• 제목/요약/키워드: BFR

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계면활성제 미생물반응기를 이용한 기체상 스타이렌 제어 (Control of Gaseous Styrene Using a Bioactive Foam Reactor)

  • 신승규;송지현
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.770-775
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    • 2006
  • 휘발성 유기화합물 저감기술인 담체충진형 바이오필터법은 운전이 용이하고 처리비용이 낮다는 장점에도 불구하고, 낮은 운전성능과 막힘현상 등의 문제를 안고 있다. 이에 대한 대안으로 계면활성제로 형성된 거품을 사용해 VOCs의 물질전달율과 분해효율을 향상시킨 미생물 반응기(Bioactive Foam Reactor. BFR)가 제안되었다. 본 연구에서는 VOCs 저감기술로서 BFR의 적용가능성을 확인하기 위하여 styrene를 대상으로 실험실 규모 반응기 실험을 수행하였다. 체류시간 30초에서 미생물이 포함되지 않은 abiotic 실험과 biotic실험을 통해 BFR의 물질전달계수($K_La$)와 기질분해율(k) 값을 선정하였으며, 여타 산기방식의 생물반응조에 비해 BFR 시스템의 물질전달율이 월등히 높음을 확인하였다. 동적부하 변동실험 결과 BFR 시스템은 유입 styrene 농도가 급변하는 상황에서도 안정적인 처리효율을 나타내었다. 또한 BFR의 최대분해능은 109 $g/m^3/hr$으로 높게 나타나, 충진담체를 이용하는 전통적인 바이오필터의 대안 기술로 BFR 시스템을 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

Risk Factor Analysis of Cryopreserved Autologous Bone Flap Resorption in Adult Patients Undergoing Cranioplasty with Volumetry Measurement Using Conventional Statistics and Machine-Learning Technique

  • Yohan Son;Jaewoo Chung
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제67권1호
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    • pp.103-114
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    • 2024
  • Objective : Decompressive craniectomy (DC) with duroplasty is one of the common surgical treatments for life-threatening increased intracranial pressure (ICP). Once ICP is controlled, cranioplasty (CP) with reinsertion of the cryopreserved autologous bone flap or a synthetic implant is considered for protection and esthetics. Although with the risk of autologous bone flap resorption (BFR), cryopreserved autologous bone flap for CP is one of the important material due to its cost effectiveness. In this article, we performed conventional statistical analysis and the machine learning technique understand the risk factors for BFR. Methods : Patients aged >18 years who underwent autologous bone CP between January 2015 and December 2021 were reviewed. Demographic data, medical records, and volumetric measurements of the autologous bone flap volume from 94 patients were collected. BFR was defined with absolute quantitative method (BFR-A) and relative quantitative method (BFR%). Conventional statistical analysis and random forest with hyper-ensemble approach (RF with HEA) was performed. And overlapped partial dependence plots (PDP) were generated. Results : Conventional statistical analysis showed that only the initial autologous bone flap volume was statistically significant on BFR-A. RF with HEA showed that the initial autologous bone flap volume, interval between DC and CP, and bone quality were the factors with most contribution to BFR-A, while, trauma, bone quality, and initial autologous bone flap volume were the factors with most contribution to BFR%. Overlapped PDPs of the initial autologous bone flap volume on the BRF-A crossed at approximately 60 mL, and a relatively clear separation was found between the non-BFR and BFR groups. Therefore, the initial autologous bone flap of over 60 mL could be a possible risk factor for BFR. Conclusion : From the present study, BFR in patients who underwent CP with autologous bone flap might be inevitable. However, the degree of BFR may differ from one to another. Therefore, considering artificial bone flaps as implants for patients with large DC could be reasonable. Still, the risk factors for BFR are not clearly understood. Therefore, chronological analysis and pathophysiologic studies are needed.

