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포도 (Vitis labrusca L.)의 직접 재분화 방법을 이용한 식물체 재분화와 형질전환 (Plant regeneration and transformation of grape (Vitis labrusca L.) via direct regeneration method)

  • 김세희;신일섭;조강희;김대현;김현란;김정희;임선형;김기옥;이향분;도경란;황해성
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제40권4호
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    • pp.210-216
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    • 2013
  • 포도(Vitis labrusca L.)와 같은 영양번식 작물에서 성공적인 유전자 도입을 위해서는 효율적인 재분화 방법과 형질전환 체계 구축이 중요하다. 본 연구는 식물생장조절물질에 따른 두 가지 종류의 배지를 사용해서 포도의 신초 재분화 체계를 구축하였다. IBA 0.1 mg/L와 TDZ 2 mg/L, IBA 0.1 mg/L와 TDZ 2 mg/L의 조합에 Linsmaier and Skoog(LS) vitamin을 따로 첨가한 Murashige and Skoog (MS) 배지에서 '캠벨얼리', '탐나라', '흑구슬', '흑보석'의 재분화율을 조사하였더니 IBA 0.1 mg/L와 TDZ 2 mg/L를 첨가한 배지에서 '캠벨얼리'의 재분화율이 5%로 나왔다. '캠벨얼리'와 공동배양한 Agrobacterium strain은 CaMV 35S promoter와 GUS reporter 유전자, kanamycin에 저항성을 갖는 유전자가 있는 PBI121 vector가 도입된 LBA 4404와 안토시아닌 생합성을 조절하는 유전자로 알려진 mPAP1D유전자를 가지고 있는 pB7WG2D vector 가 도입된 GV3101이다. 포도와 같은 과수에서 형질전환체를 선발하는 방법으로 항생제 및 제초제 저항성을 대신할 수 있는 방법은 분자육종에 있어 매우 중요하다. mPAP1D유전자가 도입된 '캠벨얼리'의 재분화된 신초는 붉은색으로 쉽게 식별이 될 수 있는데 이는 안토시아닌의 축적 때문이다. 이러한 연구 결과는 앞으로 '캠벨얼리'의 형질전환 효율 향상에 있어 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

광의의 미치광이풀속(Scopolia Jacq. s.l., 가지과-Hyoscymeae족)의 잎표피 미세구조와 이의 계통분류학적 중요성 (Leaf epidermal microstructure of the genus Scopolia Jacq. s.l. (Solanaceae-Hyoscymeae) and its systematic significance)

  • 홍석표;백진협
    • 식물분류학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.267-282
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    • 2001
  • 세계산 Scopolia Jacq. s.l.에 포함되는 세 개의 속인 Scopolia s.s., Anisodus, Atropanthe와 근연 군외군으로 선택된 Przewalskia 식물의 잎표피 미세구조를 조사하기 위하여 4속 10종(37개체)의 잎을 광학현미경 및 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 연구 분류군의 기공은 향축면과 배축면 모두에 존재하는 양면기공엽 (amphistomatic type)으로 밝혀졌다. 공변세포의 크기는 $18-64{\times}11-48{\mu}m$로 속과 종에 따라 다소 차이를 보이는데, 가장 작은 공변세포는 군외군으로 포함시킨 단형속인 Przewalskia tangutica($24-27{\times}16-17{\mu}m$)이었고, 가장 큰 공변세포는 Anisodus carniolicoides ($62-64{\times}43-48{\mu}m$)에서 나타났다. 기공복합체의 형태는 대부분 불규칙형 (anomocytic:Scopolia s.s., Anisodus taxa:A. luridus, A. carniolicoides, A. acutangulus)과 불균등형 (anisocytic:Anisodus tanguticus, Przewalskia, Atropanthe)이 나타난다. 공변세포의 모양은 대부분 초생달 모양의 타원형이나, Przewalskia tangutica에서는 거의 원형으로 나타난다. 부세포의 수충벽(anticlinal wall)은 대부분 파상형 (undulate)이며, Przewalskia tangutica에서는 다소 아치형을 이루었다. 표피세포의 형태는 거의 불규칙한 다각형 (polygonal)으로 수충벽은 다소 또는 심하게 굴곡을 이루는 undulate/sinuate형이었다. 표피세포의 표면은 왁스층이 대부분의 분류군에서는 잘 발달되지 않았고, 일부의 분류군(e.g., Anisodus tanguticus)에서만 기공 주변으로 발달한 양상을 보였다. Scopolia s.s.와 Przewalskia 분류군에서는 독특하게 다세포로 구성된 'elongate-headed' 선모가 존재하였고, Atropanthe 및 Anisodus의 대부분의 분류군은 모용이 존재하지 않았고, 단지 1종(A. luridus)에서는 단순(simple) 또는 가지를 친(branched:dendritic-type) 비선모가 존재하는 것으로 나타났다. 끝으로 조사된 Scopolia s.l.(Przewalskia 포함)의 분류군내의 속간 그리고 종간의 동정과 식별을 위한 잎의 미세형태학적 형질(기공복합체, 모용, 등)의 계통분류학적 또는 생태학적 가치를 검토하였다.

