• 제목/요약/키워드: Health research and development

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진동 데이터의 시간영역 특징 추출에 기반한 고장 분류 모델 (Fault Classification Model Based on Time Domain Feature Extraction of Vibration Data)

  • 김승일;노유정;강영진;박선화;안병하
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.25-33
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    • 2021
  • 머신러닝 기법의 발달과 함께 기계에서 발생하는 다양한 종류(진동, 온도, 유량 등)의 데이터를 활용하여 기계의 상태를 진단하고 이상 탐지 및 비정상 분류 연구도 활발히 진행되고 있다. 특히 진동 데이터를 활용한 회전 기계의 상태 진단은 전통적인 기계 상태 모니터링 분야로 오랜 기간 동안 연구가 진행되었고, 연구 방법 또한 매우 다양하다. 본 연구에서는 가정용 에어컨에 사용되는 로터리 압축기에 가속도계를 직접 설치하여 진동 데이터를 수집하는 실험을 진행하였다. 데이터 부족 문제를 해결하기 위해 데이터 분할을 수행하였으며, 시간 영역에서의 진동 데이터로부터 통계적, 물리적 특징들을 추출한 후, Chi-square 검증을 통해 고장 분류 모델의 주요 특징을 추출하였다. SVM(Support Vector Machine) 모델은 압축기의 정상 혹은 이상 유무를 분류하기 위해 개발되었으며, 파라미터 최적화를 통해 분류 정확도를 개선하였다.

알츠하이머성 치매에서 혈액 진단을 위한 바이오마커 (Blood Biomarkers for Alzheimer's Dementia Diagnosis)

  • 박창은
    • 대한임상검사과학회지
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    • 제54권4호
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    • pp.249-255
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    • 2022
  • 알츠하이머병은 주요한 공중보건 문제로 나타나며 연구분야에서도 최우선적인 과제이다. 알츠하이머병(AD)에서 뇌척수액(CSF)을 활용한 바이오마커인 아밀로이드-β(Aβ42), 총 타우(T-tau) 및 인산화 타우(P-tau)가 알츠하이머병 병태생리학의 핵심 요소를 반영한다. 임상 연구 및 새로운 측정법을 통한 임상적으로 활용되는 진단은 전임상 알츠하이머병에 대해 민감적이고 특이적이며 신뢰할 수 있는 바이오마커의 발굴, 뿐만 아니라 치매의 조기 발견 및 감별 진단과 질병 진행 모니터링에 도움이 되는 검사법의 개발에도 중요할 것이다. 증상 전 단계에서 AD의 조기 발견은 시냅스 손상 및 신경 손실이 확장되기 전에 개입이 수행되기 때문에 치료 개입을 조기에 가능하게 하고 치료 성공을 위한 가능성이 더 큰 좋은 기회로 이어진다. 따라서 새롭고 접근하기 쉽고 비용이 적게 드는 바이오마커를 임상 진단에 활용하는 것이 매우 유익할 것이다. 치매의 초기단계에 일어나는 병리학적 변화나, 질병의 진행정도를 추적할 수 있는 다양한 바이오마커들의 진단방법을 찾는 일은 치료제 개발처럼 중요한 연구 분야이다. 조기진단을 위해 임상증상을 대변하거나(surrogate marker), 증상이 나타나기 이전 상태를 측정할 수 있는 새로운 진단마커가 필요한 상황이다. 이러한 이유로 인지기능 저하정도를 측정하여 정상, 경도인지장애(mild cognition impairment, MCI) 및 전임상(preclinical) 상태의 사람을 판별할 수 있는 바이오마커(biomarker)를 활용한 조기진단법 개발의 중요성이 강조되고 있다.

