)

  • 석영식
    • 식품과학과 산업
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    • 제55권2호
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    • pp.188-202
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    • 2022
  • 최근 곤충산업은 애완곤충, 천적 등 산업에서 사료, 식용, 약용곤충으로 그 활용범위가 확대되면서 곤충 원료의 품질관리에 대한 요구가 커지고 곤충 제품의 안전성 확보에 관심이 높아지고 있다. 전세계 곤충산업 시장은 많은 소규모 농가형 기업과 소수의 대기업으로 구성되어 있으며 전통적인 수작업 사육에서 고도로 자동화되고 기술적으로 진보된 플랜트형 사육 등 다양한 기술 수준의 사육형태가 존재한다. 산업규모가 확대되는 과정에서 사육환경의 설계는 온습도, 공기질 조절과 병원체 및 기타 오염 물질의 전파를 방지하는 것은 중요한 성공 요인이 되며 사육에서 부화, 사육, 가공에 이르기까지 생산의 안전성을 유지하기 위해서 통일된 운영시스템 아래 통제된 환경이 필요하다. 따라서 곤충의 생육과 사육환경의 빅데이터화 된 데이터베이스를 기반으로 외부 환경 변화에도 안정적인 사육환경 유지가 가능하고 곤충성장에 맞추어 사육환경을 제어하며 노동력 감소와 생산성 향상을 이루기 위한 ICT 기반 곤충 스마트팩토리팜의 설계 및 운용알고리즘을 개발하는 것은 곤충산업 발전의 필수 선결조건이 되고 있다. 특히 유럽 상업용 곤충사육시설은 상당한 투자자의 관심을 받아 곤충 회사가 대규모 생산시설로 건설하고 있는데 이는 EU가 2017년 7월 물고기양식 사료원료로 곤충 단백질의 사용을 승인한 후 가능해졌으며 이를 기반으로 곤충산업의 식용, 의료 등 다른 분야도 첨단기술을 접목하는 현상이 가속화되었다. 외국 곤충산업은 주로 전세계 식품 생산량의 30%에 이르는 소비 전 폐기물이라고 불리는 식품회사의 생산과잉 원료 등을 업사이클링을 통해 재활용생태계를 형성하는데 반해 우리나라는 가정 및 가게에서 발생하는 음식물폐기물 또는 농산물 가공부산물을 주로 이용한다는 점에서 사료 수집과 영양성분 유지, 위생 등 지속가능한 산업생태계를 이루는 데 어려움을 겪고 있다. 또한, 각 곤충 종은 고유하고 특정 사육기술을 요구하고 있다는 점을 감안할 때 곤충사육자는 각기 다른 종별 접근 방식을 채택해야 하는데 대부분의 곤충기업은 여전히 소규모로 운영되며 특히 농가형 기업의 경우 지식과 경험이 도제식으로 전승되는 경우가 많아 표준화되고 규격화된 사육기술이 유지되기 어려운 반면, 일부 곤충 기업은 대규모 사육시설에 스마트 통합 제어시스템을 도입하여 먹이주기, 물주기, 취급, 수확, 청소 시스템, 가공, 품질관리, 포장 및 보관과 같은 곤충 생산과 관련된 요소가 최적화된 사육 환경과 사육프로세스로 표준화되어가는 모습을 보이고 있으며 심지어 일부 유럽기업은 AI기술로 구동되는 완전 자율 모듈식 곤충시스템으로 사육 유지관리를 하고 있는 사례도 등장하기 시작하였다. 향후 전세계 곤충산업은 공급업체로부터 알이나 작은 유충을 구입하고 곤충을 성숙시키기까지 애벌레의 비육 즉 생산원료에 중점을 두는 시스템과 알을 낳고 수확하고 유충의 초기 전처리에 이르기까지 전체 생산 과정을 다루는 시스템, 곤충 유충 생산의 모든 단계와 제분, 지방 제거 및 단백질 또는 지방 분획 등 추가 가공 단계를 다루는 대규모 생산시스템 등으로 점점 세분화할 것으로 본다. 우리나라에서도 인공지능 및 ICT 첨단기술을 활용한 곤충스마트팩토리팜 연구 및 개발 등이 가속화되고 있어 곤충이 기존 사료, 식품 뿐만 아니라 천연 플라스틱 또는 천연성형소재 등 2차산업의 탄소제로 소재로 활용할 수 있도록 특정 종 육종과정 단축이나 기능성 강화를 위한 사육제어가 가능하도록 곧 곤충 스마트팩토리팜 한국형 맞춤사육시스템이 등장할 수 있을 것으로 보이며, 특히 곤충 제품의 지속 가능성을 높이기 위해 사료 및 자원 사용에 대한 통합 소프트웨어 접근 방식을 개발하는 것에 중점을 두고 진행되고 있다.