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화분(花粉)에 의한 한국산(韓國產) 참나무과(科) 계통분류(系統分類) (A Systematic Classification of Korean Fagaceae by the Pollen)

  • 박승용
    • 한국산림과학회지
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    • 제80권2호
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    • pp.151-161
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    • 1991
  • 화분(花粉)의 특징(特徵)으로서 우리나라에서 자라고 있는 참나무과(科)의 분류군(分類群)을 식별(識別)하고자 하였다. 5속(屬) 19종류(種類)의 화분(花粉)에 대(對)하여 광학현미경(光學顯微鏡)과 주사형전자현미경(走査型電子顯微鏡) 관찰(觀察)로서 얻은 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 본과(本科)의 화분(花粉)은 4개(個)의 주형(主型)과 4개(個)의 부형(副型)(Quercus)으로 분류(分類)되었다. 1) 너도 밤나무형(型) 2) 밤나무형(型) 3) 돌참나무, 잣밤나무형(型) 4) 참나무형(型) (1) 가시나무부형(副型) (2) 갈참나무부형(副型) (3) 떡갈나무부형(副型) (4) 상수리나무부형(副型) 2. 화분(花粉)의 과립상문(顆粒狀紋)의 형태(形態)는 참나무속(屬)의 각두인편(殼斗鱗片)의 형태분화(形態分化)와 관계(關係)가 깊은 것으로 나타났다. 1) 화분표면(花粉表面)의 균일(均一)한 분기과립상문(分岐顆粒狀紋)은 각두인편(殼斗鱗片)이 동심원상(同心圓狀)으로 배열(配列)하는 형질(形質)과 상응(相應)되었다. 2) 화분표면(花粉表面)에 대소과립(大小顆粒), 단과립(單顆粒)과 괴상과립(塊狀顆粒)등이 혼재(混在)하고 괴상과립상(塊狀顆粒狀)의 소철점(小凸占)이 구형(球型)인 형질(形質)은 단인편상각두(短鱗片狀殼斗) 형질(形質)에 상응(相應)하였다. 3) 화분표면(花粉表面)에 대소과립(大小顆粒), 단과립(單顆粒)과 괴상과립(塊狀顆粒)등이 혼재(混在)하고 괴상과립(塊狀顆粒)의 선단(先端)이 Amoeba형(型)을 이루는 형질(形質)은 떡갈나무와 같이 각두인편(殼斗鱗片)이 박질세장(薄質細長)한 형질(形質)과 상응(相應)하였다. 4) 화분표면(花粉表面)에 대소과립(大小顆粒)이 혼재(混在)하나 단과립문(單顆粒紋)만 있는 형질(形質)은 상수리나무의 각두(殼斗)와 같이 후질세장(厚質細長)한 각두인편(殼斗鱗片)의 형질(形質)과 상응(相應)하였다. 3. 화분표면(花粉表面)의 무늬형태(形態), 표면미공(表面微孔)의 유무(有無), 화분잎(花粉粒)의 크기 및 과립(顆粒)의 형태(形態)를 수량화(數量化)하여 Cluster분석(分析)을 한 결과(結果)는 기(旣) 식물계통(植物系統) 분류체계(分類體系)와 잘 부합(符合)되었고 종이하수준(種以下水準)에서도 유연관계(有緣關係)를 잘 나타내 주었다.

