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Gird를 이용한 e-사이언스 전자현미경 볼륨 랜더링 시스템 (Volume Rendering System of e-Science Electron Microscopy using Grid)

  • 정원구;정종만;이호;최상수;;;;;;;;권희석
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2007년도 추계 종합학술대회 논문집
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    • pp.560-564
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    • 2007
  • 한국기초과학지원연구원(KBSI, Korea Basic Science Institute)에서는 국내 유일의 초고전압투과전자현미경(HVEM, High Voltage Electron Microscopy)을 비롯하여 3 대의 일반 전자현미경을 보유하고 있다. 전자현미경을 통하여 관찰된 이미지는 각 단계별로 tilting 되어 저장된 이미지로서 관찰자에게 보다 나은 관찰 환경의 구성을 위해 3D로의 reconstruction은 필수 과정이라고 할 수 있겠다. 이 과정 중 카메라 중심에서 벋어난 부분의 왜곡을 warping 기법을 통하여 최대한 감소시킨다. 이런 이미지 전처리 과정과 이를 바탕으로 3D로의 reconstruction과정은 고성능 컴퓨터의 수반을 기본으로 하는데 이 과정을 다수의 grid node PC들이 빠른 시간에 분담하여 처리하게 된다. Grid node PC들의 역할은 소유자가 서로 다른 다양한 컴퓨팅 자원의 효과적인 공유를 목적으로 하며, 시스템의 구축에 필요한 역할 스케줄링, 자원 관리, 보안, 성능 측정 및 상태 모니터링 등의 문제를 해결하기 위한 사용되고 있다. 일반 개인이 사용하기 힘들었던 고성능 PC의 역할을 Grid node PC들이 수행하고 이 기반위에 워핑 기법을 통한 이미지 전처리는 보다 실제 관찰 대상에 가까운 형태로의 재구성이 가능할 수 있는 바탕이 된다. 워핑 전처리를 통한 Grid node PC기반의 전자현미경 볼륨 랜더링 시스템의 구축은 관찰자에게 보다 편리하며 빠른 실험 환경을 제공하여 줄 수 있고, 이해하기 쉽고 실제 모습에 가까운 형태의 실험 결과물을 접할 수 있게 된다.

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심미적 포스트 코어의 종류에 따른 미세누출에 관한 연구 (Microleakage of endodontically treated teeth restored with three different esthetic post and cores)

  • 박지근;박지만;박은진
    • 대한치과보철학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.53-60
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    • 2009
  • 연구목적: 오늘날 심미적 요구의 증가로 치아색 포스트 코어에 대한 많은 관심이 모아지고 있으며 다양한 연구가 진행 중이다. 현재 화이버 포스트 (ParaPost fiber White, Coltene Whaledent, Cuyahoga Falls, USA), 지르코니아 포스트 (CosmoPost, Ivoclar Vivadent, Schann, Germany) 등에 관한 논문은 다소 나와 있으나 요즘 여러 분야에서 관심을 받고 있는 CAD/CAM (computer-aided design/computer-aided manufacturing) 방식으로 지르코니아를 가공한 절삭형 지르코니아 포스트 코어에 대한 연구는 많지 않은 실정이다. 이 연구의 목적은 CAD/CAM을 이용한 지르코니아를 비롯하여 근관치료된 치아에서 사용된 세 가지 다른 치아색 포스트 코어에 대해 미세누출 (microleakage)을 비교해 보는 것이다. 연구 재료 및 방법: 발치된 건전한 상악 절치 27개를 채택하여 백악법랑질경계 (CEJ)에서 절단하여 근관치료를 시행하고, 세군 (각 9개)으로 나누었다. 각군들은 화이버 포스트와 콤포짓트 레진 코어 (1군), 지르코니아 포스트와 열가압형 세라믹 코어 (2군), CAD/CAM 절삭형 지르코니아 포스트 코어 (3군)로 수복하였다. $5-55^{\circ}C$ 1000회 열순환 처리 (thermocycling)를 시행하고, 2% 메틸렌 블루로 $37^{\circ}C$에서 24시간 염색하였다. 치아장축과 평행하게 순설방향으로 절단하여 미세누출을 현미경과 컴퓨터 프로그램을 사용하여 분석을 하였다. 데이터는 one-way ANOVA와 Scheffe's multiple range test (${\alpha}=0.05$)로 분석하였다. 결과: 모든 군에서 미세누출을 보였으며, 지르코니아 포스트와 열가압형 세라믹 코어군 (2군)에서 치근계면 입구에서는 다소 많은 미세누출을 보였으나 포스트 끝에 이르러서는 거의 미세누출이 없는 결과를 보였다. 화이버 포스트와 콤포짓트 레진 코어군 (1군)과CAD/CAM 절삭형 지르코니아 포스트 코어군 (3군)에서는 부위별로 균등한 미세누출을 보였다. 결론: 화이버 포스트와 콤포짓트 레진 코어군, 지르코니아 포스트와 열가압형 세라믹 코어군, CAD/CAM 절삭형 지르코니아 포스트 코어군 모두에서 미세누출을 보였고, 이 중에서 지르코니아 포스트와 열가압형 세라믹 코어군이 좀 더 큰 미세누출에 대한 저항성을 보였으며 화이버 포스트와 콤포짓트 레진 코어군, CAD/CAM 절삭형 지르코니아 포스트 코어군은 유사한 양상을 보였으나, 각 실험군 간에 통계적으로 유의한 차이는 인정되지 않았다. (P>.05)