수생태계 종적 연결성 평가를 위한 국내외 연구 현황 및 어류기반 종적 연속성 평가모델 적용성 분석 (International and domestic research trends in longitudinal connectivity evaluations of aquatic ecosystems, and the applicability analysis of fish-based models)

  • 김지윤;김재구;배대열;김혜진;김정은;이호성;임준영;안광국
    • 환경생물
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    • 제38권4호
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    • pp.634-649
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    • 2020
  • 최근, 우리나라에서는 하천에 중소형 보(Weir) 및 각종 구조물(어도) 건설이 건설되면서 수생태계의 단절 및 훼손이 보고되고 있고, 이들은 수생태계 건강도에 직접적으로 영향을 주면서 수생태계의 종적 연결성 평가가 중요한 이슈가 되었다. 본 연구에서는 수생태 건강성 확보를 위한 일환으로 수생태계 종적 연결성 평가를 위한 국내외 연구 현황, 선진국의 어류 기반 종적 연속성 평가모델 개발 및 현장 적용성에 대한 분석을 실시하였다. 이를 위해, 우리나라에서 하천의 종적 연결성 현황 및 구조적 문제점, 어류 모니터링 기법 및 현황, 종적 측면의 어류 이동성 단절 및 종 다양성 영향에 대한 현황분석을 하였다. 또한, 물리적 서식지 적합도 평가, 환경생태유량 평가 및 어류 서식처 모의를 위한 생태-수리모델링의 기술적 한계 등에 대한 연구 현황을 분석하였다. 또한, 어류 유영력 기반 이동성 분석 및 행위자 기반(ABM) 어류행동예측 프로그램개발에 대한 현재 기술의 한계성도 제시하였다. 전 세계에서 적용된 하천 종적 연결성 평가모델 및 기법(프로토콜)에 대해 문헌, 자료 및 다양한 모델을 종합적으로 검토한 결과에 따르면, 첫째, 하천 구조물과 어류 유영속도, 점프력 등의 지표 기반 평가기법, 둘째, 직접 현장 어류조사 및 모니터링 기법, 셋째, 하천지형학적 접근방식 평가 기법 및 구조물 기반 DB 구축기법 및 넷째, 하천 연계성 지수 평가법 등으로 분석되었다. 종적 연결성 평가모델의 조사방법론 및 적용성 평가 결과에 따르면, 유럽권의 ICE 모델(Information sur la Continuite Ecologique)과 ICF 모델(Index de Connectivitat Fluvial)을 우리나라에 수정보완하여 적용할 경우 적절할 것으로 평가되었다.

Development of Predictive Mathematical Model for the Growth Kinetics of Staphylococcus aureus by Response Surface Model

  • Seo, Kyo-Young;Heo, Sun-Kyung;Lee, Chan;Chung, Duck-Hwa;Kim, Min-Gon;Lee, Kyu-Ho;Kim, Keun-Sung;Bahk, Gyung-Jin;Bae, Dong-Ho;Kim, Kwang-Yup;Kim, Cheorl-Ho;Ha, Sang-Do
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제17권9호
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    • pp.1437-1444
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    • 2007
  • A response surface model was developed for predicting the growth rates of Staphylococcus aureus in tryptic soy broth (TSB) medium as a function of combined effects of temperature, pH, and NaCl. The TSB containing six different concentrations of NaCl (0, 2, 4, 6, 8, and 10%) was adjusted to an initial of six different pH levels (pH 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10) and incubated at 10, 20, 30, and $40^{\circ}C$. In all experimental variables, the primary growth curves were well ($r^2=0.9000$ to 0.9975) fitted to a Gompertz equation to obtain growth rates. The secondary response surface model for natural logarithm transformations of growth rates as a function of combined effects of temperature, pH, and NaCl was obtained by SAS's general linear analysis. The predicted growth rates of the S. aureus were generally decreased by basic (pH 9-10) or acidic (pH 5-6) conditions and higher NaCl concentrations. The response surface model was identified as an appropriate secondary model for growth rates on the basis of correlation coefficient (r=0.9703), determination coefficient ($r^2=0.9415$), mean square error (MSE=0.0185), bias factor ($B_f=1.0216$), and accuracy factor ($A_f=1.2583$). Therefore, the developed secondary model proved reliable for predictions of the combined effect of temperature, NaCl, and pH on growth rates for S. aureus in TSB medium.

