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동적 $H_2^{15}O$ PET에서 앙상블 독립성분분석법을 이용한 심근 혈류 정량화 방법 개발 (Development of Quantification Methods for the Myocardial Blood Flow Using Ensemble Independent Component Analysis for Dynamic $H_2^{15}O$ PET)

  • 이병일;이재성;이동수;강원준;이종진;김수진;최승진;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.486-491
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    • 2004
  • 목적: 요소분석법. 독립성분분석법 등이 PET을 이용하여 심근혈류를 비침습적으로 측정하기 위하여 사용되어 왔다. 이론적으로 뛰어나고 새로운 방법인 앙상블 독려성분분석법을 이용하여 $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET데이터의 정량분석방법을 개발하였다. 이 연구에서 사용한 앙상블 독려성분분석법을 이용하여 환자의 혈류를 정량화 하였다. 대상 및 방법: 관동맥질환이 의심되어 관류 SPECT를 시행한 환자 20명을 대상으로 $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET을 시행한 후 앙상블 독립성분분석법을 이용하여 심근 독립성분영상을 추출하였으며, 좌심실영역과 심근영역에 대한 영상대조도를 조사하였다. 앙상블 학습은 독립성분과 가중치 행렬에 대한 확률분포를 가정하고 베이지안 이론에 의해서 혼합자료에 대한 확률분포를 추정한다. 이렇게 추정한 혼합자료의 확률분포와 실제 분포간의 차이인 Kullback-Leibler 발산치가 최소가 되도록 독립성분과 가중치 행렬을 순차적으로 변화시켜가며 최종 해를 찾는 방식이다. 이 연구에서 사후확률분포는 동적 핵의학 영상에 적합한 비음성제약조건과 함께 수정된 가우시안 분포를 이용하여 최적화 하였다. 혈류량은 심첨부, 중벽 네 부분, 하벽 네 부분의 9개 영역으로 나누어 측정하였으며, 측정결과에 대해 관류 SPECT 소견과 관동맥조영술의 소견과 비교하였다. 결과: 전체 20명의 휴식기 및 부하기 영상에서 5명을 제외한 15명의 데이터에 대해 심근혈류를 측정할 수 있었다. $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET에서 앙상블 독립성분분석법을 이용하여 정량화한 휴식기 혈류량은 $1.2{\pm}0.40$ ml/min/g, 부하기 혈류량은 $1.85{\pm}1.12$ml/min/g이었다. 같은 영역에 대해 두 번 측정했을 때 측정된 심근혈류값의 상관계수는 0.99로 재현성이 높았다. 분리된 독립성분영상에서 영상대조도는 좌심실에 대한 심근영역의 비는 평균 1:2.7이었다. 관동맥 조영술을 시행한 9명에서 협착이 없는 분절과 협착이 있는 분절의 혈류예비능에 유의한 차이가 있었다(P<0.01). 또한, 관동맥조영술에서 협착이 확인된 66분절의 심근관류 SPECT 소견에서 가역적 혈류감소를 보인 분절의 혈류예비능이 더 많이 감소되는 경향을 보였으나 통계적 유의성을 보이지는 않았다. 결론: 앙상블 학습을 이용한 독립성분분석방법을 이용하여 심근혈류가 측정이 되었다. 앙상블 독립성분분석법을 이용한 $H_2^{15}O$ 동적 심근 PET 분석방법이 관상동맥 질환의 분석 및 동적 핵의학 영상 데이터의 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

SANET-CC : 해상 네트워크를 위한 구역 IP 할당 프로토콜 (SANET-CC : Zone IP Allocation Protocol for Offshore Networks)

