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Proteomic Assessment of the Relevant Factors Affecting Pork Meat Quality Associated with Longissimus dorsi Muscles in Duroc Pigs

  • Cho, Jin Hyoung;Lee, Ra Ham;Jeon, Young-Joo;Park, Seon-Min;Shin, Jae-Cheon;Kim, Seok-Ho;Jeong, Jin Young;Kang, Hyun-sung;Choi, Nag-Jin;Seo, Kang Seok;Cho, Young Sik;Kim, MinSeok S.;Ko, Sungho;Seo, Jae-Min;Lee, Seung-Youp;Shim, Jung-Hyun;Chae, Jung-Il
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제29권11호
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    • pp.1653-1663
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    • 2016
  • Meat quality is a complex trait influenced by many factors, including genetics, nutrition, feeding environment, animal handling, and their interactions. To elucidate relevant factors affecting pork quality associated with oxidative stress and muscle development, we analyzed protein expression in high quality longissimus dorsi muscles (HQLD) and low quality longissimus dorsi muscles (LQLD) from Duroc pigs by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS)-based proteomic analysis. Between HQLD (n = 20) and LQLD (n = 20) Duroc pigs, 24 differentially expressed proteins were identified by LC-MS/MS. A total of 10 and 14 proteins were highly expressed in HQLD and LQLD, respectively. The 24 proteins have putative functions in the following seven categories: catalytic activity (31%), ATPase activity (19%), oxidoreductase activity (13%), cytoskeletal protein binding (13%), actin binding (12%), calcium ion binding (6%), and structural constituent of muscle (6%). Silver-stained image analysis revealed significant differential expression of lactate dehydrogenase A (LDHA) between HQLD and LQLD Duroc pigs. LDHA was subjected to in vitro study of myogenesis under oxidative stress conditions and LDH activity assay to verification its role in oxidative stress. No significant difference of mRNA expression level of LDHA was found between normal and oxidative stress condition. However, LDH activity was significantly higher under oxidative stress condition than at normal condition using in vitro model of myogenesis. The highly expressed LDHA was positively correlated with LQLD. Moreover, LDHA activity increased by oxidative stress was reduced by antioxidant resveratrol. This paper emphasizes the importance of differential expression patterns of proteins and their interaction for the development of meat quality traits. Our proteome data provides valuable information on important factors which might aid in the regulation of muscle development and the improvement of meat quality in longissimus dorsi muscles of Duroc pigs under oxidative stress conditions.

위성영상을 이용한 도시녹지의 기온저감 효과 분석 (An Application of Satellite Image Analysis to Visualize the Effects of Urban Green Areas on Temperature)

  • 윤민호;안동만
    • 한국조경학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.46-53
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    • 2009
  • 위성영상 자료를 이용하여 녹지가 주변 도시지역 기온저감에 영향을 미치는 범위를 분석하는 방법을 제시하였다. Landsat 5 TM Band 6에서 표면온도를 추출하고, 이를 자동기상관측소의 실측기온을 이용하여 기온으로 보정하였다. 위와 같은 방법으로 위성영상으로부터 지표온도를 추출 보정한 후 녹지가 도시기온에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 등온선도를 작성하였다. 기온이 거리에 따라 급격하게 변화하는 지역을 기온완화구간이라고 정의하고, 100m당 $0.1^{\circ}C$ 이상의 기온저감을 기준으로 기온완화효과 영역을 설정하였다. 위와 같은 방법으로 수혜면적을 도출한 후 해당행정구역 내 인구가 동일하게 분포한다고 가정하여 기온저감수혜인구를 도출하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 녹지의 기온저감영향이 녹지로부터 반경 500m까지 미친다는 선행연구를 토대로 기준을 설정할 경우 시가지 중 100m 당 $0.1^{\circ}C$ 이상의 기온저감 영향을 받는 면적은 $67.33km^2$로 전체 서울시 면적의 11.12%, 시가지면적을 기준으로 할 경우 18.09%를 차지한다. 서울시민이 시가지에 등밀도로 거주한다고 가정하면 2008년 1/4분기 기준으로 서울시 인구 10,456,095명 중 약 1,892,000명을 기온저감 수혜인구로 추정할 수 있다. 또한, 기온저감 영향권역 단면 50곳을 임의로 선정하여 단면도를 작성한 결과, 녹지의 경계부와 시가지의 기온은 평균 $0.78^{\circ}C$ 차이가 났으며, 최저 $0.3^{\circ}C$, 최대 $1.7^{\circ}C$의 차이를 보였다. 이를 통해 열섬완화측면에서 법률상 공원의 유치거리 및 배치의 적절성을 분석하여 향후 공원 조성 시 인간의 이용측면만이 아닌 열섬완화 및 열 쾌적성을 고려한 새로운 기준작성의 기초자료로 활용 가능하다.