임신성 당뇨병 환자의 식습관 및 식이섭취에 관한 환자-대조군 연구 (A Case-Control Study of Food Habits and Diet Intakes of Women with Gestational Diabetes Mellitus)

  • 지선경;장학철;최혜미
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제41권1호
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    • pp.41-53
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    • 2008
  • 임신성 당뇨병의 발병에 영향을 미치는 식이 인자를 알아보고자 컴퓨터용 식품섭취 빈도조사지와 설문지 등을 이용하여 임신성 당뇨병의 환자군-대조군 연구를 시행한 결과는 다음과 같다. 임신성 당뇨병군이 대조군보다 연령과 BMI가 높았고, 당뇨병의 가족력이 많았다. 임신전의 식습관은 임신성 당뇨병군이 대조군보다 1일 식사횟수가 적었고, 식사시간이 불규칙하고 식사속도가 빨랐으며 채식을 적게 하고 기름진 음식을 싫어하는 경향이었으며, 식습관점수가 낮았다. 식품섭취빈도법으로 조사한 영양소 섭취량에서는 임신성당뇨병군이 대조군보다 탄수화물의 섭취량이 유의적으로 많았고 단백질의 에너지 섭취비율이 유의적으로 낮았다. 지방의 섭취량에는 두 군간에 차이가 없었으며 임신성 당뇨병군이 대조군보다 단백질과 칼슘, 인, 비타민 B,의 영양밀도가 유의적으로 낮았다. 두 그룹간에 섭취량에 유의적 차이를 보이는 식품 중 쌀, 중국국수, 돼지고기 등은 임신성 당뇨병군에서 대조군보다 많이 섭취하였고, 옥수수, 오징어채, 큰멸치, 수박, 포도, 복숭아, 밤, 땅콩, 호상 요구르트, 치즈, 검정콩, 당근 등은 대조군에서 섭취량이나 섭취빈도가 많았다. 두 군 사이에 섭취량에 유의적 차이를 보이는 음식 중 온면, 시루떡, 햄버거, 돼지고기편육, 삶은 계란 등은 임신성 당뇨병군에서 섭취량이 많았고, 전병, 두부조림, 오징어채무침, 깍두기, 야채샐러드, 김치국, 과일샐러드, 콩밥, 콩조림, 토마토쥬스 등은 대조군에서 섭취량이나 섭취빈도가 많았다. 특히 쌀의 경우에는 임신성 당뇨병군이 대조군보다 섭취량은 많았으나 섭취빈도는 적어 임신성 당뇨병군에서 1회의 섭취분량이 많았던 것으로 생각할 수 있다. 영양소 중에서는 탄수화물이나 에너지의 섭취량이 많을 때 임신성 당뇨병의 odds ratio가 증가하였고, 식품이나 음식은 쌀, 국수, 돼지고기, 온면, 시루떡, 햄버거, 삶은 계란, 돼지고기편육 등의 섭취량이 많을 때 임신성 당뇨병의 odds ratio가 증가하였다. 상관관계의 분석결과 에너지 섭취량, 탄수화물 섭취량 등이 혈액의 포도당농도와 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 이상으로 본 연구 결과를 종합해 볼 때 임신성 당뇨병에 영향을 미치는 식이 인자는 지방보다는 탄수화물의 섭취량으로 생각되어지며 단백질을 포함한 식사의 질과 바람직하지 않은 식습관이 영향을 미칠 수 있음을 생각해 볼 수 있다.