  • 배경율;조문기
    • 지능정보연구
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    • 제26권4호
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    • pp.87-109
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    • 2020
  • 현재 육상에서는 유무선 통신의 발전으로 다양한 IT 서비스를 제공받고 있다. 이러한 변화는 육상을 넘어서서 해상에서 항해 중인 선박에서도 다양한 IT 서비스가 제공되어야 하며 육상에서 이용하는 것과 마찬가지로 양방향 디지털 데이터 전송, Web, App 등과 같은 다양한 IT 서비스들의 제공에 대한 요구가 증가될 것으로 예상하고 있다. 하지만 이러한 초고속 정보통신망은 AP(Access Point)와 기지국과 같은 고정된 기반 구조를 바탕으로 네트워크를 구성하는 지상에서는 쉽게 사용할 수 있는 반면 해상에서는 고정된 기반 구조를 이용하여 네트워크를 구성할 수 없다. 그래서 전송 거리가 긴 라디오 통신망 기반의 음성 위주의 통신 서비스를 사용하고 있다. 이러한 라디오 통신망은 낮은 전송 속도로 인해 매우 기본적인 정보만을 제공할 수 있었으며, 효율적인 서비스 제공에 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서 디지털 데이터 상호교환을 위한 추가적인 주파수가 할당되었으며 이 주파수를 사용하여 활용할 수 있는 선박 애드 혹 네트워크인 SANET(ship ad-hoc network)이 제안되었다. SANET은 높은 설치비용과 사용료의 위성 통신을 대신하여 해상에서 IP 기반으로 선박에 다양한 IT 서비스를 제공할 수 있도록 개발되었다. SANET에서는 육상 기지국과 선박의 연결성이 중요하다. 이러한 연결성을 갖기 위해서는 선박은 자신의 IP 주소를 할당 받아 네트워크의 구성원이 되어야 한다. 본 논문에서는 선박 스스로 자신의 IP 주소를 할당 받을 수 있는 SANET-CC(Ship Ad-hoc Network-Cell Connection) 프로토콜을 제안한다. SANET-CC는 중복되지 않는 다수의 IP 주소들을 육상기지국에서 선박들에 이어지는 트리 형태로 네트워크 전반에 전파한다. 선박은 IP 주소를 할당할 수 있는 육상 기지국 또는 나누어진 구역의 M-Ship(Mother Ship)들과 간단한 요청(Request) 및 응답(Response) 메시지 교환을 통해 자신의 IP 주소를 할당한다. 따라서 SANET-CC는 IP 충돌 방지(Duplicate Address Detection) 과정과 선박의 이동에 의해 발생하는 네트워크의 분리나 통합에 따른 처리 과정을 완전히 배제할 수 있다. 본 논문에서는 SANET-CC의 SANET 적용가능성을 검증하기 위해서 다양한 조건의 시뮬레이션을 수행하였으며 기존 연구와 비교 분석을 진행하였다.

비결핵항산균증 전국 실태조사 (National Survey of Mycobacterial Diseases Other Than Tuberculosis in Korea)