$H_2^{15}O$ 양전자단층촬영술을 이용한 뇌기능 지도 작성(I): 통계적 파라메터 지도작성법 (Functional Brain Mapping Using $H_2^{15}O$ Positron Emission Tomography ( I ): Statistical Parametric Mapping Method)

  • 이동수;이재성;김경민;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.225-237
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    • 1998
  • 목적: $H_2^{15}O$ 양전자단층촬영으로 작업기억을 조사할 때 뇌기능을 국소화한 뇌기능지도를 만들기 위해 동원되는 통계적 가정과 추론의 여러 방법을 해석하고 뇌활성화와 관련된 뇌기능 국소화 방법에 영향을 미치는 요소를 조사하였다. 대상 및 방법: 정상인 6명에 대하여 각각 대조과제, 언어성 작업기억 활성화과제 2종류, 시각적 작업기억 활성화과제 1종류를 수행시키며 뇌혈류 $H_2^{15}O$ PET 촬영을 시행하였다. SPM96 소프트웨어를 이용하여 각 영상과 표준지도의 뇌피질 경계가 일치 되도록 부분 선형적으로 변형하였으며 선형화한 비선형적 변형 방법으로 사람에 따라 나타나는 뇌피질 및 내부 구조의 미세한 차이를 제거하였다. 공간정규회된 영상들을 16mm의 FWHM을 갖는 가우시안 커널로 중첩적분하여 편평화하였다. 각 화소의 방사능 계수는 뇌피질전체 뇌혈류, 활성화에 의한 특정 효과, 여러 교란변수의 영향과 오차의 선형 결합으로 이루어진다는 일반선형모델을 가정하고 공분산분석 방법으로 전체 뇌혈류 차이를 제거하였다. 각 화소의 방사능 계수가 자극과 뇌활성화 작업에 상관없을 경우 평탄한 무작위 가우스장의 행동을 따른다고 가정하고 특정화소의 계수차이가 이 무작위장의 정상적인 교란 이상인지 검정하였다. 화소별 t 값을 Z 값으로 바꾸어 표현하고 가설검정 결과에 따라 화소, 덩어리, 화소 또는 덩어리의 차이가 얼마나 유의한지 제시하였다. 결합분석을 하여 여러 과제를 수행할 때 동시에 화소의 계수가 증가하는 곳을 찾았다. 각 화소의 Z 값을 3차원으로 렌더링한 표준지도와 투명유리뇌에 투사하여 활성화된 부위를 알아볼 수 있게 하였다. 결과: 피검자 모두 성공적으로 검사를 마쳤으며 대조 과제와 기억 과제를 수행하는 동안 피험자는 평균 95%를 맞췄다. 활성화된 덩어리의 개수는 언어성 기억과제 I에서 4개, 언어성 기억과제 II에서 9개, 시각적 기억과제에서 9개, 결합분석에서 6개였다. 언어성 기억과제에서는 주로 왼쪽 뇌가, 시각적 기억과제에서는 오른쪽 뇌가 활성화되었다. 결론: $H_2^{15}O$ 양전자 단층촬영술과 통계적 파라메터 지도작성법이 언어성 및 시각적 작업기억과 관련되어 활성화된 지 영역을 찾는데 유용하였다.