증후성 멕켈 게실의 임상적 고찰 (Clinical Features of Symptomatic Meckel's Diverticulum)

  • 이영아;서지현;윤희상;이경훈;김재영;최광해;최병호;박재홍
    • Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition
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    • 제9권2호
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    • pp.193-199
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    • 2006
  • 목 적: 증후성 멕켈 게실 환자들의 임상 증상, 검사 소견, 조직학적 소견, 치료법 등에 대한 임상적 고찰을 통하여 그 특징을 알아보고 진단과 치료에 도움이 되고자 하였다. 방 법: 1997년 1월부터 2006년 3월까지 6개 대학교병원에서 멕켈 게실로 진단받은 58명의 환자를 대상으로 후향적 조사를 통해 임상 증상, 검사실 소견, 조직학적 소견, 진단 방법, 수술 방법 등을 분석하였다. 결 과: 성별 비율은 남자 43예, 여자 15예로 2.8 : 1이었다. 증상이 발생한 연령은 평균 47개월로 생후 1일부터 27세였고, 2세 이하가 31명(53%), 2~5세가 13명(22%), 5세 이상이 14명(25%)으로 5세 이전에 대부분 증상이 나타나 진단되었다. 주요 증상으로는 출혈(78%)이 가장 많았고, 구토(43%), 복통(43%), 보챔(19%), 복부팽만(13%), 발열(9%) 등이 있었다. 임상 양상은 장관 출혈이 76%로 가장 많았고, 그 외 장폐색(34%), 천공(13%), 게실염(9%), 혈성 복수(2%)를 보였다. 장폐색을 유발한 원인으로는 장중첩(38%), 내탈장(27%), 띠(16%), 염전(11%), 함입(5%)의 순이었다. 멕켈 스캔이 70%의 환자에서 시행되었고 이소성 위 점막이 있었던 26예 중 21예에서 양성을 보였다. 그 외 복부 전산화 단층 촬영(19%), 복부 초음파(24%), 진단적 개복술(20%) 등이 진단에 이용되었다. 진단이 되기까지 걸린 시간은 평균 51일(1일~4년)이었다. 수술을 받았던 55명 중 44명(80%)이 소장 부분 절제술, 11명(20%)이 게실 절제술을 받았으며 술 후 합병증은 없었다. 게실의 위치는 회맹판에서 평균 45.9 cm (2~120 cm) 근위부에 있었고 게실의 길이는 평균 3.2 cm (1~10 cm), 직경은 평균 1.8cm (0.5~6 cm)로 대부분 5 cm 이하였다. 게실의 이소성 조직은 위 점막이 26예(48%), 위 점막과 췌장점막이 동시에 있었던 경우가 5예(9%)였다. 결 론: 증후성 멕켈 게실은 주로 5세 이하 남자에서 호발하며 출혈과 장폐색 소견을 보이는 경우가 많으나 다양한 임상적 발현을 보인다. 원인이 뚜렷하지 않은 장관의 출혈이나 반복성 장중첩증, 장폐색의 소견이 있는 경우 멕켈 게실을 염두에 두고 멕켈 스캔과 복부 초음파 검사, 복부 컴퓨터 단층 촬영을 즉시 시행하고 임상적으로 의심이 되면 시험 개복술로 확인하는 것이 필요하다.