담관 결찰에 의한 간섬유증 발생에서 비만세포 동원에 미치는 Stem Cell Factor의 역할 (Role of Stem Cell Factor on the Recruitment of Mast Cells in the Development of Liver Fibrosis Induced by Bile Duct Ligation in the Rat)

  • 제갈승주
    • 대한임상검사과학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.163-172
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    • 2004
  • Mast cells (MCs) have been implicated in the pathogenesis of tissue fibrosis. However, the role of MC in the development of liver fibrosis has not been fully elucidated. Stem cell factor (SCF) is known to recruit MCs to the liver following injury as it induces mast cell proliferation, survival and differentiation from resident tissue precursors. This study examines the interaction between activated hepatic stellate cells (HSCs) and MCs in rat fibrotic liver, and SCF production by HSCs during culture in vitro. Rats were studied 4, 7, 14 and 21 days after bile duct ligation (BDL). Fibrogenesis was assessed by a measurement of collagen stained with sirius red F3B. Activated HSCs and MCs were identified by ${\alpha}$-smooth muscle actin (${\alpha}-SMA$) immunohistochemical and alcian blue staining and measured by a computerized image analysis system. SCF production was determined in rat HSC cultures using Western blotting. Mild fibrotic changes were noted in BDL rat livers as early as 4 days after induction of cholestasis. Significant expansion and organization of fibrous tissue has occurred in day 14 BDL rats which progressed to bridging fibrosis by day 21. In BDL rats, both a large number of activated HSCs and MCs were detected in portal tracts and fibrous septa. Both area of activated HSCs infiltration and density of MCs were significantly higher in all BDL group compared with Shams. In BDL rats, both areas of activated HSCs infiltration and density of MCs were no significant difference between day 4 and 7 and were significantly higher in day 14. However, the areas of activated HSCs infiltration were significantly lesser in day 21 and the densities of MCs were significantly higher in day 21 compared with day14 BDL. In BDL rats, both areas of activated HSCs infiltration and density of MCs were highly correlated with areas of fibrosis. Western blotting showed that SCF protein was consistently produced in activated HSCs by culture on plastic and freshly isolated HSCs expressed relatively little 30kD SCF compared to late primary culture activated HSCs (day 14) and passaged HSCs. These results suggest that HSCs activated in vitro produce SCF, and may play an important role in recruiting mast cells to the liver during injury and fibrosis.

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부모의 양육 역할 책임 척도 개발 및 타당화 연구 (Development and Validation of the Parental Role Responsibilities Scale)

  • 황옥경;정연아;송미령;명준희
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.440-451
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    • 2021
  • 본 연구는 영유아기 자녀를 양육하고 있는 부모의 부모 역할 책임을 확인할 수 있는 평가 척도를 개발하고자 하였다. 본 연구 조사 대상자는 어린이집에 재원 중인 자녀를 둔 301명의 부모이다. 부모의 양육 책임 척도는 문항 양호도, 타당도, 신뢰도 기준에 따라 11개 하위요인, 총 60문항으로 선정되었다 (i.e., factor load ≥ 0.5; AVE ≥ 0.5; CR ≥ 0.7; Cronbach's alpha ≥ 0.7). 부모의 양육 책임 척도는 '위생관리'(4문항), '신체활동'(6문항), '생존 및 건강관리'(6문항), '인지발달'(5문항), '정서적 안정감'(5문항), '사회적 기술' (6문항), 사회규범 및 가치관' (7문항), '물리적 환경'(5문항), '보호'(5문항), '가족공동체 의식과 가풍'(4문항), '기관이용 부모의 역할과 책임'(7문항)이 최종 확정되었다. 영유아기 자녀를 둔 부모의 양육 역할 책임에 대한 지표를 한국의 실정에 맞도록 검증하여 개발하였다는 데 의의가 있다. 이 척도를 통하여 부모 역할 책임의 특성을 파악할 수 있으며, 부모와 육아 지원 기관과의 원활한 의사소통의 기초자료가 될 수 있을 것이라 기대한다.

