• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.431-438
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• 2004

의료용 초음파 영상 장비는 안전하면서도 사용이 편리할 뿐 아니라, 인체 내부의 구조적 영상을 포함하여 혈류나 내부 장기의 움직임에 이르기까지 진단을 위한 다양한 정보를 제공한다. 뿐만 아니라 조직 특성화 영상에서는 반사된 초음파 신호로부터 생체 조직의 물리적인 특성을 파악하여 진단에 활용하기도 한다. 하지만 영상의 획득을 위해 사용하는 탐침용 초음파 펄스 신호는 인체내부를 거쳐 그 흔적이 반사신호에 남게 되고, 이는 영상의 화질 저하로 이어져 미세한 조직이나 인접한 부분의 세밀한 관찰이 어려운 단점이 있다. 이를 해결하기 위한 다양한 연구가 시도 되었으나, 한정된 반사 신호로부터 탐침 펄스의 영향을 제거하고 매질의 특성을 복원하는 데에는 어려움이 있었다. 본 연구에서는 wavelet 과 subband filter bank 에 기반한 새로운 탐침용 초음파 펄스 및 그에 따른 영상획득 방법을 제안하였다. Perfect reconstruction (PR) 조건을 만족하는 일련의 wavelet filter 세트를 초음파 펄스로 구현하여 탐침에 사용하고, 반사되어온 신호를 적절히 재조합 하면 탐침 펄스의 영향이 배제되어, 매질의 세밀한 특성을 복원한 영상을 얻게 된다. 이는 조직 특성화 영상등을 위해 중요한 정보가 된다. 검증을 위해 2종류 (A-mode 와 B-mode) 의 초음파 영상 시뮬레이션에서, 제안된 방법으로 영상을 획득하였다. 그 결과, 탐침 대상의 주파수 특성을 복원할 수 있었으며, 기존의 방법에 비해 향상된 화질의 초음파 영상을 얻을 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제18권3호
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• pp.243-251
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• 1997

본 연구에서는 유체보상 경사자장 기법(flow-compensation-gradient of gradient-moment nulling method)을 이용하지 않은 Tailored RF를 이용한 TRFGE(tailored rf gradient echo) 영상에는 유체유입효과(in-flow effect)가 나타나지 않지만 절편(slice)내에서 판독경사자장(reading gradient)과 같은 방향으로 흐르는 유체는 신호가 강조가 됨을 이론과 실험으로 보였다. 절편 내에서 판독경사자장과 같은 방향으로 흐르는 유체의 신호가 TRFGE 영상에서 강조되는 이유를 이론적으로 설명하였으며 이 이론을 뒷받침 할 실험을 위해 유체 모형을 제작하였다. 원통 모양의 물 모형 중앙으로 유체 관을 통해 식염수(saline)가 주자장(B$B_0$)와 평행인 z 축 방향으로 흐를 수 있도록 하였다. 유체가 흐를 때와 흐르지 않을 때 CGE(conventional gradient echo) 영상과 TRFGE 영사을 얻어 각각 비교하였다. 유체 유입효과를 관찰하기 위해서는 횡단면(axial)의 영상을 얻었고 절편 내에서 판독경사자장과 같은 방향으로 흐르는 유체의 영상신호를 관찰하기 위해서 시상면(sagittal) 영상을 얻었다.

• 한국환경농학회지
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• 제34권3호
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• pp.186-191
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• 2015

BACKGROUND: Carotenoids which are a major source of vitamin A are contributed to have great potential role in anti-carcinogenic effects and eyesight. Carotenoids which can not synthesize in human body are required for food supply. The objectives of this study are to investigate compositions and contents of pumpkin (Cucurbita spp.) germplasms based on their pulp color. METHODS AND RESULTS: Carotenoids were extracted with 0.2% ascorbic acid in ethanol and saponified with 80% potassium hydroxide. Insoluble compounds were extracted into hexane. A total of nine carotenoids (three xanthophylls and six carotenes) were identified from pumpkin germplasms using HPLC equipped with photodiode array detector (450 nm). Especially, lutein and ${\beta}$-carotenes were major compound in germplasms. Among isomers of ${\beta}$-carotene, all-trans-${\beta}$-carotene (16-27% of total carotenoids) was predominant compositions. The mean of total carotenoid contents was showed as brown (286.1 mg/100 g dw) > dark green (217.0) > orange (153.4) > primrose (85.8) > dark yellow (80.3). On the basis of carotenoid information, PLS-DA score plots showed different patterns by cluster in pumpkin germplasms. It was considered that these differences of phenotype were relative closely to genotype. CONCLUSION: This study indicated that dark color of pumpkin pulp was presented in high-level of biological pigments. It may contribute to develop potentially beneficial functional food ingredients.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권2호
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• pp.119-128
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• 1998

