• Title/Summary/Keyword: 호흡기모델

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Attention Modules for Improving Cough Detection Performance based on Mel-Spectrogram (사전 학습된 딥러닝 모델의 Mel-Spectrogram 기반 기침 탐지를 위한 Attention 기법에 따른 성능 분석)

  • Changjoon Park;Inki Kim;Beomjun Kim;Younghoon Jeon;Jeonghwan Gwak
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2023.01a
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    • pp.43-46
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    • 2023
  • 호흡기 관련 전염병의 주된 증상인 기침은 공기 중에 감염된 병원균을 퍼트리며 비감염자가 해당 병원균에 노출된 경우 높은 확률로 해당 전염병에 감염될 위험이 있다. 또한 사람들이 많이 모이는 공공장소 및 실내 공간에서의 기침 탐지 및 조치는 전염병의 대규모 유행을 예방할 수 있는 효율적인 방법이다. 따라서 본 논문에서는 탐지해야 하는 기침 소리 및 일상생활 속 발생할 수 있는 기침과 유사한 배경 소리 들을 Mel-Spectrogram으로 변환한 후 시각화된 특징을 CNN 모델에 학습시켜 기침 탐지를 진행하며, 일반적으로 사용되는 사전 학습된 CNN 모델에 제안된 Attention 모듈의 적용이 기침 탐지 성능 향상에 도움이 됨을 입증하였다.

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Development of fecal coliform prediction model using random forest method (랜덤포레스트기법을 이용한 분변성대장균 예측모델 개발)

  • Seo, Il Won;Choi, Soo Yeon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.124-124
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    • 2016
  • 하천에서의 분변성대장균은 분변성 오염 정도를 나타내는 지표로서, 이 농도가 높을수록 오염된 하천수와의 접촉을 통한 호흡기, 소화기 및 피부 관련 질병의 발발 확률이 높다고 알려져 있다. 따라서 하천에서의 수영, 수상스키 등과 같은 입수형 친수활동을 할 때, 분변성대장균 농도가 농도 기준 이하인지를 확인하고 이러한 정보를 친수활동에 이용할 필요가 있다. 그러나 분변성대장균의 경우, 현재 자동수질측정망에서 측정되고 있는 다른 수질인자들과는 달리 실시간 측정이 불가능하다고 알려져 있다. 분변성대장균을 측정하는데 있어 최소 18시간 이상이 필요하며, 이러한 분변성대장균 측정 방식은 하천 이용자들이 안전한 친수활동을 영위하는데 있어 적절한 수질 정보를 제공하지 못한다. 그러므로 분변성대장균을 예측하는 모델을 개발하고, 이를 이용하여 실시간 분변성대장균 정보를 생성하여 하천 이용자들에게 제공할 필요가 있다. 본 연구에서는 친수활동이 활발하게 이루어지는 곳 중 하나인 북한강의 대성리 지점에 대해 데이터 기반 모델을 이용하여 분변성대장균을 예측하였다. 데이터 기반 모델은 물리 기반 모델에서 필요한 지형데이터나 비점오염원 등의 초기 오염물의 양에 대한 데이터를 필요로 하지 않고, 대신 독립변수로 사용되는 기상 및 수질데이터를 필요로 한다. 이러한 기상 및 수질데이터는 기존 기상관측소, 수질관측소에서 매일 자동으로 측정되기 때문에 데이터 기반 모델은 물리 기반 모델에 비해 입력데이터를 구성하기가 쉽다는 장점을 지닌다. 이러한 데이터 기반 모델 중 분류 모델은 회귀 모델과 달리 분변성대장균 농도가 일정 수질기준 이상을 넘는지를 바로 예측할 수 있다. 본 연구에서는 분류 모델 중 높은 예측력을 가진다고 알려진 랜덤포레스트(random forest) 기법을 이용하여 분변성대장균 예측 모델을 개발하였다. 분변성대장균 예측 모델은 주어진 기상 및 수질 조건에 대해 분변성대장균이 200 CFU/100ml가 넘는지를 예측하였다. 예측된 분변성대장균이 기준을 넘는 경우를 2등급, 넘지 않는 경우를 1등급으로 명명하였다. 모델을 개발하기 위하여 북한강 대성리 인근 측정소에서 2010년부터 2015년까지 측정된 기상 및 수질데이터를 수집하였다. 수집한 데이터를 훈련 및 검증데이터로 샘플링하였으며, 이 때 샘플링한 데이터가 기존 데이터가 가지고 있던 등급별 비율을 유지하기 위하여 층화샘플링을 하였다. 본 연구에서는 샘플링에 의한 불확실성을 줄이기 위하여 랜덤하게 50번 샘플링된 각각의 훈련데이터에 대해 모델을 개발하였다. 50개의 모델의 검증 결과를 종합한 결과, 전체 예측률은 0.139로 나타났다.