Current and Future Perspectives of Lung Organoid and Lung-on-chip in Biomedical and Pharmaceutical Applications

  • 이준형;박지민;김상훈;한에스더;맹성호;한지유
    • 생명과학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.339-355
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    • 2024
  • 폐는 생리학적 기능과 해부 조직학적 구조 측면을 통합적으로 고려하여 분석해야만 하는 매우 복잡한 조직이기 때문에 폐질환의 병리학적 연구와 흡입독성 평가에 현재까지 주로 동물모델을 사용하고 있다. 그러나 실험동물 윤리와 동물복지를 이유로 점차적으로 실험동물 수를 줄이자는 전세계적인 움직임에 맞춰 생체 외 동물실험 대체법들이 집중적으로 개발되고 있다. 특히 경제협력개발기구(OECD)와 미국 환경보호청(USEPA)은 2030년대 이후, 동물실험을 금지하기로 잠정적으로 합의함에 따라 의생명공학과 제약 분야에서 생체 외 흡입 독성 및 폐질환 모델들을 확립하고 개발된 모델을 이용한 평가 법들의 표준화 연구가 활발하다. 그 모델 중에 예를 들어, 생체칩(organ-on-a-chip, OoC) 및 오가노이드(organoid) 모델은 3차원 바이오 프린터, 미세 유체 시스템, 인공지능(artificial intelligent) 기술들과 접목되어 연구되고 있다. 이러한 생체 장기를 모방한 복합 장기 생체 외 모델링 시스템은 개체 차이를 가지는 생체 내 동물 실험에 비해 복잡한 생물학적 환경을 보다 정확하게 모방할 수 있을 것으로 기대되고 있으나 생체 모방성, 재현성, 민감성, 기반 데이터베이스의 부족 등 아직은 여러 한계점도 가지고 있다. 따라서 본 리뷰 논문에서는 만능성 줄기 세포 또는 암세포를 이용한 폐포, 폐 공기액 인터페이스(air-liquid interface, ALI) 시스템, 트랜스웰 멤브레인(transwell membrane)을 포함하여 폐 OoC 및 오가노이드의 최근 생체 외 폐 시스템 연구결과들과 AI와 접목된 인실리코(in silico) 폐 모델링에 대한 결과들의 현황을 살펴보고자 한다.

수직정원을 활용한 초등학교 식물교육프로그램 운영 효과 분석 (Effect of Plant Educational Programs Elementary School using Vertical Garden)

  • 정나라;유수진;김광진;한승원
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.73-86
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    • 2020
  • In the modern era, the elementary schools in the Republic of Korea are advanced with the competitive world. Thus advancement in technology, and other factors in the elementary schools are releases some kind of particulate matter (PM), which causes deleterious effects on school students health, academic program, growth and development. The school students are susceptible to PM particularly, PM10 and PM2.5. Based on this hazardous effect of PM on school students we conducted the research on the elementary schools class rooms by introducing vertical gardening system to get the schools "ever green". The main aim of this study is to investigate the environmental factors in the educational effect program in the class rooms and indoor air quality changes. For the educational effect, the 4th operation program was applied to 2 schools for 2 hours once a month from September to December 2019. Each school conducted a survey on satisfaction, plant friendliness, and environmental sensibilities, targeting classes that participated in the green school program and those who did not. The environmental effects were monitored by installing indoor air quality facility in the program participating classes and the non-participating classes. From November 2019 to December 2019, three factors were measured: PM10, PM2.5, and humidity. The results were analyzed by T-test using the SPSS 24.0 software program. As a result of the analysis, student's overall satisfaction with the program and their intention to re-engage were high in terms of educational effect. It was also found to be effective in emotional, educational, social, and physical aspects. In particular, it was found that there was a statistically significant effect on improving plant friendliness in terms of plant friendliness and environmental sensitivity. In terms of environmental effects, it was found that there was a significant difference between the program-applied and non-programmed classes in PM10, PM2.5, and humidity. Through this study, it was confirmed that the plant education program using vertical gardens is effective in both the educational effect and the improvement of indoor air quality in the classroom. In conclusion, vertical gardening system in the elementary schools should implement for the beneficial of young generation development and back bone to the nation.