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한국산(韓國産) 옻나무과(科)의 분류학적(分類學的) 연구(硏究) (Taxonomic Characteristics of Korean-native Anacardiaceae)

  • 김삼식;정재민
    • 한국산림과학회지
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    • 제84권2호
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    • pp.151-165
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    • 1995
  • 한국산(韓國産) 옻나무과(科) 6식종(植種)과 외래(外來) 2식종(植種)을 대상(對象)으로 잎의 형태학적(形態學的) 형질조사(形質調査), 엽맥상(葉脈相)의 특징(特徵) 조사(調査), 주사전자현미경(走査電子顯微鏡)을 이용하여 기공(氣孔)과 잎의 epidermal 세포(細胞)의 구조특성(構造特性)을 조사(調査)하였다. 연구결과(硏究結果)에 대한 분류군간(分類群間)의 각 형질(形質)을 비교(比較)하였으며, 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 잎의 형태적(形態的) 형질(形質)에 의(依)한 유집분석(類集分析) 결과(結果) 산검양옻나무, 미국털옻나무, 검양옻나무 유집군(類集群)과 개옻나무, 붉나무, 옻나무 유집군(類集群) 및 덩굴옻나무, 미국덩굴옻나무 유집군(類集群)으로 분류(分類)되었다. 엽형질(葉形質)에 대(對)한 주성분(主成分) 분석(分析)에서는 Eigenvalue 1.0이상(以上)인 제(第)3 주성분(主成分)까지의 누적기여율(累積寄與率)은 82.6%로서 설명력(說明力)이 높았다. 2. 엽맥(葉脈)의 형태(形態)와 2차맥(次脈)의 분지각(分枝角)에 따라 망상(網狀), 곡주맥(曲走脈)과 방사상(放射狀) 곡주맥(曲走脈)으로 구분(區分)되었으며, 2차맥(次脈)의 발달(發達) 정도(程度)에 따라 종(種)의 식별(識別)이 가능(可能)하였으며, 종검색표(種檢索表)를 작성(作成)하였다. 3. 기공(氣孔) 형태(形態)는 paracytic과 anomocytic형(形)으로 구별(區別)되었으며, 기공지수(氣孔指數)에 따라 종간(種間)의 분류(分類)가 가능(可能)하였다. 또한 잎 표면세포(表面細胞)의 구조(構造)와 형태(形態)도 synclinal과 anticlinal cell wall pattern으로 구분(區分)되어 종간(種間)의 차이(差異)가 인정(認定)되었다.

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한국근해 동물성 부유생물의 주요군의 양적 분포 (Zooplankton Abundance in Korean Waters)