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Development of Model Linking Pilot System (WaterRing) for IWRM (통합수자원 모델 연계 파일럿 시스템 (WaterRing) 개발)

  • Lee, Sung-Hack;Kim, Sung;Kang, Jae-Won;Lee, Mi-Yeon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.2024-2028
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    • 2007
  • 우리나라의 물관련 이슈는 수자원뿐만 아니라 사회, 경제 환경 등의 범위까지 확대되어 복합적이며, 기존 방법론과 기술만으로는 해결에 어려움이 있다. 따라서 새로운 기술적/방법론적 도구 개발의 필요성에 따라 통합수자원관리가 하나의 방법으로 받아들여지고 있다. 통합수자원관리는 지속가능한 수자원관리를 목표로하며, 물과 이와 관련 다양한 요소를 고려하는 통합적인 방법론이다. 그러므로 의사결정에 있어 전체론적인 접근이 필요하며, 세부적인 요소와 요소간의 연관관계를 파악하는 것이 중요하다. 이를 위하여 본 연구에서는 통합수자원관리의 기반 도구 중의 하나인 통합수자원관리 모델링 환경인 WaterRing 시범시스템을 개발하였다. WaterRing은 모델연계에 있어 필수적인 표준성, 사용편의성 및 모델공유를 제공하며, 모델코드 자체보다 모델의 개발에 많은 노력을 기울일 수 있도록 설계되었다. 따라서 수자원분야 및 다양한 분야의 모델을 연계할 수 있다. 모델의 연계를 위하여 기본모델단위를 설정하고 각각의 기본모델단위의 결합을 통하여 보다 큰 시스템으로 구성할 수 있도록 하였다. 기본모델단위는 입력/상태/출력의 세 가지 기본요소와 내부수행 루틴으로 구성되어 있다. 기본모델단위 사이의 결합을 정의하기 위하여 BPM(Business Process Management)(Arkin, 2002)와 STELLA의 모델 결합방식을 활용하였다. 기본모델단위는 독립적인 수행단위로 표준적인 입력과 출력을 수행한다. 따라서 입력과 출력의 속성이 같은 기본모델단위는 결합할 수 있다. 본 연구에서 시범적으로 개발된 수자원통합모델링환경 WaterRing은 통합수자원관리의 실현에 있어 평가, 계획에 이용될 수 있다. 그러므로 향후 시스템의 개발이 완료되면 우리나라의 통합수자원관리의 실현을 위한 기반도구로서 많은 역할이 기대된다. 홍수기에 측정된 성과를 바탕으로 고수위대의 수위-유량관계 곡선식을 개발하여야 할 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 일부 확인된 바와 같이, 일반적인 자연하천이 아닌 감조하천의 경우는, 각각의 수위대별 유량 값의 변화가 발생하는 바 기간별 혹은 간조와 만조부를 포함하여 유량측정을 하여야 할 것으로 판단된다. 청폐화담탕(淸肺化痰湯)은 LPS로 유도된 macrophage에서 NO와 염증Cytokine 생성량을 억제하였고 murine macrophage에서 NF-${\kappa}$B 활성을 억제함으로써 iNOS와 염증Cytokine 유전자 발현을 하향조절 하였다. 이러한 청폐화담탕(淸肺化痰湯)의 항염작용으로 천식, 기관지염, 폐렴, 결핵, 산후감모 등의 호흡기 질환에 응용할 수 있으리라 사료된다.im}$5개월), 9.44${\pm}$1.05 6${\sim}$ll개월)으로 개월에 관계없이 전반적으로 유사한 비율을 나타내었다. 분획물(첨가농도 15.6 ${\mu}$g/ml)은 60%의 저해효과를 나타내면서 농도 의존적으로 그 저해효과가 컸으며 250 ${\mu}$g/ml 농도에서는 80%의 저해효과를 관찰 할 수가 있었다. 에틸아세테이트분회물의 경우 디글로로메탄 분회물에 비해 다소 낮은 저해효과를 나타내었지만 250 ${\mu}$g/ml 농도에서 약 60%의 세포독성 효과를 나타내었다. 디클로로메탄 분획물과 에틸아세테이트 분획물에 의한 면역 활성 증진 효과를 검토한 결과, 디글로로메탄 분획물은 첨가농도 1 ${\mu}$g/ml에서 94%로 Yac-1표적세포를 사멸시켰으며 에틸아세테이트 분획물도 동일 농도에서 96%의 억제효과를 나타내었다. CTLL세포를 이용