알코올 및 고콜레스테롤 식이로 유도된 흰쥐의 지방간에서 지방산 결합단백질의 역할 및 특성 (The Role of Fatty Acid Binding Protein in the Fatty Liver Induced by Alcohol or High Cholesterol Diet in Rats)

  • 김혜경
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제32권6호
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    • pp.628-636
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    • 1999
  • There is a marked increase in geriatric disease, especially liver disease, due to the continuous increase in alcohol and fat consumption. Since the fatty liver, induced by alcohol or fat, is basically from abnormalities in the lipid metabolism, it is possible that fatty acid binding protein(FABP) which is related to the fatty acid metabolism may also be abnormal in these livers. FABP is a small molecular weight protein family present in cytosol in high concentration. It has been proposed as a fatty acid transfer protein and as a binding protein responsible for controlling intracellular free fatty acid concentration. In this research, we have examined the relationship between liver FABP and fatty liver induced by alcohol or high cholesterol diet. Rats were fed one of either semipurified liquid diets; control diet containing 65% carbohydrate, 20% protein, and 15% fat or high cholesterol diet containing 1%(w/w) cholesterol or alcohol diet containing 37% of alcohol instead of carbohydrate. After 5 weeks of feeding period, all rats received commercial chow diet for 5 weeks to examine recovery effect. Liver and blood samples were collected at 0, 1, 3, 5 and 10 weeks to analyze lipid compositions. FABP was purified from liver cytosol and injected to rabbit to obtain antiserum. Liver FABP amount was determined by SDS-PAGE and western blotting methods. Fatty acid binding capacity was determined by binding of 14Cpalmitate with the delipidated liver cytosol. Consumption of alcohol increased serum cholesterol, triglyceride concentration and decreased HDL-cholesterol concentration after 5 weeks. Serum apolipoprotein B concentration increased after 3 weeks and LDL-cholesterol and apolipoprotein A concentration changed after 1 week. Liver cholesterol and triglyceride concentration increased after 3 weeks. Consumption of high cholesterol diet changed liver and serum lipid composition after 3 weeks. Swiching to normal diet for 5 weeks did not normalize most of lipid composition in serum and liver except serum and liver except serum cholesterol, triglyceride and liver cholesterol. Liver cytosol FABP content and the fatty acid binding capacity decreased dramatically after 1 week with alcohol consumption. This results indicate that FABP content changes before the changes before the changes of blood or liver lipid composition, suggesting changes of FABP may cause development of the fatty liver induced by alcohol and can be used as an index of detecting a early development of fatty liver.

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어린이의 김치의식에 관한 실태조사(II) - 김치섭취에 대한 의식 및 섭취실태 - (A Survey on the Children한s Notion in Kimchi(II) - Children한s Opinions for Kimchi and Their Actual Consuming Behavior -)

  • 송영옥;김은희;김명;문정원
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.765-770
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    • 1995
  • 신세대 기호성 김치의 개발을 위한 기초작업의 일환으로 부산시내 공 사립 국민학교 2, 4, 6학년에 재학중인 1,100명을 대상으로 김치섭취에 대한 의식 및 섭취실태, 이에 미치는 부모의 영양교육의 중요성을 설문지를 통하여 살펴보았고 또한 김치를 이용한 음식에 대한 선호도도 아울러 조사하였다. 조사대상 학생의 83.0%가 김치를 먹어야 된다고 생각하고 있으며, 그 이유로는 건강에 좋기 때문에(48.0%), 우리의 전통 식품이므로(31.8%)라고 대답하였다. 그러나 실제로 김치를 섭취하는 양은 한끼에 5조각($4{\times}5$) 이상을 먹는 학생이 26.5%인데 반해 1~2조각 이하 또는 전혀 먹지 않는다라고 대답한 학생이 전체의 64.7%로서 김치를 섭취하여야 한다고 생각하는 의식과는 큰 차이가 있었다. 부모님의 김치섭취에 대한 권유도는 어린이들의 김치 섭취 의식(p<0.001), 선호도(p<0.001) 및 섭취량(p<0.001)에 미치는 영향이 상당히 컸으며 그 유의성이 매우 높아 영양교육의 중요성이 부각되었다. 어린이들은 다소 달콤하고, 덜 맵고, 강한 냄새가 나지 않는 김치를 원했으며 이러한 김치의 제조를 위해 배, 사과, 귤, 당근 및 양파 등의 부재료를 첨가하기를 원했다. 김치를 이용한 요리중에서는 김치볶음밥 및 김치찌개를 가장 좋아하였고, 김치피자, 김치햄버거, 김치콩나물밥 등의 선호도는 낮았다.

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