SPECT 장치는 감마 카메라로 촬영된 일련의 투사영상을 재조합, 재구성하여 횡단면 단층상을 생성하는데, 이때 투사 영상을 획득하는 과정에서 여러 물리적 요소들이 개입되어 투사 영상의 왜곡을 가져온다. 이들 변질 요인들 가운데서도 광자수 제한에 따른 노이즈 변질이 가장 심각한 요인이기 때문에, 투사 영상에 대한 필터링은 노이즈 평활화(smoothing)가 가장 기본적인 방법이다. 그러나 단순한 저역통과 필터링(low-pass filtering)이 투사영상의 윤곽선이나 기타영상구조들을 번지게 함으로써 재구성 영상의 질을 떨어 뜨린다는 사실은 이미 알려져 있다. 주요 영상 구조들을 효과적으로 유지하면서도 노이즈를 억제시키기 위한 한 접근으로 적응적 필터링 기법이 많은 연구자들의 관심을 모으고 있다. 본 논문에서는, 재구성 영상에서의 '최소 검출가능 이상조직의 검출 신뢰도 향상'이라는 관점에서 최적 필터를 설계하였던 이전 연구와 관련하여, 주어진 물리적 조건하에서의 SPECT 이상조직 검출능에 근거된 투사 영상 복원을 위한 적응적 필터링 기법을 제안한다. 결과적으로, 제안된 필터링 알고리즘은 SPECT 영상 재구성시 우수한 이상조직 검출능을 보였으며, 특히 다양한 대조도의 이상조직들을 포함하고 있는 모형 실험에서 보여준 본 필터링 알고리즘의 이상조직 검출능 결과는 실제 SPECT데이터 적응시 좋은 결과를 기대할 수 있게 하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제29권1호
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• pp.32-39
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• 2008

This paper reports on a realtime OS based master-slave configuration robot control system for laparoscopic surgery robot which enables telesurgery and overcomes shortcomings with conventional laparoscopic surgery. Surgery robot system requires control system that can process large volume information such as medical image data and video signal from endoscope in real-time manner, as well as precisely control the robot with high reliability. To meet the complex requirements, the use of high-level real-time OS (Operating System) in surgery robot controller is a must, which is as common as in many of modem robot controllers that adopt real-time OS as a base system software on which specific functional modules are implemened for more reliable and stable system. The control system consists of joint controllers, host controllers, and user interface units. The robot features a compact slave robot with 5 DOF (Degree-Of-Freedom) expanding the workspace of each tool and increasing the number of tools operating simultaneously. Each master, slave and Gill (Graphical User Interface) host runs a dedicated RTOS (Real-time OS), RTLinux-Pro (FSMLabs Inc., U.S.A.) on which functional modules such as motion control, communication, video signal integration and etc, are implemented, and all the hosts are in a gigabit Ethernet network for inter-host communication. Each master and slave controller set has a dedicated CAN (Controller Area Network) channel for control and monitoring signal communication with the joint controllers. Total 4 pairs of the master/slave manipulators as current are controlled by one host controller. The system showed satisfactory performance in both position control precision and master-slave motion synchronization in both bench test and animal experiment, and is now under further development for better safety and control fidelity for clinically applicable prototype.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제35권5호
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• pp.160-168
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• 2014