장기 수경재배에서 급액량의 차이가 토마토 생육과 수량 특성에 미치는 영향 (Effect of Difference in Irrigation Amount on Growth and Yield of Tomato Plant in Long-term Cultivation of Hydroponics)

  • 최경이;임미영;김소희;노미영
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.444-451
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    • 2022
  • 최근 토마토 수경재배가 증가하며 장기 재배가 일반화 되고 있다. 수경재배에서는 작물의 양분과 수분 요구도를 고려하여 적정 양액을 공급하는 것이 생산성, 자원의 이용, 환경보전 측면에서도 매우 중요한데 장기재배에서는 계절적인 환경변화가 심하므로 이것을 고려한 급액 관리가 매우 중요하다. 따라서 코이어 배지를 이용한 토마토 장기재배에서 급액량이 생육과 수량에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 온실 외부에 설치된 일사 센서로 적산일사를 기준으로 급액 횟수를 조절하였으며, 생육시기별로 급액 기준을 변경하며 4수준(High, Medium high, Meidum low, Low)으로 급액량을 달리 처리하였다. 급액량이 많을수록 배액률이 높았으며 배액의 EC가 지나치게 높아지는 것을 방지 할 수 있었다. 재배기간이 경과하면서 배액 EC가 높아졌는데 급액량이 적은 처리일수록 상승 폭이 컸다. 초장은 급액량이 가장 적은 처리구가 다른 처리구에 비하여 작았고 마디수와 화방의 발생 수는 급액량에 영향을 받지 않았다. 착과수는 전체적으로는 급액량의 영향을 크게 받지 않았으나 저온기에 발생한, 12-15화방에서는 급액량이 가장 많았던 처리구가 착과수가 적었다. 배꼽썩음과는 급액량이 가장 적은 처리구가 많았고 발생 시기도 빨랐다. 과실의 크기는 High 처리구가 컸으나 전체 수량은 Medium high 처리가 가장 많았다. 시험의 결과로 코이어를 이용한 토마토 수경재배에서 급액량이 근권의 양·수분 안정화와 생산성에 미치는 영향과 적정한 급액 관리의 중요성을 확인할 수 있었다. 따라서 최근에 보급되고 있는 복합환경제어시스템에 근권의 정보를 기준으로 정밀급액제어 알고리즘을 적용한다면 수경재배 제어기술 발전과 더불어 작물의 생산성 향상에도 기여할 수 있을 것으로 판단되므로 이에 대한 지속적인 연구가 필요할 것이다.

자궁경부암의 방사선치료 성적 (Results of Radiation Therapy for Carcinoma of the Uterine Cervix)