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청소년을 위한 영양지수 개발과 타당도 검증 (Development of NQ-A, Nutrition Quotient for Korean Adolescents, to assess dietary quality and food behavior)

  • 김혜영;이정숙;황지윤;권세혁;정해랑;곽동경;강명희;최영선
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제50권2호
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    • pp.142-157
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    • 2017
  • 본 연구는 생애주기별 영양지수 중 청소년을 위한 영양지수 (Nutrition Quotient for Adolescents, NQ-A) 모형을 개발하고자 수행되었다. 영양지수 평가항목 선정을 위해 식품섭취영역에서 20개 문항, 식행동 식습관 영역에서 21개 문항의 총 41개 문항으로 구성된 파일럿 조사용 체크리스트를 개발하였다. 청소년 213명을 대상으로 1일의 식사섭취실태 조사를 포함한 파일럿 조사를 수행하고, 체크리스트 항목 점수와 식사섭취실태 관련 변수들 간의 상관관계가 높은 24개의 평가항목으로 구성된 전국단위 조사용 체크리스트를 개발하였다. 전국단위 조사는 시도별 집락별로 층화추출된 중고등학생 1,547명에 대해 구조화된 설문지로 면대면 조사를 수행하였고, 탐색적 요인분석을 수행하여 청소년 영양지수의 평가 항목을 19개 항목의 5개요인으로 분류하고, 구조방정식 모형을 이용해 평가 항목의 구성타당도를 검증하고 추정된 경로계수를 가중치로 적용하였다. 청소년 영양지수를 위한 5개의 요인과 가중치는 각각 균형 0.25, 다양 0.15, 절제 0.25, 환경 0.15, 실천 0.20이었다. 균형 영역에는 과일 섭취 빈도, 흰 우유 섭취 빈도, 콩류 섭취 빈도, 생선 섭취 빈도의 4개 항목이 포함되었고, 다양 영역은 채소 반찬 섭취 빈도, 반찬 골고루 먹는 정도, 편식 정도의 3개 항목, 절제 영역은 과자 또는 달거나 기름진 빵 섭취 빈도, 가공 음료 섭취 빈도, 라면 섭취 빈도, 카페인 음료 섭취 빈도, 야식 섭취 빈도, 길거리 음식 섭취 빈도의 6개 항목, 환경 영역은 아침식사 빈도, 식탁에 앉아서 식사하는 정도, TV 핸드폰 컴퓨터 사용 시간의 3개 항목, 그리고 실천 영역은 영양 표시 확인 정도, 음식 먹기 전 손 씻는 정도, 운동 빈도의 3개 항목이 포함되었다. 전국단위 조사대상자의 영양지수 (NQ-A) 평균 점수는 56.0점이었고, 세부 영역별로는 균형 58.6점, 다양 55.6점, 절제 48.1점, 환경 70.6점, 실천 52.1점이었다. 영양지수 점수와 각 영역별 등급은 전국 조사 결과의 백분위수 분포를 기준으로 75~100 백분위의 경우 '상' 등급, 25 ~ <75 백분위의 경우 '중' 등급, 0 ~ <25 백분위는 '하' 등급으로 분류하였다. 영양지수의 경우 63.1~100점은 '상' 등급, 49.0~63점은 '중' 등급, 0~48.9점은 '하' 등급으로 판정되었다. 본 연구에서 개발된 청소년을 위한 영양지수는 19개 항목으로 구성된 식행동 체크리스트를 통해 영양지수 점수와 균형, 다양, 절제, 환경, 실천 영역의 점수를 산출할 수 있으며, 상대적인 NQ 등급 부여를 통해 식사의 질과 식행동이 양호한 지를 판정할 수 있다. 본 연구에서 개발된 청소년용 영양지수 (NQ-A)가 청소년의 식사의 질과 식행동 평가 및 영양교육의 효과 평가 등에 많이 활용될 것으로 기대된다.