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심근관류 SPECT의 분절별 관류 및 국소벽 운동에서 Wide Beam Reconstruction기법의 유용성 평가 (The Evaluation of Usefulness of Wide Beam Reconstruction Method on Segmental Perfusion and Regional Wall Motion in Myocardial Perfusion SPECT)

  • 성용준;김태엽;문일상;조성욱;우재룡
    • 핵의학기술
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    • 제15권1호
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    • pp.51-57
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    • 2011
  • 광대역 재구성(wide beam reconstruction, WBR) 기법인 Xpress.cardiac$^{TM}$ 프로그램을 적용하여 기존 OSEM (ordered subsets expectation maximization) 기법과 심근 내 분절별 관류와 국소벽 운동에서의 일치율을 확인하여 WBR 기법의 임상적 유용성을 알아보고자 하였다. 관상동맥질환의 병력이 없고 핵의학 전문의에 의한 판독상 이상소견이 없는 총 20명(남7명, 여자13명: 정상군)과 관상동맥질환을 진단받은 총 10명(남6명, 여자4명: 비정상군)을 대상으로 휴식기 $^{201}Tl$/부하기 $^{99m}Tc$-MIBI 심근관류 SPECT를 실시하였다. 영상 획득과 재구성은 휴식기 시 투사영상당 30초, 곧바로 15초씩 영상을 얻고 부하기 시 투사영상 당 25초, 곧바로 13초씩 영상을 얻어 OSEM과 WBR 기법을 적용하였고 심근 내 분절별 관류과 국소벽 운동은 AutoQuant 프로그램의 QPS/QGS 알고리즘의 20분절 모델을 적용하였다. 관류상태는 5등급(0=정상, 1=경도, 2=중등도, 3=심한 결손, 4=섭취 없음), 국소벽 운동은 5등급(0=정상, 1=경도, 2=중등도, 3=심한운동저하, 4=무운동)으로 분류한 반정량값을 이용해 기존 OSEM 기법과 WBR 기법에서의 일치율을 평가하였다. 정상군에서 기존 OSEM 기법과 WBR 기법에서의 일치율은 휴식기 시 분절별 관류에서 99% (396/400, k=0.662, p<0.0001), 국소벽 운동에서 83.8% (335/400, k=0.283), 부하기 시 분절별 관류에서 95.8% (383/400, k=0.656), 국소벽 운동에서 87.3% (349/400, k=0.390)의 일치율을 보였다. 비정상군에서 휴식기 시 분절별 관류에서 83% (166/200, k=0.605), 국소벽 운동에서 55.5% (111/200, k=0.385), 부하기 시 분절별 관류에서 79.5% (159/200, k=0.682), 국소벽 운동에서 63.5% (127/200, k=0.486)의 일치율을 보였다. 관상동맥 질환의 진단 및 예후 예측에 있어 중요한 의미를 갖는 심근 내 분절별 관류와 국소벽 운동 기능 평가의 지표들을 이용한 WBR 기법은 기존 OSEM 기법과 비교하여 정상 비정상군 모두에서 심근 내 분절별 관류의 일치율은 높았지만 국소벽 운동에서는 의미 있게 낮은 일치율을 보였다. WBR 기법은 높은 해상도와 대조도를 제공할 수 있다고 하나 심근관류 SPECT에서의 적용은 유용성이 떨어진다고 사료된다.

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임상도와 Landsat TM 위성영상을 이용한 산림탄소저장량 추정 방법 비교 연구 (Comparison of Forest Carbon Stocks Estimation Methods Using Forest Type Map and Landsat TM Satellite Imagery)