  • 이경자
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제13권4호
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    • pp.359-368
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    • 1995
  • 목적 : 자궁경부암환자에서 근치적 목적으로 방사선치료를 외부조사와 강내조사를 시행한 환자의 실패양상과 생존율을 관찰하고 예후인자를 분석하기 위하여 본 연구를 시도하였다. 방법 : 1982년 3월 부터 1990년 5월 까지 8년간 자궁경부암으로 진단받고 이대부속병원 치료방사선과에서 방사선치료를 시행한 환자 280예 중 근치목적의 방사선치료로서 외부조사와 강내조사를 완료한 환자 114예를 대상으로 후향적 분석을 하였다. 연령분포는 30세에서 77세 까지로 중앙값은 53세이었다. FIGO에 의한 병기분포는 IB 19예($16.7{\%}$), IIA 23예($20.2{\%}$), IIB 42예($36.8{\%}$), IIIA 12예($10.5{\%}$), IIIB 18예($15.8{\%}$)이었다. 병리조직학적소견은 112예가 편평상피암이었고 2예는 선암이었다. 방사선치료방법으로 외부조사는 6MV 선형가속기(6MV,NEC 1000X)를 사용하여 전 골반강에 40-54 Gy를 조사하였으며, 강내조사는 Cs-137 밀봉선원으로 Fletcher-Suit applicator를 사용하여 1회 내지 2회 시행하여 point A에 40-42 Gy를 조사하여 point A의 총 방사선 선량은 병기 IB-IIA는 80-90 Gy(중앙값: 8580 cGy)로, IIB이상은 85-100 Gy(중앙값: 8850 cGy)로 하였다. 추적기간은 1개월에서 85개월로서 중앙값은 30개월이었다. 결과 : 국소실패만 보인 경우는 20예로 전체환자의 $17.5{\%}$이었으며 원격전이와 동반한 국소실패를 보인 경우는 7예($6.1{\%}$)로 전체 국소실패율은 $23.7{\%}$(27/114)이었다. 병기에 따른 국소실패율은 IB에서 $10.5{\%}$, IIA에서 $8.7{\%}$, IIB에서 $23.8{\%}$, IIIA에서 $50.5{\%}$, IIIB에서 $38.9{\%}$이었다. 국소실패부위는 자궁경부가 가장 많아서 전체 국소실패의 $37.5{\%}$(12/32)를 차지하였으며 다음은 자궁막조직으로 $34.3{\%}$(11/32)이었다. 원격전이만 있는 보인 경우는 6예로 전체환자의 $5.3{\%}$를 차지하였다. 원격전이된 부위는 골에 가장 많았으며(4/14), 다음으로 쇄골상관절종(3/14), 간(2/14)의 순으로 나타났다. 재발시기는 치료완료후 3개월에서 50개월이며 중앙값은 15개월이었다. 합병증으로 직장손상이 5예, 방광손상이 9예로서 총 14예($12.3{\%}$)이었다. 전체환자의 5년 생존율은 $70.5{\%}$이었고 병기 IB는 $100{\%}$, IIA는 $76.9{\%}$, IIB는 $77.6{\%}$, IIIA는 $87.5{\%}$, IIIB는 $69.1{\%}$이었다. 5년 무병생존율은 전체환자에서 $53.6{\%}$이었으며, 병기 IB는 $81.3{\%}$, IIA는 $67.9{\%}$, IIB는 $46.8{\%}$, IIIA는 $45.4{\%}$, IIIB는 $34.4{\%}$를 보였다. 무병생존율에 관계되는 예후인자는 다변수 분석에 의하면 performance status(P=0.0063)와 치료반응율(P=0.0026)은 유의성이 있었으나 병기,나이 및 point A의 방사선 선량은 유의성이 없었다. 결론: 자궁경부암환자에서 방사선치료 단독요법에 의한 치료성적은 병기 IB와 IIA는 양호하였으나 IIB이상에서 Point A의 방사선 선량을 90 Gy이상 증가시켜도 국소실패율이 높고 생존율의 향상을 얻을 수 없기 때문에 항암제 혹은 방사선감작제와 병용함으로써 국소제어율을 높이고 원격전이를 감소시키는 방법이 앞으로 연구되어져야 할 과제라고 생각된다.