원격탐사기법에 의한 도시열섬 연구 (A study on urban heat islands over the metropolitan Seoul area, using satellite images)

  • 이현영
    • 대한지리학회지
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    • 제40권
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    • pp.1-13
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    • 1989
  • 도시기후와 같은 소기후를 연구하기 위하여는 도시는 물론 그 주변의 농촌지역에 이르기까지 조밀한 기상관측망이 필요하다. 그러나 한국에서 뿐만 아니라 선진제국에서도 기상관측망의 밀도가 도시기후를 파악하기에 충분할 만큼 조밀하지 못한 실정에 있다. 이러한 상항하에서 도시기후에 관하여 연구하려면 기초자료부터 측정하여야하는 어려움이 있으며, 따라서 그 연구의 필요성은 절감하면서도 실제적인 연구는 극히 부진하여 그 범위도 대단히 한정되어 있다. 1960년에 TIROS 1호가 미국에서 발사된 이래 다수의 기상위성이 궤도상에서 선회하며 많은 기상정보를 지상으로 보내주고 있다. 그리하여 현장관측이 어려운 각종 기상현상에 관한 정보를 짧은 시간안에, 그리고 경우에 따라서는 적은 비용으로 입수할 수 있게 됨으로써 기상연구에 박차가 가하여지게 되었다. 특히 최근에는 컴퓨터 프로그램의 발달과 더불어 해상력이 1km인 AVHRR의 영상을 대축척으로 확대하여 사용할 수 있게 되는 한편 여러가지 오류도 수정할 수 있게 되었다. 그리고 이들 위성으로부터 관측된 열적외선 영상은 도시열섬을 나타내는데 있어서 중용한 자료로 사용할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 원격탐사 기법에 의한 도시열섬 연구의 가능성을 타진하여 보고자 NOAA AVHRR 영상을 이용하여 남한지역의 도시열섬의 존재와 수도권지역 열섬의 강도 및 형태를 알아보고 나아가 도시열섬과 여러 도시현상간의 관계를 밝혀 보고자 한다.

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의미간의 유사도 연구의 패러다임 변화의 필요성-인지 의미론적 관점에서의 고찰 (The Need for Paradigm Shift in Semantic Similarity and Semantic Relatedness : From Cognitive Semantics Perspective)

  • 최영석;박진수
    • 지능정보연구
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    • 제19권1호
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    • pp.111-123
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    • 2013
  • 개념간의 의미적 유사도 및 관계도(Semantic Similarity/Relatedness)를 구하는 연구는 고전적인 연구에서는 데이터 베이스 통합이나 시스템 통합, 그리고 현대의 연구에 있어서는 태그 및 키워드 추출, 연관 단어 추천 등에 걸쳐 다양한 분야에서 활용되어 온 연구이다. 그 연구는 역사가 오래되었을 뿐만 아니라, 경영정보와 컴퓨터 공학, 계산 언어학에 걸쳐 여러 분야에서도 많은 관심을 가져왔던 연구 분야라고 할 수 있다. 그러나, 지금까지의 개념간의 관계도 계산 방식은 미리 만들어진 사전이나 참조할 수 있는 다른 시맨틱 네트워크(Semantic Network)를 이용하여 계산하는 방법이 주를 이루었다. 이러한 접근 방법의 경우, 개념간의 의미적 관계가 변화에 대한 가능성을 고려하지 않는 것이 일반적이다. 하지만, 정보 기술의 발달과 빠른 사회변화는 개념간의 의미관계 등에 변화를 가져오고 있는 것이 현실이다. 사회적으로 일어나는 사건이나, 문화적 변화 등이 개념간의 의미관계를 변화시키는 것을 물론이며, 이러한 변화가 정보 통신 기술의 도움으로 빠르게 공유되고 있다. 이렇게 개념간의 의미 관계가 시간이나 맥락에 따라 빠르게 변화할 수 있는 가능성이 있음에도 불구하고, 기존의 개념간 의미적 유사도 및 관계도에 대한 연구들은 이러한 '의미관계의 변화'에 대한 새로운 문제에 대해 해답을 제시하지 못한 것이 사실이다. 따라서, 본 연구에서는 개념간의 유사도 연구에 있어 지금까지 있어왔던 '정적인 의미간 관계도 패러다임'에서 '동적인 의미간 관계도 패러다임'으로의 전환의 필요성과 그 당위성을 인지 의미론적(Cognitive Semantics)의 관점에서 역설하고자 한다. 인간이 인지하는 개념간의 의미관계가 변화할 수 있는 이론적 근거를 인지 의미론에서 찾아봄으로써, 패러다임 변화의 방향을 구체적으로 제시하였다. 또한 이러한 패러다임의 변화에 맞추어 개념간의 의미적 유사도 및 관계도에 대한 연구가 어떠한 방향으로 나아가야 할지 구체적인 연구 방향을 제시함으로써 관련 연구자들에게 새로운 연구의 가이드라인을 제시하였다.