Continuous body temperature monitoring is useful and essential in diverse medical procedures such as infection onset detection, therapeutic hypothermia, circadian rhythm monitoring, sleep disorder assessment, and gynecological research. However, the existing thermometers are too invasive or intrusive to be applied to long-term body temperature monitoring. In our previous study, we invented the bi-medium deep body thermometer which can noninvasively and continuously monitor deep tissue temperature. And the ratio of thermal resistances expressed as K-value should be obtained to estimate body temperature with the thermometer and it can be different under various measurement environments. Although the device was proven to be useful through preliminary simulation test and small group of human study, the experimental environment was restrictive in our previous approach. In this study, a finite element simulation was executed to obtain the K-value and evaluate the accuracy of bi-medium thermometer under various measurement environments. In addition, K-value estimation equation was developed by analyzing the influence of 5 measurement environmental factors (medium length, medium height, tissue depth, blood perfusion rate, and ambient temperature) on K-value. The results revealed that the estimation accuracy of bi-medium deep body thermometer based on computer simulation was very high (RMSE < $0.003^{\circ}C$) in various measurement environments. Also, bi-medium deep body thermometer based on K-value estimation equation showed relatively accurate results (RMSE < $0.3^{\circ}C$) except for one case. Although the K-value estimation technology should be improved for more accurate body temperature estimation, the results of finite element simulation showed that bi-medium deep body thermometer could accurately measure various tissue temperatures under diverse environments.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제31권6호
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• pp.641-649
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• 2004

약물의 화학적 구조와 그 약물의 약리작용간의 연관성은, 'Medicinal Chemistry' 분야에서 활발히 연구된다. 이는 화학구조를 기반으로 하여 신약을 설계하려는 시도로서, 약학자는 신약 개발 시 만들고자 하는 약물과 비슷한 화학구조를 가지고 있는 기존 약물들에는 어떠한 것들이 있는지 조사하며, 특정 화학구조가 어떤 약물들에서 나타나는지 신속히 검색하기를 원한다. 이처럼 어떤 화차구조에서, 특정한 부분구조가 존재하는지를 검사하는 것을 부분구조검색(Substructure Searching)이라 하며, 이는 그래프 이론에서 NP-complete인 동형성 판정(Subgraph Isomorphism) 문제로 귀결된다. 검색 시간을 단축시키고자 여러 다른 전근방법들이 연구되었는데, 1990년대에는 구조에 대한 인덱스를 미리 만들어 RDBMS에 저장한 후, 검색시 이론 이용하여 성능을 높이는 방법으로 미국 특허를 획득한 RS3 시스템(http://www.acelrys.com/rs3)이 현재 상용화되어 쓰이고 있다. 본 논문에서는 RS3 시스템의 문제점을 규명하고, 이의 개선방안으로서 새로운 인덱스를 제안한다 RS3 시스템은 각 원자를 중심으로 다른 원자와의 구조를 문자연로 표현하고, 부분구조검색 쿼리를 부분문자열 검색을 실행함으로써 수행하는데, 이의 화학구조를 기술하는 인덱스에는 동일 원자, 동릴 결합에 대한 정렬이 불가능하여 재현율(Recall)과 정도(Precision)가 낮다. 이론 개선하기 위하여 본 논문에서는 2차원의 화학구조를 나누어 1차원의 구조 단편으로 만들고 이를 문자열로 기술하는 방안을 제시하며 구체적인 방법으로 한 인자를 중심으로 최소비용신장트리를 구성한 다음 레벨별로 경로를 나누어 기술하는 방안을 제안하며, 이와 같은 방법의 새로운 인덱스로 재현율과 정도가 급격히 향상됨을 보인다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제8권1호
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• pp.75-80
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• 2003