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고온기 표고 톱밥재배용 재배사 내의 환경 제어시스템과 버섯생육 온도 (Mushroom growth and cultivation environment at cultivation house of vinyl bag cultivation Shiitake mushroom on high-temperature period)

  • 전창성;공원식;박혜성;조재한;이강효
    • 한국버섯학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.263-269
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    • 2014
  • 표고 재배방법이 원목재배에서 톱밥재배로 전환되어가고 있는 추세이다. 하지만 재배적기인 봄가을의 버섯생산은 톱밥재배는 경쟁력이 매우 취약한 상태이다. 이를 개선하기 위하여 연중재배 방안의 개발이 절실하며, 균상재배에 대한 필요성이 높아진 상태이다. 농가 재배사의 위치별 온도변화와 시설 및 장비에 대한 조사와 재배온도별 버섯발생 및 자실체의 형태적 특성을 조사하였다. 그 결과, 재배사 내의 온도는 외부 온도가 $34^{\circ}C$일 때에 내부온도는 $30{\sim}31^{\circ}C$이었으며, 상하단의 온도 편차는 $1^{\circ}C$이내였고, 밤의 온도는 외부온도가 $22{\sim}21^{\circ}C$ 일 때에 내부는 $22{\sim}23^{\circ}C$ 수준으로 $1^{\circ}C$ 높았다. 전체적으로 보면 $24^{\circ}C$미만은 버섯 발생 및 생육이 가능한 온도대의 시간은 22:30부터 아침 7:30분까지이며, 습도는 온도와는 반대로 낮에는 55~65% 내외이나 밤에는 85~95%내외를 유지하였다. 재배사 시설들은 냉동기, 물콘, 3중막 표고재배사, 미스트 및 포그노즐 등이었으며, 재배자들은 낮은 온도를 유지하기 위하여 많은 노력을 하고 있었다. 봉지배배에서 혹서기에 재배가능한 온도를 확인하기 위하여 $14^{\circ}C$부터 $29^{\circ}C$ 까지 $3^{\circ}C$ 간격으로 항온상태에서 버섯재배사에서 재배한 결과 $23^{\circ}C$까지는 버섯이 발이 또는 생산되었으나 $26^{\circ}C$부터는 버섯생산이 불가능하였다. 버섯품질을 결정하는 버섯 색깔과 형태적 특성변화에서 명도값은 온도가 증가하면서 증가하였고, 대의 채도(a, b)값은 서서히 감소하였으며, 갓에서는 채도(b)값은 온도에 따른 큰 변화가 없었으나, 채도 (a)값은 감소하였다. 형태적 특징 중에서 갓크기는 1차 수확에서는 온도 증가에 따라 서서히 감소하였으나 2차 수확에서는 증가하였다. 대길이는 재배온도가 높아지면 대길이가 길어지며, 갓두께는 1차 수확에서는 서서히 감소하지만 2차 수확은 1차보다 빠르게 증가하였다. 위의 내용을 종합해보면 표고톱밥 재배사내에 상하단의 온도편차가 $1^{\circ}C$ 이내로 균상재배가 가능하며, 버섯 발생유도기간에 온도는 $23^{\circ}C$ 이하에서만 가능할 것이다.

외래거북의 국내 현황 및 관리방안 (Current Status and Management of Alien Turtles in Korea)