Muscle oxygenation, endocrine and metabolic regulation during low-intensity endurance exercise with blood flow restriction

  • Hwang, Hyejung;Mizuno, Sahiro;Kasai, Nobukazu;Kojima, Chihiro;Sumi, Daichi;Hayashi, Nanako;Goto, Kazushige
    • 운동영양학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.30-37
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    • 2020
  • [Purpose] The present study investigated the effect of endurance exercise with blood flow restriction (BFR) performed at either 25% maximal oxygen uptake (${\dot{V}}O_2$ max) or 40% ${\dot{V}}O_2$ max) on muscle oxygenation, energy metabolism, and endocrine responses. [Methods] Ten males were recruited in the present study. The subjects performed three trials: (1) endurance exercise at 40% ${\dot{V}}O_2$ max without BFR (NBFR40), (2) endurance exercise at 25% ${\dot{V}}O_2$ max with BFR (BFR25), and (3) endurance exercise at 40% ${\dot{V}}O_2$ max with BFR (BFR40). The exercises were performed for 15 min during which the pedaling frequency was set at 70 rpm. In BFR25 and BFR40, 2 min of pressure phase (equivalent to 160 mmHg) followed by 1 min of release phase were repeated five times (5 × 3 min) throughout 15 minutes of exercise. During exercise, muscle oxygenation and concentration of respiratory gases were measured. The blood samples were collected before exercise, immediately after 15 min of exercise, and at 15, 30, and 60 minutes after completion of exercise. [Results] Deoxygenated hemoglobin (deoxy-Hb) level during exercise was significantly higher with BFR25 and BFR40 than that with NBFR40. BFR40 showed significantly higher total-hemoglobin (total-Hb) than NBFR40 during 2 min of pressure phase. Moreover, exercise-induced lactate elevation and pH reduction were significantly augmented in BFR40, with concomitant increase in serum cortisol concentration after exercise. Carbohydrate (CHO) oxidation was significantly higher with BFR40 than that with NBFR40 and BFR25, whereas fat oxidation was lower with BFR40. [Conclusion] Deoxy-Hb and total Hb levels were significantly increased during 15 min of pedaling exercise in BFR25 and BFR40, indicating augmented local hypoxia and blood volume (blood perfusion) in the muscle. Moreover, low-and moderate-intensity exercise with BFR facilitated CHO oxidation.

Bone Flap Resorption Following Cranioplasty with Autologous Bone : Quantitative Measurement of Bone Flap Resorption and Predictive Factors

  • Park, Sang Pil;Kim, Jae Hoon;Kang, Hee In;Kim, Deok Ryeong;Moon, Byung Gwan;Kim, Joo Seung
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제60권6호
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    • pp.749-754
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    • 2017
  • Objective : To quantitatively measure the degree of bone flap resorption (BFR) following autologous bone cranioplasty and to investigate factors associated with BFR. Methods : We retrospectively reviewed 29 patients who underwent decompressive craniectomy and subsequent autologous bone cranioplasty between April 2005 and October 2014. BFR was defined as : 1) decrement ratio ([the ratio of initial BF size/craniectomy size]-[the ratio of last BF/craniectomy size]) >0.1; and 2) bone flap thinning or geometrical irregularity of bone flap shape on computed tomographic scan or skull plain X-ray. The minimal interval between craniectomy and cranioplasty was one month and the minimal follow-up period was one year. Clinical factors were compared between the BFR and no-BFR groups. Results : The time interval between craniectomy and cranioplasty was $175.7{\pm}258.2$ days and the mean period of follow up was $1364{\pm}886.8$ days. Among the 29 patients (mean age 48.1 years, male : female ratio 20 : 9), BFR occurred in 8 patients (27.6%). In one patient, removal of the bone flap was carried out due to severe BFR. The overall rate of BFR was $0.10{\pm}0.11$ over 3.7 years. Following univariate analysis, younger age ($30.5{\pm}23.2$ vs. $54.9{\pm}13.4$) and longer follow-up period ($2204.5{\pm}897.3$ vs. $1044.1{\pm}655.1$) were significantly associated with BFR (p=0.008 and 0.003, respectively). Conclusion : The degree of BFR following autologous bone cranioplasty was 2.7%/year and was associated with younger age and longer follow-up period.