해수 중에는 연안 조간대의 저서생물의 생존에 필수적인 용존산소와 영양염이 풍부하게 내포되어 있기 때문에 해수의 토양침투는 저서생물의 생존과 밀접한 관련을 맺고 있다. 그러나 유출된 기름이 조간대에 표착하게 되면 해수의 침투가 차단되어 생물에게 많은 피해를 유발시킬 것이다. 또한 유출된 기름의 토양 침투에 관한 정보는 생태계 영향을 최소화하고 처리를 위한 대책수립의 단서로서 매우 중요하다. 본 연구에서는 유출된 기름의 침투 거동을 파악하고 침투된 기름의 해수 침투 차단을 검토하는 것을 목적으로 하여 연구를 수행하였다. 점도가 낮은 원유가 C중유보다 침투 깊이가 약 2배 깊었으며, 유출된 기름의 침투 깊이는 조간대에 표착된 기름의 양에 따라 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 그리고 표착된 기름은 첫번째 조석에서 가장 급격한 침투거동을 보였으나, 두번째 조석변동부터는 급격한 침투 변화는 나타나지 않았다. 그리고 침투한 유분의 수직적 분포로부터 기름은 토양 표층 2cm에 집중적으로 분포하는 것을 알 수 있었다. 한편 해수의 침투량은 표착유의 양에 비례적으로 감소하였으며, C중유가 원유보다 약 1.7배 정도의 해수의 토양 침투량을 감소시키는 것을 알 수 있었다. 따라서, 침투한 기름의 처리는 가능한 빠른 시간내에 수행되어야 해수의 침투를 회복시켜 연안 조간대 생태계의 피해를 최소화 시킬 수 있다고 판단된다.

• 식물병연구
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• 제11권1호
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• pp.66-71
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• 2005

본 연구는 감자 더뎅이병원균에 대한 항균활성을 갖는 Streptomyces sp. A020645 균주를 대상으로 최적의 고체 배양 및 항더뎅이병 활성증진 배지조성 조건을 검토하고자 실시하였다. 본 실험에 사용한 배지의 조성을 보면 밀기울, 쌀겨, 오트밀, 대두박을 기본 성분으로, 그리고 $KH_2PO_4$, 포도당, 당밀을 첨가물로 사용하였다. 연구결과 포자생성은 오트밀배지를 주성분으로 하고 glucose 0.1~0.01%, 당밀 1.1~0.01% 첨가배지에서 포자생성이 매우 양호하였다 그 외에도 $KH_2PO_4$ 2%를 첨가한 경우와 포도당과 당밀의 농도를 달리하였을 경우도 양호한 균체생성을 확인하였다. Streptomyces sp. A020645 균주의 배지소성별 항더뎅이병원균에 대한 활성을 조사한 결과 오트밀 및 쌀겨 배지를 주성분으로 사용할 경우 glucose 0.1~0.01%, 당밀 0.1% 첨가 조건에서 가장 높은 항균활성을 나타냈다. 이러한 연구결과는 생물제제 제형개발을 위한 기초자료로서 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.91-91
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• 2013

Imagine a world where we could biomanufacture hybrid nanomaterials having atomic-scale resolution over functionality and architecture. Toward this vision, a fundamental challenge in materials science is how to design and synthesize protein-like material that can be fully self-assembled and exhibit information-specific process. In an ongoing effort to extend the fundamental understanding of protein structure to non-natural systems, we have designed a class of short peptides to fold like proteins and assemble into defined nanostructures. In this talk, I will talk about new strategies to drive the self-assembled structures designing sequence of peptide. I will also discuss about the specific interaction between proteins and inorganics that can be used for the development of new hybrid solar energy devices. Splitting water into hydrogen and oxygen is one of the promising pathways for solar to energy convertsion and storage system. The oxygen evolution reaction (OER) has been regarded as a major bottleneck in the overall water splitting process due to the slow transfer rate of four electrons and the high activation energy barrier for O-O bond formation. In nature, there is a water oxidation complex (WOC) in photosystem II (PSII) comprised of the earthabundant elements Mn and Ca. The WOC in photosystem II, in the form of a cubical CaMn4O5 cluster, efficiently catalyzes water oxidation under neutral conditions with extremely low overpotential (~160 mV) and a high TOF number. The cluster is stabilized by a surrounding redox-active peptide ligand, and undergo successive changes in oxidation state by PCET (proton-coupled electron transfer) reaction with the peptide ligand. It is fundamental challenge to achieve a level of structural complexity and functionality that rivals that seen in the cubane Mn4CaO5 cluster and surrounding peptide in nature. In this presentation, I will present a new strategy to mimic the natural photosystem. The approach is based on the atomically defined assembly based on the short redox-active peptide sequences. Additionally, I will show a newly identified manganese based compound that is very close to manganese clusters in photosystem II.