  • 김경민;이정빈;정재훈
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.449-459
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    • 2015
  • 기존의 국가산림자원조사(National Forest Inventory, NFI)에 의한 산림탄소저장량 추정 방법은 국가 규모의 평균 탄소저장량 추정에는 충분하지만 표본점 개수가 부족한 시 군 단위의 세밀한 추정은 어렵다. 본 연구에서는 시 군별 산림탄소저장량 추정을 위해 공간 자료를 보조 자료로 이용하고 2가지 업스케일링 방법을 적용하여 격자별 산림탄소저장량 정보를 가진 산림탄소지도를 제작하였다. 대상지역은 충청남도로 2가지 방법 모두 제 5차 NFI(2006~2009) 자료를 활용하였다. 방법 1은 임상도를 보조 자료로 선택하고 NFI 기반 산림탄소저장량 회귀모델을 이용하였다. 방법 2는 위성영상을 보조 자료로 선택하고 k-NN을 이용하여 산림탄소저장량을 추정하였다. 불확실성을 고려하기 위해 200회 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하여 최종 AGB 탄소지도를 산출하였다. 방법 1에서는 충청남도의 총 산림탄소저장량이 22,948,151 tonC으로 기존의 현지조사표본 기반 추정치(21,136,911 tonC)에 비해 과대추정을, 방법 2에서는 19,750,315 tonC로 과소추정되는 경향을 나타내었다. 독립검증 지점(n=186)의 탄소저장량에 대한 대응표본 T-검정 결과, 방법 2의 평균 추정치와 NFI 표본 기반 평균 추정치는 통계적으로 유의한 차이가 있는 반면(p<0.01), 방법 1의 평균 추정치는 NFI 표본 기반 평균 추정치와 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 평가되었다(p>0.01). 특히, 방법 2의 경우 k-NN의 스무딩 효과 및 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 위성영상과 표본점의 mis-registration 오차가 추정오차에 큰 영향을 미칠 수 있음이 발견되었다. 임상도를 활용한 방법 1이 임분 구조가 복잡한 우리나라 산림의 탄소량 추정에 효과적일 수 있지만, 미조사 지점의 주기적인 갱신 및 대면적 추정에 유리한 위성영상의 활용은 여전히 필수적이다, 따라서 시공간적인 확장과 함께 보다 신뢰할 수 있는 산림탄소저장량 추정을 위해 다양한 위성영상 자료 및 활용 기법에 관한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

방출단층촬영 시스템을 위한 GPU 기반 반복적 기댓값 최대화 재구성 알고리즘 연구 (A Study on GPU-based Iterative ML-EM Reconstruction Algorithm for Emission Computed Tomographic Imaging Systems)

  • 하우석;김수미;박민재;이동수;이재성
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제43권5호
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    • pp.459-467
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    • 2009
  • 목적: ML-EM (The maximum likelihood-expectation maximization) 기법은 방출과 검출 과정에 대한 통계학적 모델에 기반한 재구성 알고리즘이다. ML-EM은 결과 영상의 정확성과 유용성에 있어 많은 이점이 있는 반면 반복적인 계산과 방대한 작업량 때문에 CPU(central processing unit)로 처리할 때 상당한 연산시간이 소요되었다. 본 연구에서는 GPU(graphic processing unit)의 병렬 처리 기술을 ML-EM 알고리즘에 적용하여 영상을 재구성하였다. 대상 및 방법: 엔비디아사(社)의 CUDA 기술을 이용하여 ML-EM 알고리즘의 투사 및 역투사 과정을 병렬화 전략을 구상하였으며 Geforce 9800 GTX+ 그래픽 카드를 이용하여 병렬화 연산을 수행하여 기존의 단일 CPU기반 연산법과 비교하였다. 각 반복횟수마다 투사 및 역투사 과정에 걸리는 총 지연 시간과 퍼센트 오차(percent error)를 측정하였다. 총 지연 시간에는 RAM과 GPU 메모리 간의 데이터 전송 지연 시간도 포함하였다. 결과: 모든 반복횟수에 대해 CPU 기반 ML-EM 알고리즘보다 GPU 기반 알고리즘이 더 빠른 성능을 나타내는 것을 확인하였다. 단일 CPU 및 GPU 기반 ML-EM의 32번 반복연산에 있어 각각 3.83초와 0.26초가 걸렸으며 GPU의 병렬연산의 경우 15배 정도의 개선된 성능을 보였다. 반복횟수가 1024까지 증가하였을 경우, CPU와 GPU 기반 알고리즘은 각각 18분과 8초의 연산시간이 걸렸다. GPU 기반 알고리즘이 약 135배 빠른 처리속도를 보였는데 이는 단일 CPU 계산이 특정 반복횟수 이후 나타나는 시간 지연에 따른 것이다. 결과적으로, GPU 기반 계산이 더 작은 편차와 빠른 속도를 보였다. 결론: ML-EM 알고리즘에 기초한 GPU기반 병렬 계산이 처리 속도와 안정성을 더 증진시킴을 확인하였으며 이를 활용해 다른 영상 재구성 알고리즘에도 적용시킬 수 있을 것으로 기대한다.