계면활성제 거품을 이용한 미생물반응기에서의 기체상 톨루엔 분해 (Bioactive Foam Reactors for the Enhanced Biological Degradation of Toluene)

  • 김용식;손영규;김지형;송지현
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.468-475
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    • 2005
  • 휘발성 유기화합물(VOCs)의 제거를 위한 담체충진형 바이오필터법은 운전이 용이하고 처리비용이 낮다는 장점에도 불구하고 낮은 운전성능과 막힘현상등의 문제를 안고 있다. 이에 대한 대안으로 계면활성제로 형성된 거품을 사용해 VOCs의 물질전달율과 분해효율을 향상시킨 미생물반응기(BFR)가 제안되었다. 본 연구는 VOCs 저감기술로서 BFR의 적용가능성을 확인하기 위하여 수행되었다. 우선, BFR에 사용될 계면활성제를 선정하기 위해, 4종류의 계면활성제를 대상으로 회분실험을 수행하였으며, 실험결과 TritonX-100이 미생물의 생분해도에 미치는 영향이 가장 적어 BFR에 적용하기 적합한 계면활성제로 판명되었다. 선정된 계면활성제를 BFR에 첨가하고, 반응기 내에 유입되는 가스의 체류시간과 톨루엔 유입부하량을 변화시키면서 반응기의 운전성능을 평가하였다. 가스체류시간이 0.5분에서 2분으로 증가하면서 반응기의 톨루엔 분해율도 50%에서 80%로 증가하였다. 그러나 톨루엔 유입부하량이 $38\;g/m^3/hr$에서 $454\;g/m^3/hr$으로 증가하면서 톨루엔 분해율은 70%에서 20%로 감소하였다. 본 실험에서는 BFR의 최대분해능은 $108\;g/m^3/hr$로 나타나 기존 담체 충진형 바이오필터에 비해 높았으며, 따라서 BFR 시스템이 기존의 담체를 이용하는 생물학적 VOCs 저감기술에 대한 대안으로서 가능성이 있음을 알 수 있었다. 하지만, 높거나 낮은 가스유속에서 거품이 안정적으로 발생하지 않는 점 등은 여전히 해결해야할 과제로 남아있다.

계면활성제 미생물반응기의(혼합 VOCs) 생분해 I: 반응기 거동평가 (Biodegradation of VOC Mixtures using a Bioactive Foam Reactor I: Reactor Performance)

  • 신승규;장현섭;황선진;송지현
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권6B호
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    • pp.689-694
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    • 2006
  • 계면활성제 거품과 부유미생물을 이용하여 휘발성유기화합물(VOCs)를 제어하는 새로운 방법인 계면활성제 미생물반응기(BFR)를 대상으로, 단일 VOC와 혼합 VOCs가 유입되는 조건에서 BFR의 반응특성을 확인하였다. 본 연구에서는 혼합 VOCs로는 benzene, toluene, p-xylene, styrene의 4가지 물질을, 단일 VOCs로는 toluene을 선정하였다. 전체적으로 BFR 시스템은 기체체류시간 40초 조건에서 안정적인 운전효율을 보여 기존 담체충진형 바이오필터의 대안기술로 적용 가능하다고 판단된다. 또한 동적부하 변동실험 결과 BFR 시스템은 높은 부하량 유입시 거품에 의한 물질전달율이 일정하게 유지되어 안정적인 처리효율을 얻을 수 있었다. 그러나 유입 VOCs 농도가 증가하면서 액상으로 전달된 VOCs 일부가 미생물 반응조에서 탈기 작용으로 기체상으로 역배출되어 최종 유출농도가 상승하는 현상이 발견되었다. Styrene 이외의 다른 VOCs는 물질전달율 면에서 큰 차이가 없었으며 생분해율(styrene, toluene, benzene, p-xylene) 순에 따라 최종 유출농도가 결정되었다. 따라서 본 연구의 BFR 시스템은 활성미생물 농도 또는 미생물 반응조 부피 증가 등의 방법으로 전체 운전효율을 증가시킬 수 있을 것으로 예상된다. BFR 시스템에 대한 추가 연구 및 개량은 물질전달율 증가보다는 미생물 활성도, 혼합 VOCs에 의한 미생물 군집변동 등에 초점을 맞출 필요가 있다.