18F-Sodium fluoride PET 이용한 심장 석회화 정량평가에 대한 고찰 (The Quantitative Evaluation of Cardiac Calcification Using 18F-Sodium fluoride PET/CT)

  • 최용훈;이승재;강천구;임한상;김재삼
    • 핵의학기술
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    • 제23권2호
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    • pp.38-42
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    • 2019
  • 관상동맥 석회화 검사에 컴퓨터단층촬영(Comtuted tomography, CT)을 사용하지만 고위험군인 미세석회화 감별에는 어려움이 있다. $^{18}F$-sodium fluoride ($^{18}F-NaF$)가 미세석회화를 진단하는데 매우 유용하다는 연구가 해외에서 보고되고 있다. 본 논문에서는 $^{18}F-NaF$ PET 영상으로 석회화를 정량평가 하고 그 유용성을 알아보고자 한다. 환자는 총 45명($67.1{\pm}6.9$세)으로 $^{18}F-NaF$을 250 MBq 주입하고 1시간 뒤 30분간 영상을 획득하였다. 장비는 Discovery 710 (GE Healthcare, MI, USA)을 사용하였으며 모든 환자는 PET 검사 전 혈관조영CT (CTAngiography, CTA)를 촬영 하였다. 석회화의 SUVmax를 측정하고 좌심방의 배후방사능을 측정하여 Target to Background (TBR) 구한 뒤 정량 분석하였다. ROC 곡선(Receiver Operating Characteristic Curve)을 통하여 고위험군을 분류하였다. 융합영상에서 관상동맥 석회화는 226개로 나왔으며 SUVmax는 $1.15{\pm}0.39$으로 나왔다. 28명(62%)에서 58개가 고위험군으로(TBR>1.25)분류 되었다. 나머지 168개는 $TBR{\leq}1.25$로 나왔다. $^{18}F-NaF$ PET 영상으로 미세석회화의 정량평가가 가능하였고 고위험군을 분류할 수 있었다. 혈관조영CT와 $^{18}F-NaF$ PET을 병행한다면 위험도가 높은 미세석회화를 조기 진단하는 새로운 영상 진단법이 될 수 있을 것으로 사료된다.

캐릭터 상품 제작 교육에 적합한 3D프린터 연구 (Study on 3D Printer Suitable for Character Merchandise Production Training)