  • 이도훈;김영채;장민호;김수환;김동언;길지현
    • 환경영향평가
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    • 제25권5호
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    • pp.319-332
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    • 2016
  • 붉은귀거북(Trachemys) 속 전종이 2001년 환경부의 생태계교란생물로 지정되어 수입이 금지되어 있지만 대부분의 외래거북 국내 도입과 자연생태계 서식 현황은 아직까지 알려지지 않았다. 본 연구는 국내에 도입된 외래거북의 종류와 서식 실태를 밝히고 자연생태계에 대한 영향 및 향후 관리방향을 제시하고자 수행되었다. 외래거북은 국내에 총 9과 73종이 도입되었으며, 2008년 이후 연간 6,000kg 이상의 거북이 수입되어 동물판매업체와 재래시장, 개인 간 거래를 이용하여 전국적으로 유통되었다. 자연생태계 서식현황을 조사한 결과, Chrysemys picta, Pseudemys concinna, P. nelsoni, P. peninsularis, P. rubriventris, Mauremys sinensis, Macrochelys temminckii, Trachemys scripta 등 3과 8종이 발견되었다. 국내에 도입된 외래거북 중 국외의 침입외래생물 관리 및 지정 현황을 검토하여 자라과(Trionychidae), 남생이과(Geoemydidae), 늪거북과(Emydidae), 늑대거북과(Chelydridae)에 속하는 4과 13종을 외부 유출과 자연생태계 유입 관리가 필요한 외래거북으로 구분했다. 외래거북의 효과적 관리를 위해서는, 수입되는 외래거북은 수입목록에 등재하고, 수입목적, 유통, 관리실태 등 종합적인 정보를 관련 기관에서 공유해야 한다. 사육 및 유통자는 거북의 식별조치 및 관리기록을 의무화하고 관리기관은 거북의 이동 및 양도 상황을 주기적으로 점검하여 유입과 확산을 조기에 제어할 필요가 있다. 그리고 자연 서식하는 외래거북 개체군의 변화를 정기적으로 조사하고, 확산으로 인한 생태적 영향이 큰 도서지역 및 생태경관보전지역 등의 지역에서는 즉각적인 관리계획을 수립하여 시행하는 등 적극적인 대응이 필요하다. 또한, 국내 유입된 외래거북은 생태계에 대한 정기적 위해성평가를 통해 필요시 생태계교란 생물로 지정하고, 본 연구에서 외부 유출 및 자연생태계에 대한 유입관리가 필요한 것으로 제시한 4과 13종을 포함한 자연생태계 미유입 외래거북은 필요시 위해우려종에 포함하는 등 법제적 관리를 검토할 필요가 있다.

완전제어형 식물공장에서 광원, 광질에 따른 엽채류 6종의 생육반응 (Effects of Light Sources, Light Quality on the Growth Response of Leafy Vegetables in Closed-type Plant Factory System)

  • 김상범;이경미;김해란;유영한
    • 생태와환경
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    • 제47권1호
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    • pp.32-40
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    • 2014
  • 식물공장은 외부 환경요인에 관계없이 효율적인 공간활용을 통해 작물의 생산성 및 경제성을 극대화시켜 생산할 수 있는 획기적인 기술이다. 본 연구은 엽채류 중만추대 열풍적치마상추, 만추대 청치마상추, 그린 로메인상추, 그린골 양상추, 개량사또 쑥갓과 영진 청경채를 대상으로 식물공장에서 실험하였다. LED 시스템을 이용하여 광원의 종류를 적색, 청색, 적색+청색, 적색+청색+백색, 적색+적외선 혼합광으로 구성하였다. 적색+청색 혼합광에서 적색과 청색의 조사기간 비율은 1 : 1, 2 : 1, 5 : 1, 10 : 1로 구성하였고, duty 비는 100%, 99%, 97%로 구성하였다. 광원의 종류에 따른 결과 로메인상추에서 지상부 건중량과 S/R 비는 R+B 혼합광에서 가장 높았고, 양상추의 지하부 건중량과 쑥갓의 S/R 비는 R+B+W 혼합광에서 높았지만, 나머지 종에서는 차이가 없었다. 적색과 청색의 조사기간 비율에 따른 결과 청치마상추, 양상추와 청경체는 지상부 건중량, 총 건중량, S/R비가 비교적 적색의 비율이 높은 조건 (5 : 1)에서 가장 높았다. duty 비에 따른 결과 R+B 혼합광에서 쑥갓은 100%와 99%, 로메인은 100%와 97%일 때 지상부와 지하부, 총 건중량이 높았다. S/R 비는 엽채류 6종 모두 duty 비가 낮은 97%에서 높게 나와 낮은 duty 비에서도 양호한 생육을 보였다. R+B+W 혼합광에서 청치마상추와 로메인상추 그리고 청경채는 duty 비는 낮은 97%에서도 비교적 높은 지상부 건중량 및 총 건중량을 보였다. 또한, 로메인 상추와 양상추의 S/R 비는 duty 비가 97%인 조건에서 가장 높았다. 따라서 LED 시스템을 이용한 식물공장에서 각 엽채류 별로 적절한 광원과 광질을 이용하면 외부 환경요인에 관계없이 안정적인 재배를 할 수 있을 것이다.