  • 박주석
    • 한국해양학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.33-45
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    • 1973
  • 1967년 3월과 8월 쿠로시오 국제 합동조사의 일환으로 채집한 부유생물 시료로서 동물성 부유생물의 양적분포, 특히 35군에 대한 개체수출현조성을 고찰하였다. 1. 현존량(습중량, mg/㎥)은 해역별 및 시기별로 각기 농도를 달리하고 있다. 3월은 동해남부해역이 30-400mg/㎥, 평균 130mg/㎥로서 가장 풍부한 곳이며 제주도 서방과 서해측은 대부분 50mg/㎥이하로서 농도가 가장 빈약하였다. 8월은 3월과 대조적으로 제주도 서남방 및 서해측과 남해 연안측이 20-1,060mg/㎥, 평균 약 130mg/㎥로서 가장 생산성이 높은 해역이나 동해쪽은 비교적 희소한 편이었다. 소라도 근해는 전기간 풍부하고 서해측은 3월은 연안에 8월은 외양이 더욱 풍부했고 난류주류역은 희소한 편이었다. 2. 35개군의 개체수 출현상황은 해역별 및 시기별 농도가 습중량의 것과 비슷한 경향임을 알수 있다. 3월은 동해남부 해역이 230-1,240mg/㎥, 평균 750mg/㎥로서 가장 풍부한 곳이며, 제주도 서방 및 서해역은 평균 200mg/㎥ 정도로서 희소한 곳이었다. 8월은 난류 주류역을 제외한 남해연안측과 제주도 서남방이 140-3,180mg/㎥, 평균 약 850mg/㎥로서 가장 생산성이 높은 곳이며, 동해측은 약 500mg/㎥로서 빈약한 편이었다. 3. 주요군별 개체수의 출현조성은 요각류가 3월에 69%, 8월에 58% 차지하는 지배적인 군이며, 다른군들은 해역별 시기별로 조성률의 순위가 다소 상이하나 대체로 3월은 유우파우시아류, 관해파리류, 모악류, 미충류 순이고 8월은 모악류, 지각류, 미충류, 유우파우시아류, 관해파리류 순으로 조성되어 있다. 해역별 조성상의 큰차이를 볼 수 있는 곳은 서해오 ㅏ동해남부 해역으로서 전자는 타 해역에서 압도적인 요각류가 8월에 42%정도 뿐이고 반면 지각류와 모악류가 특히 농밀히 조성되어 있으며 후자는 관해파리와 유우파우시아류가 많았다.의 압축강와 흡수율과의 관계는 후라이애쉬를 제외하면 다른 재령에서와 같이 흡수율이 적을수록 압축강도는 증가되며 회기직선관계가 성립되었다. 그러나 후라이애쉬는 장기강도에서 그 특징이 현저히 나타나고 있어 다른 콘크리트의 흡수율에 비하여 현저히 높은 강도를 나타내고 있다. (7) 부식율에 있어서는 1년간 해수작용을 받었을 때 각 콘크리트의 유의적인 부식율이 인정될 수 없으며 외관상에서도 부식현상을 식별할 수 없었다.대에 따라 3개의 유형으로 나눌 수 있으며 총 개의 유형으로 분류하였다. 이런 분류의 토대위에 향후 필요분야마다 구분이 가능한 기후특성을 포함시킨다면 최종적으로는 모든 것이 해설될 수 있는 유역군으로 만들 수 있을 것이다. 즉, 토양특징, 농업특징, 기후특징에 비점오염가능성 등 토지이용상 문제점등을 포괄한다면 다양한 자연현상을 기술할 수 있는 효과적인 유역군이 될 것이다. 별변화가 없으나 황색종, Turker종 및 재래종은 파기가 늦어짐에 따라 낮아지고 이는 파종기에 따른 엽장과 엽폭의 신전율이 종류에 따라 차가 있기 때문이다. 9. 품질은 Turkey종이 가장 높고 황색종 음건종, 재래종의 순이고 또 황색종은 2-3파기 Turkey종은 1파기, 음건종은 3파기의 것이 가장 양질이였으나 재래종은 파기에 따른 변동이 별로 없었다. 그러므로 질과 양을 함께 고려하면 황색종 및 음건종은 3파기가 적기이고 재래종은 3-4파기이나 향끽미료인 Turkey종은 질에 중점을 둔다면 1-2파기가 파기적기라고 볼수 있다. 일반적으로 품질은 책장조직의 발달이 좋고 세포간극률이 낮으며 세엽형인 것이 양질로 판정되나 종류에 따라 차가 있다. 10. 전알카로이드는 Turkey종이 낮고 황색종, 음건종, 재래종의 순으로 높다. 향끽미용인 Turkey종 및 황색종은 파기가 지연됨에 따라 증가하나 음건종 및 재래종은 감소된다. 이에 수반하여 함질화합물도 Turkey종이 가장 적고 다음이 황색종,

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한국산 팥꽃나무과 잎표피 미세구조의 분류학적 검토 (The taxonomic consideration of leaf epidermal microstructure in Korean Thymelaeaceae Adans)