  • 권동현
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권41호
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    • pp.455-486
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    • 2015
  • 1986년 특허등록으로 시작된 3D프린팅 기술은 당시에는 인식 부족으로 일부 기업 외에는 주목받지 못하는 기술이었다. 그러나 20년이 지나 만료되는 특허들이 나오는 오늘날에는 가격도 개인이 구매가능한 선까지 낮아졌고 컴퓨터 성능향상 및 인터넷 정보교류의 보편화로 3D 콘텐츠에 대한 인식이 보편화 되어 산업계는 물론 일반인들에게도 주목 받고 있다. 수정 및 유통이 편리한 디지털 데이터를 기반으로 하면서 금형제작이 필요없는 3D프린터는 제작 공정에서 획기적인 변화를 가져 올 수 있으며 캐릭터 콘텐츠상품 분야에서도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 최근 들어 관심을 받고 있는 키덜트 문화의 가장 선두에 있는 다양한 캐릭터 상품 제작에는 3D프린터를 사용하는 것이 필수적인 공정이 되고 있으며 이 같은 캐릭터 콘텐츠 관련 산업현장 수요를 예측해 볼 때, 그리고 특허 만료 및 기술의 공유로 저렴해진 가격 등을 고려해 볼 때, 앞으로 교육현장에서 3D프린터를 활용할 수 있는 인재를 양성하는 교육과정을 도입하여 보다 창의적인 작업을 할 수 있는 인재를 양성하고 취업의 영역과 기회를 확대하는 것은 꼭 진행되어야 할 것이다. 그러나 학교 교육에서 3D프린터를 도입하고자 할 때 얻을 수 있는 정보는 한계가 있다. 언론이나 정보매체에서는 3D 프린터에 대한 장밋빛 미래가치나 산업규모 성장과 같은 일반적인 정보만을 거론하고 있으며 학계에서도 연구의 수준의 프린팅 기술 소개나 산업에서의 적용, 산업 규모 데이터 분석 등 개론수준의 내용 정리에 머무르고 있다. 이러한 정보의 부족은 교육현장에서 문제를 발생시킨다. 장점과 단점 비교와 같은 실질적인 정보 비교 없이 일단 도입 하여 시행착오의 과정 이후에서야 사용을 할 수 있게 됨으로서 시간적, 기회비용이 발생할 수밖에 없는 상황이다. 특히 많은 비용을 들여 도입한 장비가 학교 교육의 특성에 맞지 않는다면 그로 인한 비용손실은 클 것이다. 본 연구의 목적은 관련 전문가들이 아닌 기술관련 기반이 없는 일반 사용자들을 대상으로 하였다. 기존의 의 3D프린터 기술소개의 정도가 아닌 대표적 기술에 따른 사용상의 주의 점과 문제점을 분석하고 장단점을 비교하여 학교 교육, 특히 애니메이션 관련 학과에서 캐릭터 상품 개발과 관련한 교육에서 필요한 3D 프린터는 어떤 특성을 가져야 하는지를 설명하고 앞으로 3D프린터 이용한 교육을 시행하고자 할 때 실질적인 도움이 될 수 있는 정보를 제공하고자 하였다. 본론에서는 지지대 방식, 재료의 종류, 이차원 프린팅 방법, 삼차원 프린팅 방법과 같이 새로운 관점으로 기술을 구분하여 설명하였다. 이렇게 다른 구분 방식을 선택 하게 된 이유는 사용상의 실질적인 문제들을 상호 비교하기 용이하도록 하기 위함이다. 결론적으로 가장 적합한 3D프리터는 출력물의 품질은 다소 부족하지만 비교적 가격대가 저렴하고 재료 및 유지보수비용이 적게 드는 FDM방식의 프린터로 선정하였으며 부가적으로 기술지원이 잘되는 업체를 선정하기를 추천한다.

Hierarchical Attention Network를 이용한 복합 장애 발생 예측 시스템 개발 (Development of a complex failure prediction system using Hierarchical Attention Network)