수아세포종의 수술 후 외부 방사선치료 (Postoperative External Beam Radiotherapy for Medulloblastoma)

  • 전하정;이명자
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제18권2호
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    • pp.101-106
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    • 2000
  • 목적 : 수아세포종에 대한 수술 후 두개척수 방사선종양학 의학용어집에 따라 방사선치료의 효과를 평가하고 최적의 방사선치료 방법을 알아보고자 함이 본 연구의 목적이다. 대상 및 방법 : 1984년 5월부터 1998년 4월까지 본원 치료방사선과에서 두개척수 외부 방사선치료를 받은 43명의 수아세포종 환자를 후향적으로 분석하였다. 추적기간은 18개월에서 U개월이었으며 중앙추적기간은 47개월이었다. 남자는 27명이었고 여자는 16명으로서 남자와 여자의 비율은 1.7: 1이었다. 5명의 환자에서는 조직검사만을 시행하였고 14명에서는 육안적 완전절제술, 나머지 24명의 환자에서는 아절제술을 시행하였다. 모든 환자는 두개척수 방사선치료를 받았고, 39명의 환자는 최소 5,000 cGy의 방사선을 원발부위에 조사받았으며 40명의 환자는 최소 3,000cGy의 방사선을 척수에 조사받았다. 결과 : 대상환자 43명의 5년 및 7년 생존율은 67$\%$ 및 56$\%$이었고, 5년 및 7년 무병생존율은 각각 60$\%$ 및 51$\%$이었다. 원발병소의 국소제어율은 5년 및 7년에 각각 77$\%$ 및 67$\%$이었다. 육안적 완전절제술 및 아절제술을 시행받은 환자의 5년 생존율은 각각 76$\%$ 및 66$\%$이었으며 반면에 조직검사만을 시행받은 환자는 5년 생존율이 40$\%$에 불과 하였다. 총 18명의 재발환자 중 11명에서 원발부위가 재발부위이었으며 7명의 환자는 원발병소에서만 재발하였다. 4명의 환자는 척수에서, 3명의 환자는 원격전이만을 보였고 나머지 4명의 환자에서는 원발부위를 포함하여 여러부위에서 재발하는 양상을 나타내었다. 결론 : 수아세포종의 뇌척추 방사선치료는 유의한 치료 부작용이 없는 효과적인 치료요법이었다. 그러나 원발부위의 국소치료효과를 높이기 위하여 개선하여야 할 점이 있는 것으로 사료되며 이는 다분할조사, 정위적 방사선수술 및 삼차원 입체 조형치료 등 방사선요법의 기술적 발전으로 이루어 질 수 있을 것으로 생각된다.

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절제연 양성 자궁경부암의 수술후 방사선치료 (Radiotherapy Results of Carcinoma of the Cervix with Positive Resection Margin)

  • 허승재;김원동;우홍균;김대용;하성환;안용찬;김일한;박찬일
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제14권4호
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    • pp.317-322
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    • 1996
  • 목적 : 조기 자궁경부암에서 근치적 수술 후에 절제연이 양성인 환자에서 수술후 방사선치료의 역할을 알아보기 위하여 후향적 연구를 시행하였다. 대상 및 방법 : 근치적 수술후 방사선치료를 받은 환자 809예 중에서 절제연이 양성인 환자 60예를 대상으로 하였다. 48예는 질 절제연 양성이었고 12예는 자궁방 절제연 양성이었다. 방사선치료는 외부조사와 함께 환자에 따라서 강내치료를 추가하였다. 추적 관찰 기간의 중앙값은 55개월이었다. 결과 : 전체 환자 60예의 무병생존율과 생존율은 5년에 각각 $75.2\%$, $84.1\%$였다. 질 절제연 양성인 환자 48예에 있어서는 강내치료를 추가한 43예 중 9예가 재발했고($21\%$), 외부조사만 시행한 환자 5예 중 2예가 재발했다($40\%$). 자궁방 절제연 양성이었던 12예의 환자에서는 3예의 원격전이가 관찰되었다. 모든 환자 중 19예에서 치료에 의한 후유증을 보였으며($30\%$), III도의 심한 후유증은 3예($5\%$)에서 관찰되었다. 예후인자의 분석에서는 림프절 전이 여부만이 생존율에 영향을 미치는 유일한 예후인자로 분석되었다. 결론 : 절제연이 양성인 조기 자궁경부암 환자에서 수술후 방사선치료로 $93\%$의 높은 국소제어율을 얻을 수 있었다. 절제연이 양성인 경우에 수술후 방사선치료는 필수적이며, 질 절제연이 양성인 경우에는 강내치료를 추가해야 할 것이며, 생존율을 향상시키기 위해서는 원격전이에 대해서 보다 효과적인 항암 화학요법 등이 필요할 것으로 판단된다.