  • 정은희;홍석표
    • 식물분류학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.421-433
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    • 2003
  • 한국산 팥꽃나무과(Thymelaeaceae Adans.)의 5속(팥꽃나무속: 4종, 아마풀속: 1종, 삼지닥나무속: 1종, 피뿌리풀속: 1종, 산닥나무속: 2종)의 잎표피 미세구조를 광학현미경(LM)과 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였다. 연구된 모든 분류군은 이면기공엽(hypostomatic type)으로 밝혀졌다. 공변세포의 크기는 $13.8-34.4{\times}8.7-22.9{\mu}m$로 종에 따라 차이를 보이는데, Diathron linifolium($15.9{\pm}2.6{\times}10.0{\pm}1.3{\mu}m$)가 가장 작은 공변세포를 갖고 있었고, Daphne odora ($32.8{\pm}1.6{\times}20.7{\pm}1.3{\mu}m$)가 다소 큰 공변세포를 가지는 것으로 나타났다. 기공복합체의 형태는 대부분의 분류군에서 불규칙형(anomocytic)으로 나타났다. 다만, Daphne kiusiana의 경우는 불균등형(anisocytic)도 함께 나타났다. 부세포의 수층벽(anticlinal wall)은 직선형 또는 파상형이다. 표피세포의 크기는 $20.7-61.0{\mu}m$으로, 가장 작은 세포는 Stellera chamaejasme($26.0{\pm}1.9{\mu}m$)에서 나타났고, 가장 큰 세포는 Edgeworthia chrysantha($53.6{\pm}3.1{\mu}m$)에서 나타났다. 표피세포의 표변은 표피상납질(epicuticular wax)이 판 모양의 조각(flake-like platelet)들로 박혀있었으며, 표피침적정도에 따라 크게 세 가지 유형으로 구분되었다 - (1) 표피 상납질은 매끄러우며 완전하지 않은 판모양의 조각들이 존재함, (2) 납작한 판 모양의 조각들이 독립적으로 평행하게 산재함, (3) 막질의 판 모양 조각들이 표면으로부터 연결되어 다양한 각도로 조밀하게 산재함. 모용은 일부 분류군에서만 나타났으며, 엽연과 맥에 분포하는 분류군과 옆 전체에 분포하는 분류군으로 구분되었다. 모용이 있는 경우는 크게 두 가지 type으로 구별되었다. 즉, (1) Type I: 유선상이며, 선형단세포모(D. genkwa, E. chrysantha, Wikstroemia ganpi, W. trichotoma)와 (2) Type II: 유두상이며, 3-4개의 절로 구성된 갈고리형 다세포모(Diarthron linifoliuml로 나뉘었다. 끝으로 조사된 분류군내의 속간 그리고 종간의 동정과 식별을 위한 잎 표피 미세형태학적 형질의 분류학적 가치를 검토하였다.

듀얼 에너지 CT의 가상 단색 영상을 이용한 영상 교정 팬텀과 금속 인공음영에 관한 연구 (Study on the calibration phantom and metal artifacts using virtual monochromatic images from dual energy CT)

  • 이준성;이승훈;박주경;이선영;김진기
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.77-84
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    • 2017
  • 목 적: 이중선원 듀얼에너지 CT(DS-DECT)의 가상 단색 영상을 이용해서 영상의 질 향상과 선량학적 영향에 대한 방사선치료계획 이용의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: DS-DECT를 이용하여 듀얼에너지(80/Sn 140 kVp)와 싱글에너지(120 kVp) 영상을 획득하였다. 영상 교정 팬텀 실험을 위해서 40-140 keV 범위로 단색 영상을 재구성했다. 선량 측정용 고체물등가팬텀 연구에서는 64, 69, 88, 105 keV 단색 영상을 선택했다. 스테인리스 스틸을 포함한 고체물등가팬텀에 $10{\times}10cm^2$ 조사야, SSD 100 cm, 10 MV 광자선, 100 MU 조사선량, 단일빔으로 치료계획을 수립하였다. 방사선량측면도 자료는 중심축에 위치한 4개의 지점에서 구했다. 싱글에너지 CT에서 획득한 다색 영상을 기준영상으로 하고, 가상 단색 영상의 선량학적 결과를 분석하였다. 결 과: 낮은 단색 에너지 수치에서 평균 감약이 증가했다. 7개의 물질 중에서 Teflon이 에너지 의존성이 가장 컸고, 10 keV 수치 상승으로 CT number가 평균 2.48 % 감소했다. 저밀도 공기에서는 단색 에너지에 대한 에너지 의존성이 없었다. Polystyrene, Acrylic은 70 keV 이상에서 안정한 CT number를 나타내었다. CT-ED 변환 곡선은 80 keV 단색 영상과 120 kVp 다색 영상이 비슷하였다. 단색 영상의 에너지가 증가할수록 금속의 식별 능력이 향상되었다. 줄무늬 인공음영은 105 keV 단색 영상에서 높은 감소를 보였지만, 여전히 남아 있었다. 다색 영상과 비교하여 각 영상에 따른 방사선치료계획의 선량학적 차이는 ${\pm}0.7%$ 미만이었다. 결 론: 듀얼에너지 영상의 획득은 싱글에너지에 비해 피폭선량을 감소시킬 수 있고, 가상 단색 영상은 CT number 보정에 유용하였다. 향상된 영상의 질은 인체의 기하구조 묘사와 전자 밀도 분포 형성에 도움이 될 것으로 사료된다.