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Evaluation and Predicting PM10 Concentration Using Multiple Linear Regression and Machine Learning (다중선형회귀와 기계학습 모델을 이용한 PM10 농도 예측 및 평가)

  • Son, Sanghun;Kim, Jinsoo
    • Korean Journal of Remote Sensing
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    • v.36 no.6_3
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    • pp.1711-1720
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    • 2020
  • Particulate matter (PM) that has been artificially generated during the recent of rapid industrialization and urbanization moves and disperses according to weather conditions, and adversely affects the human skin and respiratory systems. The purpose of this study is to predict the PM10 concentration in Seoul using meteorological factors as input dataset for multiple linear regression (MLR), support vector machine (SVM), and random forest (RF) models, and compared and evaluated the performance of the models. First, the PM10 concentration data obtained at 39 air quality monitoring sites (AQMS) in Seoul were divided into training and validation dataset (8:2 ratio). The nine meteorological factors (mean, maximum, and minimum temperature, precipitation, average and maximum wind speed, wind direction, yellow dust, and relative humidity), obtained by the automatic weather system (AWS), were composed to input dataset of models. The coefficients of determination (R2) between the observed PM10 concentration and that predicted by the MLR, SVM, and RF models was 0.260, 0.772, and 0.793, respectively, and the RF model best predicted the PM10 concentration. Among the AQMS used for model validation, Gwanak-gu and Gangnam-daero AQMS are relatively close to AWS, and the SVM and RF models were highly accurate according to the model validations. The Jongno-gu AQMS is relatively far from the AWS, but since PM10 concentration for the two adjacent AQMS were used for model training, both models presented high accuracy. By contrast, Yongsan-gu AQMS was relatively far from AQMS and AWS, both models performed poorly.

The BIDAS Program : Bioassay Data Analysis Software for Evaluating Radionuclide Intake and Dose (BIDAS프로그램 : 방사성 핵종의 섭취량과 선량 평가용 생물학적분석 자료 해석 소프트웨어 프로그램)

  • Tae-Yong Lee;Jong-Kyung Kim;Jong-Il Lee;Si-Young Chang
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.2 no.2
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    • pp.113-124
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    • 2004
  • A computer software program, called BIDAS (BIoassay Data Analysis Software) is developed to interpret the bioassay measurement data in terms of intakes and the committed effective dose using the human respiratory tract model (HRTM), gastrointestinal tract (GI-tract) model and biokinetic models currently recommended by the International Commission on Radiological Protection (ICRP) to describe the behavior of the radioactive materials within the body. The program consists of three modules; first, a database module to manage the bioassay data, second, another databasee module to store the predicted bioassay quantities of each radionuclide and finally, a computational module to estimate the intake and committed effective dose calculated with the bioassay quantity measurement values from either an acute or chronic exposure of the radionuclies within the body. This paper describes the features of the program as well as the quality assurance check results of the BIDAS software program.