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플라스틱온실 내부 환경 인자 다중센서 설치 위치 최적화 전략 (Strategies about Optimal Measurement Matrix of Environment Factors Inside Plastic Greenhouse)

  • 이정규;강동현;오상훈;이동훈
    • 생물환경조절학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.161-170
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    • 2020
  • 국내 시설 농업의 99.2%를 차지하는 플라스틱온실의 내부 환경인자는 외부 환경의 변화에 민감하게 반응하고 온실 공간 내부에서 편차가 발생한다. 온도, 습도, CO2, 광도의 환경인자를 계측하기 위한 지점을 3 × 3 × 5로 구성하여 데이터를 취득하고 내부 공간을 수직, 수평적인 측면으로 분할하여 환경 인자의 분포를 확인하였다. 계측지점의 최적점을 선정하고자 계측 공간을 수직, 수평적인 방향으로 분할하고, 측정 데이터와 이를 활용한 예측지점의 선형회귀분석 결과로 성능평가를 실시하였다. 일반적인 상황에서는 온도와 습도 인자의 경우 1개의 센서로 플라스틱온실 내부 환경의 계측이 가능할 수 있으나, 특정구간의 경우 다수의 센서를 활용하여 내부공간의 정밀성을 확보하는 것이 필요하다. CO2의 경우 실험기간 내의 계측 매트릭스의 증가에도 불구하고 변이를 정의하는데 한계가 있음을 발견하였다. 조도 분포의 경우 일출 이후 지속적으로 회귀분석 결과가 작아짐을 발견하였다. 구조물의 간섭 등을 고려해 동일한 수평적인 방향에서 미계측 지점의 결정계수가 감소하였고, 센서 매트릭스 배치를 작물 높이 위로 위치하여 다수의 센서 노드 설치로 개선 가능하다고 예상된다. 외부 환경의 변화에 따라 온실 내부 환경이 불규칙하게 변화되며, 이 구간은 시설의 규격을 고려하여 계측 매트릭스를 구성해야 한다. 반대로 안정적인 구간에서는 최소한의 센서 노드로 내부 환경의 예측이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 측정하고자 하는 환경인자와 시설의 구조 등 연구 및 재배자의 목적에 맞는 계측 매트릭스 위치 선정의 유동성이 요구되며, 덕트의 개폐위치를 조절하여 필요한 곳에 에너지를 투입하는 국소냉난방 및 생육제어 모델링 설계에 적용 가능하다고 판단된다.

대식세포주 (RAW264.7)에서 박테리아성 지질다당류 (LPS) 자극에 의한 분비백혈구단백분해효소억제제 (SLPI)와 성장인자들의 발현 (Expression of Growth Factors and Secretory Leukocyte Protease Inhibitor (SLPI) in RAW264.7 Cells after Lipopolysaccharide (LPS) Stimulation)