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다이나믹 토픽모델링 및 네트워크 분석 기법을 통한 블록체인 관련 국내 연구 동향 분석 (Analyzing Research Trends in Blockchain Studies in South Korea Using Dynamic Topic Modeling and Network Analysis)

  • 김동훈;오찬희;주영준
    • 정보관리학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.23-39
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    • 2021
  • 본 연구에서는 국내 블록체인 연구의 전반적인 동향 및 시간에 따른 주제를 파악하기 위해 대학 및 기관 협력 네트워크 분석, 키워드 동시출현 네트워크 분석, 다이나믹 토픽모델링 기법을 활용한 시계열 주제 분석을 실시하였다. 대학 및 기관 협력 네트워크 분석 결과, 숭실대학교, 순천향대학교, 고려대학교, 한국과학기술원 등이 블록체인 연구의 주요 대학으로 나타났으며 대학 이외의 기관으로는 국방부, 한국철도기술연구원, 삼일회계법인, 한국전자통신연구원 등이 주요 연구기관으로 나타났다. 키워드 동시출현 네트워크 분석 결과, 가상자산(암호화폐, 비트코인, 이더리움, 가상화폐), 블록체인 기술(분산원장, 분산원장기술), 금융(스마트계약), 정보보안(보안, 프라이버시, 개인정보) 등에 대한 키워드들이 주요하게 나타났으며, 모든 네트워크 중심성 지표에서 스마트계약이 가장 높은 수치를 나타내어 주요한 주제임을 확인할 수 있었다. 마지막으로 시계열 주제분석 결과, 블록체인기술, 블록체인생태계, 블록체인 적용분야1(무역, 온라인투표, 부동산), 블록체인 적용분야2(식품, 관광, 유통, 미디어), 블록체인 적용분야3(경제, 금융) 등 다섯 개의 주요 주제들을 도출하였으며, 각 주제별 대표 키워드들의 비율변화를 통해 주제별 변화를 관찰할 수 있었다. 본 연구는 기존의 국내 블록체인 연구동향 연구들과 크게 세 가지 관점(데이터, 방법론, 해석)에서 차이점을 나타내고 있다. 1) 최근 2년 사이 급증한 블록체인 연구를 포함하였고, 2) 대학 및 기관 네트워크 분석과 시계열 주제분석이라는 새로운 분석기법 및 연구방법을 활용하였으며, 3) 이를 통해 블록체인 연구를 주도하는 대학 및 기관을 식별하고 국내 블록체인 연구 트렌드를 파악하였다. 끝으로, 연구결과가 블록체인 관련 연구 협력 및 정책 수립과 관련 기술 개발 계획에 활용될 수 있다는 점에서 실질적인 함의를 시사한다.

양전자방출단층촬영 시 갈색지방조직 활성화에 영향을 미치는 요인 분석 (Factors Influencing the Activation of Brown Adipose Tissue in 18F-FDG PET/CT in National Cancer Center)