Enhanced Production of Benzoylformate Reductase in Enterococcus faecalis under Oxidative Stress Established by Natural Electron Carriers

  • Baik, Sang-Ho;Cho, Pan-Ki;Kim, Mee-Hae;Yun, Sei-Eok
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제13권1호
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    • pp.104-109
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    • 2003
  • Enhancement of the production of benzoylformate reductase (BFR) was attempted under oxidative stress established by natural electron carriers. -lipoic acid (LA), flavin adenine dinucleotide (FAD), and ubiquinone (UQ) did not inhibit growth of E. faecalis when their concentrations were as high as $10{\mu}M$, while $H_2O_2$ and methyl viologen ($MV^2+$) inhibited the bacterial growth. BFR activity in the bacterial extract had increased rapidly after 1 h of cultivation after the addition of $4{\mu}M$ of natural electron carriers, and the activity was maintained during further cultivation. BFR activity of the cells treated with the natural electron carriers was $40\%$ higher than that of the control. In the presence of $4{\mu}M\;H_2O_2\;and\;MV^2+$, BFR activity increased, reaching the highest activity at about 5 h cultivation, and then decreased with further cultivation. It seems that natural electron carriers not only stimulate the induction of BFR, but also stabilize the enzyme. BFR was hardly affected by LA, FAD, and UQ, while $H_2O_2\;and\;MV^2+$ inactivated the crude enzyme. The decrease of BFR activity in the presence of $H_2O_2\;and\;MV^2+$ might be ascribed to inactivation of the enzyme by the oxidants.

저강도 혈류제한 복합운동이 여성노인들의 신체조성과 심혈관 요인들에 미치는 영향 (Effects of Low Intensity Combined Exercise Training with Blood Flow Restriction on Body Composition and Cardiovascular Responses in Elderly Females)

  • 김대열;국두홍;박혁
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.362-370
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    • 2019
  • 이 연구는 12주간 여성노인 실험참가자들의 혈류제한 복합운동 프로그램 참가 여부가 신체조성(몸무게, 체지방률, 근육량, 신체질량지수)와 심혈관인자(맥파속도와 혈관협착도)에 어떠한 영향을 미치는가에 대하여 연구 하고자 총 43명의 실험참가자가 혈류제한 복합운동(14명), 일반복합운동(14명)과 통제집단(15명)으로 무선할당 배분되어 본 연구를 참여하였다. 본 연구는 반복측정분산분석(Repeated Measure ANOVA)과 대비검증(contrast)을 이용하여 통계를 분석하였고, 모든 자료의 유의수준은 ${\alpha}=0.5$로 설정하였다. 연구결과 혈류제한 복합운동 집단의 신체조성(몸무게, 체지방률, BMI)에 통계적으로 유의한 변화가 나타났고, 일반복합운동 집단의 체지방률만 통계적으로 유의하게 감소하였다. 그리고 혈류제한 복합운동 집단의 오른쪽과 왼쪽의 맥파속도가 통계적으로 유의하게 감소하였고, 일반 복합운동 집단의 왼쪽 맥파속도만 통계적으로 유의하게 감소되었다. 또한 혈류제한 복합운동 집단의 사전과 사후 변화량($%{\Delta}$)과 효과크기(effect size)가 높이나왔다. 이는 동일한 운동(복합운동)을 수행하였지만 혈류제한 방법을 추가한 집단이 더욱 교감신경이 활성화된 운동을 실시하게 되어 여성노인들에게 신체조성과 심혈관 요인에 일반 복합운동 보다 더욱 긍정적인 영향을 미쳤음을 나타내고 있다.