  • 대한결핵 및 호흡기학회 학술위원회
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제42권3호
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    • pp.277-294
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    • 1995
  • 연구 배경: 우리나라에서 과거 30년 동안 결핵 유병률은 현저히 감소되어 왔으나 비결핵항산균에 의한 질병의 발생빈도는 아직 정확하게 알려져 있지 않다. 대한결핵 및 호흡기학회는 전국 실태조사를 통하여 현재까지 확인된 전국의 비결핵항산균증 발생 현황을 파악하고 이를 분석하여 외국의 보고와 비교함으로써 일반 개업의 및 내과 전문의의 진료 활동에 도움이 되도록 하고자 본 사업을 시행하였다. 방법: 조사와 분석은 1981년 1월부터 1994년 10월까지 대한결핵협회 결핵연구원에 의뢰된 검체중 비결핵항산균의 종(species)이 확인된 158예를 대상으로 검사를 의뢰한 병원의 진료의에게 증례 기록지를 보내어 정확한 임상 및 검사 정보를 기록하여 회신 하도록하는 후향적 조사 방법으로 그 결과를 수집 분석하였다. 결과: 1) 연도별로 보면 1981년에 1예, 1982년 2예 등으로 1990년 이전에는 매년 10예 미만 이던 것이 1991년에 14예, 1992년 10예, 1993년 4예, 1994년에는 96예로 1990년 이후가 전체의 84.2%를 차지하였다. 2) 연령은 10대 1예, 20대 6예, 30대 15예, 40대 19예, 50대 27예, 60대 51예, 70세 이상 39예로 60세 이상이 전체의 57%를 차지하였다 성별 분포는 남자 114예(72.1%), 여자 44예(27.9%) 이었다. 3) 병원별 분포는 복십자의원 61예(38.6%), 보건소 42예(26.6%), 3차기관 21예(13.3%), 2차기관 15예(9.5%), 1차기관 10예(6.3%) 이었으며, 지역별 분포는 서울 98예(62%), 경상북도 17예(10.8%), 경기도 12예(7.6%), 충청남도 8예(5.1%), 경상남도와 충청북도 각각 5예(3.2%), 기타 지역이 6예(3.8%) 이었다. 4) 선행 폐 질환은 폐결핵 113예(71.5%), 기관지확장증 6예(3.8%), 만성 기관지염 10예(6.3%), 폐섬유증 6예(3.8%) 등이었다. 폐결핵의 발병 시기는 1년 이내가 7예(6.2%), 2~5년전 32 예(28.3%), 6~10년전 29예(25.7% ) 등으로 2~10년전이 전체의 54%를 차지하였다. 폐결핵의 치료 기간은 3개월 이내가 6예로 5.3%이었으며, 4~6개월이 17예(15%), 7~9개월 16예(14.2%), 10~12 개월 11예(9.7%), 1~2년 21예(18.6%), 2년 이상 8예로 7.1% 이었다. 폐결핵의 치료 결과는 완치가 44예(38.9%), 치료 설패가 25예(22.1%) 이었다. 5) 동반된 폐외질환은 만성 간질환과 만성 산부전이 함께 있었던 경우 각각 1예를 포함하여 당뇨병이 9예(5.7%)에서 있었으며, 심혈관계질환 2예(1.3%), 장기간 스테로이드를 투여 받은 경우 2예(1.3%) 그리고 만성 간질환, 만성 신부전, 대장염 및 진폐증이 각 1예(0.6%)씩 있었다. 6) 비결핵항산균증이 발현한 임상상은 만성 폐 감염증 86예(54.4%), 경부 및 기타 임파선염 1예(0.6%), 기관지 결핵 3예(1.9%), 장결핵 1예(0.6%) 이었다. 7) 임상 소견은 기침 62%, 객담 61.4%, 호흡곤란 30.4%, 객혈 및 혈담 20.9%, 체중 감소 l3.3%, 발열 6.3%, 기타 4.4% 등 이었다. 8) 흉부 X-선 소견은 정상 7예(4.4%), 경증 20예(12.7%), 중등증 67예(42.4%), 중증 47예(29.8%)이었으며, 공동은 43예(27.2%)에서 동반되었고, 흉막염은 18예(11.4%)에서 동반되었다. 9) 비결핵항산균이 확언된 검사물은 객담 143예(90.5%), 객담 및 기관지세척액 4예(2.5%), 기관지세척액 1예(0.6%) 이었다. 동정된 비결핵항산균의 종류는 M. avium-intracellulare가 104예로 전체의 65.2%를 차지하였고 M. fortuitum 20예(12.7%), M. chelonae 15예(9.5%), M. gordonae 7예(4.4%), M. terrae 5예(3.2%), M. scrofulaceum 3예(1.9%), M. kansasii와 M. szulgai가 각각 2예(1.3%), 그리고 M. avium-intracellulare와 M. terrae가 동시에 확인된 경우가 1예(0.6%) 이었다. 10) 도말 및 배양 검사 결과는 4번의 검사 중 도말 음성, 배양 양성인 경우는 첫번째 검사상 59예로 37.3%이었고, 두번째 검사에서는 22.8%, 세번째 검사에서는 15.2%, 네번째 검사에서는 14.6% 이었으며, 도말 양성, 배양 양성인 경우는 첫번째 검사상 48예로 30.4% 이었고, 두번째와 세번째 검사에서는 각각 34예(21.5%), 네번째 검사에서는 22예(13.9%)이었다. 이상의 배양 검사 결과를 종합하면 4번 검사한 것 중에서 4회 모두 배양 양성으로 확인된 경우가 21예(13.3%)이었고 3회 배양 양성은 37예(23.4%), 2회 배양 양성은 38예(24.1%)로 2번 이상 배양 양성으로 확인된 경우는 총 96예(60.8%) 이었다. 11) 모든 비결핵항산균에 대한 약제 내성률은 INH 62%, EMB 55.7%, RMP 52.5%, PZA 34.8%, OFX 29.1%, SM 36.7%, KM 27.2%, TUM 24.1%, CS 23.4%, TH 34.2%, PAS 44.9% 이었다. M. avium intracellulare에 대한 내성률은 INH 62.5%, EMB 59.6%, RMP 51.9%, PZA 29.8%, OFX 33.7%, SM 30.8%, KM 20.2%, TUM 17.3%, CS 14.4%, TH 31.7%, PAS 38.5%이었다. M. chelonae에 대한 내성률은 INH 66.7%, EMB 66.7%, RMP 66.7%, PZA 40%, OFX 26.7%, SM 66.7%, KM 53.3%, TUM 53.3%, CS 60%, TH 53.3%, PAS 66.7% 이었다. M. fortuitum 에 대한 내성률은 INH 65%, EMB 55%, RMP 65%, PZA 50%, OFX 25%, SM 55%, KM 45%, TUM 55%, CS 65%, TH 45%, PAS 60% 이었다. 12) 비결핵항산균증의 치료는 129예(81.7%)에서 시행하였으며, 1차 치료 처방 중 INH와 RMP을 포함하는 복합 처방은 86예(66.7%) 이었고, INH 혹은 RMP 중 한가지만을 포함하는 처방은 30예(23.3%), INH와 RMP이 포함되지 않은 처방은 9예(7%)에서 있었다. 2차 치료를 시행한 65예의 처방은 2제 이하 2예(3.1%), 3제 15예(23.1%), 4제 20예(30.8%), 5제 9예(13.8%), 6제이상 19예(29.2%) 이었다. 치료 후 경과는 36예(27.9%)에서 호전, 65예(50.4%)에서 변화 없었으며, 4예(3.1%)에서 악화 4예(3.1%)에서 사망하였다. 호전된 경우 34예(94.4%)에서 균 음전이 확인되었으며, 균 음전 시기는 1개월 이내 2예(5.9%), 3개월 이내 11예(32.4%), 6개월 이내 14예(41.2%), 1년 이내 2예(5.9%), 1년 이상 1예(2.9%) 등 이었다. 결론: 비결핵항산균증 전국실태조사 결과 아직 우리나라에서 확인된 비결핵항산균 감염 예가 많지 않으나 1990년 이후 비결핵항산균증이 현저히 증가하는 경향이었으므로 앞으로 이에 대한 임상의들의 관심이 더욱 필요하리라 생각된다.

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