  • 유연욱;이충운;정재훈;김윤철;이동은;박소현;김태성
    • 핵의학기술
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    • 제25권1호
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    • pp.21-28
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    • 2021
  • 갈색지방세포(Brown fat 또는 Brown Adipose Tissue, BAT)는 포도당 대사(glucose metabolism)와 비오한성 열생성(non-shivering thermogenesis)을 통하여 열을 발산하여 추위로부터 생명체를 보호한다. BAT의 활성화는 연령, 성별, 체질량지수(BMI) 등의 환자 내적 요인과 기온, 환경 등의 환자외적 요인에 의해 확률적으로 발생한다. 본 연구에서는 후향적, 의무기록 관찰 연구를 진행하여 여러 인자들을 추출하고 통계 분석을 실시하여 BAT 활성화와 여러 인자 간에 관련성을 확인하고자 한다. 2018년 1월부터 2019년 12월까지 2년간 국립암센터에서 PET/CT 검사를 시행한 환자의 의무기록을 수집하여 총 9155명의 환자를 추출하고 중복 검사를 포함한 13442건의 환자데이터를 대상으로 하였다. 환자데이터의 의무기록에서는 BAT 발생여부, 성별, 검사당시 나이, 영상촬영날짜, 검사장소, 주사시간, 키, 체중, 혈당, 진단명이 나오도록 조건을 설정하였다. BAT 활성화가 PET/CT 촬영 시 환경(기온, 검사장소)과 환자의 상태(혈당, BMI, 암의 종류, 성별, 나이)에 따라 영향을 받는지 확인하기 위하여 단변량 로지스틱 회귀분석을 실행한 후, P<0.1인 변수를 선택하여 BAT 활성화에 영향을 주는 다변량 회귀분석 모형을 최종적으로 분석하였다. BAT 활성화는 전체 13442건 중 93건(0.7%)이 발생되었다. 단변수 로지스틱 회귀분석 결과에서 유의한 결과는, 50세 이상인 환자보다 50세 미만인 환자에게서(P<0.001), 여성이 남성에 비해서(P<0.001), 외부기온 14.5도 미만에서(P<0.001), 정상 BMI보다 낮은 BMI에서(P<0.001), 혈당이 100mg/dl 미만에서(P<0.001), 오후 12시 30분 이전에 주사를 맞은 환자에게서(P<0.001) BAT 활성화가 증가하였다. 반면, 정상보다 높은 BMI에서(P<0.001), 폐암진단을 받은 환자에게서(P<0.05) 감소하였다. 다변수 결과에서는, 50세 미만인 환자에게서(P<0.001), 여성에게서(P<0.001), 외부기온 14.5도 미만에서(P<0.001) BAT 활성화가 유의하게 증가하였고, 정상보다 높은 BMI에서(P<0.05) 유의하게 감소하였다. 국립암센터에서 2년간 PET/CT 시행한 환자를 대상으로 BAT 활성화에 영향을 미치는 인자에 대한 후행 연구를 진행하였다. 그 결과, 외부기온 14.5도 미만의 날씨에 PET/CT 검사를 시행했던 50대 미만의 정상 체중 여성에게서 BAT가 유의하게 활성화가 되었음을 확인할 수 있었다. 이 결과를 토대로 해당 인자에 적용된 환자를 사전에 식별할 수 있으며, 앞으로 여러 연구를 통하여 BAT의 활성화를 줄이는 것에 도움이 될 수 있다고 사료된다.

복합 적층판의 딥러닝 기반 파괴 모드 결정 (Deep Learning-based Fracture Mode Determination in Composite Laminates)

  • 무하마드 무자밀 아자드;아타 우르 레만 샤;M.N. 프라브하카르;김흥수
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제37권4호
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    • pp.225-232
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    • 2024
  • 본 논문에서는 딥러닝을 활용하여 복합재 적층판의 파괴 모드를 결정하는 방법을 제안하였다. 수많은 엔지니어링 응용 분야에서 적층 복합재의 사용이 증가함에 따라 무결성과 성능을 보장하는 것이 중요해졌다. 그러나 재료의 이방성으로 인해 복잡하게 나타나는 파괴모드를 식별하는 것은 도메인 지식이 필요하고, 시간이 많이 드는 작업이다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 인공 지능(AI) 기술을 활용하여 적층 복합재의 파괴 모드 분석을 자동화하는 것을 목표로 하였다. 이 목표를 달성하기 위해 적층된 복합재에서 파손된 인장 시험편의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 얻어 다양한 파괴 모드를 확보하였다. 이러한 SEM 이미지는 섬유 파손, 섬유 풀아웃, 혼합 모드 파괴, 매트릭스 취성 파손 및 매트릭스 연성 파손과 같은 다양한 파손 모드를 기준으로 분류하였다. 다음으로 모든 클래스의 집합 데이터를 학습, 테스트, 검증 데이터 세트로 구분하였다. 두 가지 딥 러닝 기반 사전 훈련 모델인 DenseNet과 GoogleNet을 이용해 각 파괴 모드에 대한 차별적 특징을 학습하도록 훈련하였다. DenseNet 및 GoogleNet 모델은 각각 (94.01% 및 75.49%) 및 (84.55% 및 54.48%)의 훈련 및 테스트 정확도를 보여주었다. 그런 다음 훈련된 딥 러닝 모델은 검증 데이터 세트를 활용해 검증하였다. 더 깊은 아키텍처로 인해 DenseNet 모델이 고품질 특징을 추출하여 84.44% 검증 정확도(GoogleNet 모델보다 36.84% 더 높음)를 얻을 수 있음을 확인하였다. 이는 DenseNet 모델이 높은 정밀도로 파괴 모드를 예측함으로써 적층 복합재의 파손 분석을 수행하는 데 효과적이라는 것을 알 수 있다.