복합운동에 혈류제한 적용과 비적용이 여성노인들의 운동수행능력과 평형성에 미치는 영향 (The Influence of Combined Exercise Training with and without Blood Flow Restriction on Physical Performance and Balance in Elderly Females)

  • 김대열;강효영;박혁
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.363-371
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    • 2021
  • 본 연구는 12주간 복합운동 중 혈류제한을 적용한 것과 적용하지 않은 것이 65세 이상 여성노인들의 운동수행능력(심폐지구력, 하체근력)과 평형성(동적평형성, 낙상위험지수)에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시하였다. 연구대상자는 혈류제한을 통한 복합운동(14명), 혈류제한을 하지 않은 복합운동(14명)과 통제집단(15명)으로 총 43명이 연구에 참여하였다. 혈류제한 복합운동 그룹과 복합운동 그룹 모두 주 3회 총 12주 동안 복합운동을 실시하였고, 통제집단은 훈련기간 동안 일상적인 생활을 하였다. 본 연구의 자료처리는 SPSS/ver22를 사용하였으며 사전값의 동질성 검사 후 이원반복측정분산분석(Two-way Repeated Measures ANOVA)과 대비검증(contrast)을 이용하여 분석하였고, 모든 자료의 유의수준은 α=.05로 설정하였다. 연구결과 혈류제한을 적용한 복합운동 집단과 적용하지 않은 복합운동 집단의 운동수행능력(심폐지구력, 하체근력)과 평형성(동적평형성)은 유의하게 증가하였고, 두 집단 모두 낙상위험지수는 유의하게 감소하였다. 하지만 통제집단에서는 유의한 변화가 없었다. 추가적으로 두 운동집단 중 혈류제한을 적용한 복합운동 집단이 사전과 사후 변화량(%△)과 효과크기(effect size)가 일반복합운동 집단 보다 높이 나왔다. 이는 혈류제한을 적용한 복합운동집단이 혈류제한을 적용하지 않은 복합운동보다 운동수행력과 평형성에 더욱 긍정적인 효과를 나타냈다.

DWDM기반의 차세대 광인터넷에서 QoS 기반의 제한적 플러딩 RWA 알고리즘에 관한 연구 (QoS-Aware Bounded Flooding RWA Algorithm in the Next Generation Optical Internet based on DWDM Networks)

  • 김용성;이재동;황진호;우종호
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권8호
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    • pp.1-14
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    • 2006
  • 실시간 멀티미디어 서비스들을 전송하는 DWDM(Dense-Wavelength Division Multiplexing) 기반의 차세대 인터넷에서는 DWDM 망의 다양한 QoS(Quality of Service) 파라미터들을 복합적으로 고려하는 QoS RWA(Routing and Wavelength Assignment) 방식으로의 접근이 요구되어진다. 본 논문은 flooding 방법을 기반으로 하고, 다중제약조건을 만족하는 새로운 QoS 라우팅 알고리즘인 Bounded Flooding Routing (BFR)을 제안한다. BFR 알고리즘의 주요 목적은 network overhead, blocking probability 그리고 wavelength utilization의 성능 분석 파라메터의 향상에 있다. 더욱이, 이러한 목적을 달성하기 위해 본 논문에서는 새로운 개념인 ripple count 개념을 제안하여, 링크 상태정보 및 계산량을 줄임으로써 라우팅의 성능을 높인다. 또한, 제안된 알고리즘의 광범위한 분석을 위해서, DWDM을 기반으로 하는 망에서 중요한 요소인 제한된 파장 변환기를 적용한다. 제안된 BFR 알고리즘의 성능분석 결과는 본 논문에서 제시하는 방법이 network overhead, blocking Probability 그리고 wavelength utilization 측면의 성능 평가를 통해 제안된 알고리즘들의 효율성을 검증하였다.