  • 박영찬;안상준;김민태;김우주
    • 지능정보연구
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    • 제26권4호
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    • pp.127-148
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    • 2020
  • 데이터 센터는 컴퓨터 시스템과 관련 구성요소를 수용하기 위한 물리적 환경시설로, 빅데이터, 인공지능 스마트 공장, 웨어러블, 스마트 홈 등 차세대 핵심 산업의 필수 기반기술이다. 특히, 클라우드 컴퓨팅의 성장으로 데이터 센터 인프라의 비례적 확장은 불가피하다. 이러한 데이터 센터 설비의 상태를 모니터링하는 것은 시스템을 유지, 관리하고 장애를 예방하기 위한 방법이다. 설비를 구성하는 일부 요소에 장애가 발생하는 경우 해당 장비뿐 아니라 연결된 다른 장비에도 영향을 미칠 수 있으며, 막대한 손해를 초래할 수 있다. 특히, IT 시설은 상호의존성에 의해 불규칙하고 원인을 알기 어렵다. 데이터 센터 내 장애를 예측하는 선행연구에서는, 장치들이 혼재된 상황임을 가정하지 않고 단일 서버를 단일 상태로 보고 장애를 예측했다. 이에 본 연구에서는, 서버 내부에서 발생하는 장애(Outage A)와 서버 외부에서 발생하는 장애(Outage B)로 데이터 센터 장애를 구분하고, 서버 내에서 발생하는 복합적인 장애 분석에 중점을 두었다. 서버 외부 장애는 전력, 냉각, 사용자 실수 등인데, 이와 같은 장애는 데이터 센터 설비 구축 초기 단계에서 예방이 가능했기 때문에 다양한 솔루션이 개발되고 있는 상황이다. 반면 서버 내 발생하는 장애는 원인 규명이 어려워 아직까지 적절한 예방이 이뤄지지 못하고 있다. 특히 서버 장애가 단일적으로 발생하지 않고, 다른 서버 장애의 원인이 되기도 하고, 다른 서버부터 장애의 원인이 되는 무언가를 받기도 하는 이유다. 즉, 기존 연구들은 서버들 간 영향을 주지 않는 단일 서버인 상태로 가정하고 장애를 분석했다면, 본 연구에서는 서버들 간 영향을 준다고 가정하고 장애 발생 상태를 분석했다. 데이터 센터 내 복합 장애 상황을 정의하기 위해, 데이터 센터 내 존재하는 각 장비별로 장애가 발생한 장애 이력 데이터를 활용했다. 본 연구에서 고려되는 장애는 Network Node Down, Server Down, Windows Activation Services Down, Database Management System Service Down으로 크게 4가지이다. 각 장비별로 발생되는 장애들을 시간 순으로 정렬하고, 특정 장비에서 장애가 발생하였을 때, 발생 시점으로부터 5분 내 특정 장비에서 장애가 발생하였다면 이를 동시에 장애가 발생하였다고 정의하였다. 이렇게 동시에 장애가 발생한 장비들에 대해서 Sequence를 구성한 후, 구성한 Sequence 내에서 동시에 자주 발생하는 장비 5개를 선정하였고, 선정된 장비들이 동시에 장애가 발생된 경우를 시각화를 통해 확인하였다. 장애 분석을 위해 수집된 서버 리소스 정보는 시계열 단위이며 흐름성을 가진다는 점에서 이전 상태를 통해 다음 상태를 예측할 수 있는 딥러닝 알고리즘인 LSTM(Long Short-term Memory)을 사용했다. 또한 단일 서버와 달리 복합장애는 서버별로 장애 발생에 끼치는 수준이 다르다는 점을 감안하여 Hierarchical Attention Network 딥러닝 모델 구조를 활용했다. 본 알고리즘은 장애에 끼치는 영향이 클 수록 해당 서버에 가중치를 주어 예측 정확도를 높이는 방법이다. 연구는 장애유형을 정의하고 분석 대상을 선정하는 것으로 시작하여, 첫 번째 실험에서는 동일한 수집 데이터에 대해 단일 서버 상태와 복합 서버 상태로 가정하고 비교분석하였다. 두 번째 실험은 서버의 임계치를 각각 최적화 하여 복합 서버 상태일 때의 예측 정확도를 향상시켰다. 단일 서버와 다중 서버로 각각 가정한 첫 번째 실험에서 단일 서버로 가정한 경우 실제 장애가 발생했음에도 불구하고 5개 서버 중 3개의 서버에서는 장애가 발생하지 않은것으로 예측했다. 그러나 다중 서버로 가정했을때에는 5개 서버 모두 장애가 발생한 것으로 예측했다. 실험 결과 서버 간 영향이 있을 것이라고 추측한 가설이 입증된 것이다. 연구결과 단일 서버로 가정했을 때 보다 다중 서버로 가정했을 때 예측 성능이 우수함을 확인했다. 특히 서버별 영향이 다를것으로 가정하고 Hierarchical Attention Network 알고리즘을 적용한 것이 분석 효과를 향상시키는 역할을 했다. 또한 각 서버마다 다른 임계치를 적용함으로써 예측 정확도를 향상시킬 수 있었다. 본 연구는 원인 규명이 어려운 장애를 과거 데이터를 통해 예측 가능하게 함을 보였고, 데이터 센터의 서버 내에서 발생하는 장애를 예측할 수 있는 모델을 제시했다. 본 연구결과를 활용하여 장애 발생을 사전에 방지할 수 있을 것으로 기대된다.