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Panel study of daily air pollution and health symptoms among primary schoolchildren in Seoul (서울지역 아동들의 봄철 대기오염물질과 건강자각증상 간의 관련성에 대한 패널연구)

  • Mun, Jeong-Suk;Kim, Yun-Sin;Lee, Jong-Tae;No, Yeong-Man;Lee, So-Dam;Hong, Seung-Cheol
    • Proceedings of the Korean Environmental Health Society Conference
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    • 2005.11a
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    • pp.126-129
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    • 2005
  • 본 연구는 서울지역 초등학교 학생 4, 5, 6학년 남 ${\cdot}$ 녀 초등학생들을 대상으로 봄철 대기오염농도와 일별 자각증상 과의 관련성에 대한 패널연구를 수행하였다. 로지회귀분석방법 중 일반화 추정 방정식(generalized estimating equations:GEE)모델을 이용하여 통계분석을 실시한 결과로는 서울지역 초등학교 학생들은 호흡기 증상보다는 피부가려움이나 눈의 따가움 등의 자극증상에 호흡성먼지(PM10)와 아황산가스 그리고 이산화질소 등의 대기오염물질 농도와 관련성이 있는 것으로 추정되었다.

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Effects of a Home Respiratory Management Program on Unmet Healthcare need and Healthcare resource utilizations for Patients applying Home Mechanical Ventilator with Amyotrophic Lateral Sclerosis (가정형 인공호흡기 사용 중인 재가 근위축성 측삭증후군 환자의 가정간호기반 호흡관리 프로그램이 미충족의료와 의료자원이용에 미치는 효과)

  • Hwang, Moon Sook;Park, Jin-Hee
    • Journal of Industrial Convergence
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    • v.17 no.4
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    • pp.77-86
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    • 2019
  • The purpose of this study was to identify the effect of Home Health Nursing based Respiratory Management Program (HHNbRMP) on unmet healthcare need and healthcare resource utilizations of patients applying the home mechanical ventilator in the home with amyotrophic lateral sclerosis. The subjects of this study were 40 patients placed in an experimental group(n=19) and a control group(n=21), respectively. This HHNbRMP based on Cox's interaction model was consisted of cognitive assent (education, specialized medical care, case management), internal motivation (airway clearance, thoracic and air accumulated exercise) and psychological response (meditation & active listening). The intervention was applied to experimental group during 12 weeks. As variables was measured at baseline, twelve, twenty-four weeks and healthcare unmet need, resource utilizations (admission, out patient department, emergency room) was measured at 24 weeks. The data were analyzed by t-test, ANOVA and Repeated Measures ANCOVA. This intervention was not effective the unmet healthcare need. But the admission in to the hospital among the healthcare resource utilizations variables showed a significant difference at twenty-four weeks(t=4.17, p=.049). This results suggest that applying this program tailored to patients condition, utility of medical resource would be decreased, specially admission.

비허대서흡수공능적개변급운비치료적작용연구(脾虛大鼠吸收功能的改變及運脾治療的作用硏究) -비허(脾虛)의 동물모델 Rat의 흡수력 변화 및 운비법(運脾法)의 치료효과에 대한 연구