  • 손욱희;최백동;정순정;왕관림;황호길;정문진
    • Applied Microscopy
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    • 제37권2호
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    • pp.93-102
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    • 2007
  • 분비백혈구단백분해효소억제제 (SLPI)와 여러 성장인자들은 상처 감염이나 박테리아 침입 시 일어나는 염증반응에 서로 관계가 있지만, 대식세포에서 LPS 자극시 SLPI와 VEGF, bFGF, PDGF 등과 같은 성장 인자들의 발현관계에 대해서는 아직까지 알려진 연구 결과가 없다. 따라서 본 연구는 대식세포 세포주로 알려진 RAW264.7 세포에 SLPI 발현의 적정농도인 LPS에 반응하는 SLPI 및 성장 인자들과 세포외부기질이 발현을 규명하고자 하였다. 역전사효소 중합반응(RT-PCR)과 면역학적 단백질 검출법(Western blotting)은 LPS 처리 후 SLPI와 몇몇 성장인자들 (VEGF, bFGF, PDGF)와 제1형 아교질 mRNA와 SLPI 단백질의 검출을 위해 수행하였다. RAW264.7 세포 주를 mL 당 100 ng의 LPS에 각각 30분, 60분, 90분, 24시간, 48시간동안 노출시켰다. RT-PCR 결과 SLPI mRNA는 시간이 지남에 따라 점점 발현 양이 증가하였고 VEGF와 PDGF mRNA는 초기에 높은 발현 양상을 보였다. 그러나 bFGF와 I형 아교질의 발현은 매우 미약하게 나타났다. SLPI 단백질 발현 역시 mRNA 수준과 마찬가지로 증가하는 양상을 보였는데, 배양액내의 SLPI 단백질양은 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. 또한 광학현미경 관찰과 주사전자현미경 관찰결과, LPS가 RAW264.7 세포주의 형태학적인 변화를 일으킴을 확인하였다. 본 결과를 종합하면 SLPI 발현증가의 적정 농도라 생각되는 100ng의 LPS에 의해서 발현되는 VEGF나 PDGF는 SLPI의 발현에 관계가 있는 것으로 생각되지만 추후에 이들 인자들의 단백질이나 유전자 도입을 통하여 발현 관계를 명확히 확인해야 하는 추가실험이 진행되어야 할 것이다.하게 된다.토끼 면역항체를 선모충유충 조직항원에 반응시켰을 때 충체의 표피와 기저층 그리고 EIM 및 stichocyte의 ${\alpha}_0\;{\alpha}_1$ 과립에 황금입자가 표지되었다. 따라서 1일 동안 배설되는 분비배설항원은 선모충 유충의 표피와 stichocyte의 ${\alpha}_0\;{\alpha}_1$ 과립에서 유도되는 반면에 3일 동안 배설되는 분비배설항원은 표피와 stichocyte의 ${\alpha}_0$ 과립에서 유도되고, 선모충유충 감염후 1주, 4주에 실험쥐에서 형성되는 감염항체는 선모충의 표피와 기저층 그리고 EIM에서 분비되는 항원에 의하여 생성된다. 이상의 결과로 선모충의 분비배설항원과 감염항원은 선모충 유충의 표피와 EIM및 stichocyte의 ${\alpha}_0\;{\alpha}_1$ 과립에서 유도되며 이들은 45 kDa 단백을 포함하고 있는 것으로 생각된다.성하고 있는 세포들에는 세포질이 어두운 세포와 밝은 세포가 있었으며, 세포질내에는 전자밀도가 높은 분비과립이 관찰되었다. 전체적인 특징은 눈물샘분비세포 중 장액세포의 것과 비슷하였으나, 과립의 크기는 작았다. 분비관을 구성하는 세포들 사이에도 연접복합체가 매우 잘 발달되어 있었다. 샘포에서 사이관으로 이행되는 곳에서도 샘포세포와 사이관세포 사이에서도 연접복합체가 관찰되었다. 분비관세포의 분비과립 가운데는 중심부분에 전자밀도가 더 높은 중심을 가진 다른 모양의 과립이 관찰되기도 하였다. 의해 사망한 환자는 없었다. 결 론: 자궁경부암 환자에 항암화학요법과 동시에 외부 방사선조사와 고선량률의 강내조사를 시행한 결과 독성이 심하지 않고 국소제어율과 단기 생존율이 양호하여 안전하고 효율적인 치료방법으로 생각된다.