  • Son Won-Ryeong;Hae Jeong-Gun;Chuk Myeong-Geol;Ju Wi
    • The Journal of Pediatrics of Korean Medicine
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    • v.15 no.1
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    • pp.255-259
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    • 2001
  • 본 연구는 운비요법(運脾療法)이 脾虛 동물모델 Rat의 흡수기능에 미치는 영향을 관찰하기 위한 것이다. 이혈평(利血平)으로 Rat의 비허(脾虛) 상태를 유발시킨 다음 최초로 비허(脾虛) 상태에서의 혈청 중 Zn 및 소장검막의 구조변화를 관찰하였고, 임상적으로는 소아의 편식증, 영양실조성 빈혈, 반복적인 소아감염증상(RRI) 등에 대한 운비법(運脾法)의 효과를 관찰하였다. 청결상태로 관리한 체중이 220-240g의 Wester계 웅성 Rat 15마리를 무작위로 각 5마리씩 정상군, 비허군(脾虛群), 중약투여군에 배분하여 3group으로 나누었다. 비허군과 중약투여군에는 모두 이혈평(利血平)을 소량으로 서서히 투여하였고, 중약투여군에는 동시에 중약 시럽(당장(糖漿))을 경구투여시켜 3주간 실험관찰하였다. 결과 : (1) 섭취량(g/일/마리) : 정상군은 22.1, 비허군(脾虛群)은 9.04, 중약투여군은 17.3으로 각각 나타났다. (2) 체중(g) : 정산군은 $284.2{\pm}32.51$, 비허군(脾虛群)은 $193{\pm}15.26$, 중약투여군은 $231.8{\pm}22.76$으로 각각 측정되었다. (3) 혈청 중 Zn함량(ug/1) : 정상군 $1911{\pm}993.8$, 비허군(脾虛群) $1094{\pm}249.4$, 중약투여군 $2599.8{\pm}1282.1$로 각각 측정되었다. 이와 같은 결과에서 중약투여군의 섭취량, 체중 및 혈청 중 Zn의 함량 모두 대조군에 비교하여 현저하게 개선되었음을 알 수 있다. (4) 소장의 정막구조 : 비허군(脾虛群)은 정상군에 비해 소장의 점막이 현저하게 얇고 융모상 돌기가 오그라들며 퇴화되는 변화를 나타냈고, 일부 융모상 돌기 끝의 상피세포는 국소적 괴사 및 퇴행성 변화를 일으키기도 하였다. 중약투여군은 이에 비해 소장점막이 거의 정상에 가깝게 회복되었다. 결론 : 운비요법(運脾療法)은 비허(脾虛) 동물모델에 대한 흡수기능의 개선에 효과가 있음을 본 실험에서 입증할 수 있었다.

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Lutein Modulates Th2 Immune Response in Ovalbumin-Induced Airway Inflammation (Ovalbumin으로 유도한 천식 생쥐모델에서 lutein의 Th2 면역반응 연구)

  • Song, Jun-Young;Lee, Chang-Min;Lee, Min-Ki
    • Journal of Life Science
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    • v.22 no.3
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    • pp.298-305
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    • 2012
  • The general term flavonoids is often used to categorize a family of natural compounds that are highly abundant in all higher plants, and which in recent years have attracted scientific interest as therapeutics. Lutein is a xanthophyll and one of 600 known naturally occurring carotenoids. It is found in green vegetables such as spinach and kale, and has been demonstrated to exert anti-inflammatory activities. However, its anti-allergic effect in the Th1/Th2 immune response is poorly understood. In this study, we attempt to determine whether lutein regulates inflammatory mediators in an ovalbumin (OVA)-induced murine asthma model. To address this, mice were sensitized and challenged with OVA, and then treated with lutein before the last OVA challenge. Administration of lutein significantly suppressed the OVA-induced airway hyper-responsiveness. It also resulted in a significant alleviation of the infiltration of inflammatory cells into the bronchoalveolar lavage. Additionally, lutein attenuated the increased expression of Th2 responses in OVA-challenged mice. These results demonstrate that lutein is a potent inhibitor that reduces Th2 immune responses. Furthermore, they show that the immunopharmacological function is mediated by a pathway that involves and is regulated by Th2 immune response.

COVID-19 Lung CT Image Recognition (COVID-19 폐 CT 이미지 인식)

  • Su, Jingjie;Kim, Kang-Chul
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.17 no.3
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    • pp.529-536
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    • 2022
  • In the past two years, Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2(SARS-CoV-2) has been hitting more and more to people. This paper proposes a novel U-Net Convolutional Neural Network to classify and segment COVID-19 lung CT images, which contains Sub Coding Block (SCB), Atrous Spatial Pyramid Pooling(ASPP) and Attention Gate(AG). Three different models such as FCN, U-Net and U-Net-SCB are designed to compare the proposed model and the best optimizer and atrous rate are chosen for the proposed model. The simulation results show that the proposed U-Net-MMFE has the best Dice segmentation coefficient of 94.79% for the COVID-19 CT scan digital image dataset compared with other segmentation models when atrous rate is 12 and the optimizer is Adam.