혼합치열기 II급 1류 부정교합 어린이의 구개형태 : 3차원 레이저 스캐너를 이용한 연구 (THE PALATAL MORPHOLOGY OF THE CHILDREN WITH CLASS II DIV.1 MALOCCLUSION IN MIXED DENTITION : A STUDY USING THREE-DIMENSIONAL LASER SCANNER)

  • 양정현;이상훈;한세현;김종철
    • 대한소아치과학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.270-277
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    • 2005
  • 본 연구의 목적은 혼합치열기(Hellman dental age III A)의 II급1류 부정교합과 정상교합 어린이간에 구개용적 및 전방구개경사의 차이가 있는지 알아보기 위하여 3차원 레이저 스캐너를 이용하여 비교, 분석하는 것이었다. 대상은 서울대학교 치과병원에 내원한 골격성 II급1류 부정교합 환자 중 혼합치열기 어린이 31명과 서울시 치과의사회에서 주관한 2000년부터 2004년까지의 건치어린이 선발대회 후보 중 교합양상이 정상이며 안모상 정상범주에 속하는 29명이었으며, 기준에 적합한 60개의 상악모형을 3차원 레이저 스캐너(Breuckmann opto-TOP HE, INUS, Korea)로 스캔한 후 Rapidform 2004 프로그램 (INUS, Korea)을 이용하여 3차원 이미지를 재구성하고 구개용적과 시상분할면 상에서의 전방구개경사를 측정하였다. 얻어진 결과를 95% 신뢰수준에서 independent samples t-test를 이용하여 통계적 유의성을 검정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 혼합치열기의 II급1류 부정교합 어린이는 정상교합 어린이에 비해 평균구개용적이 유의하게 작은 경향을 보였다(p<0.05). 2. 혼합치열기의 II급1류 부정교합과 정상교합 어린이 사이에서 전방구개경사와 구개고경은 유의성 있는 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 3. 혼합치열기의 II급1류 부정교합 어린이는 정상교합 어린이에 비해 구개장경이 유의하게 길었다(p<0.01). 4. 혼합치열기의 II급1류 부정교합 어린이는 정상교합 어린이에 비해 견치간 구개폭경(p<0.05)과 대구치간 구개폭경(p<0.01)이 유의하게 좁은 경향을 보였다.

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청소년 흡연예방을 위한 멀티미디어 CAI 개발 (A Study on the Development of Multimedia CAI in Smoking Prevention for Adolescents)

  • 이숙자;박태진;정영일;조현
    • 보건교육건강증진학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.35-61
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    • 2003
  • Background: The purpose of this study was to develop a structured and individualized smoking prevention program for adolescents by utilizing a multimedia computer-assisted instruction model and to empirically assess its effect. Method: For the purpose of this study, a guide book of smoking prevention program for middle and high school students was developed as the first step. The contents of this book were summarized and developed into an actual multimedia CAI smoking prevention program according to the Gane & Briggs instructional design and Keller's ARCS motivation design models as the second step. At the final step, the short-tenn effects of this program were examined by an experiment. This experiment were made for middle school and high school students and the quasi experimental design was the pretest - intervention - posttest. The measured data was attitude, belief, and knowledge about smoking, interest in the program, and learning motivation. Result: The results of this study were as follows: First, the guide book of a smoking prevention program was developed and the existing literature on adolescent smoking was analyzed to develop the content of the guide book. Then the curriculum was divided into three main domains on tobacco and smoking history, smoking and health, adolescent smoking and each main domain was divided into sub-domains. Second, the contents of the guide book were translated into a multimedia CAI program of smoking prevention througn Powerpoint software according to the instructional design theory. The characteristics of this program were interactive, learner controllable, and structured The program contents consisted of entrance(5.6%), history of tobacco(30%), smoking and health(38.9%), adolescent smoking(22.2%), video(4.7%), and exit(1.6%). Multimedia materials consisted of text(121), sound and music, image(still 84, dynamic 32), and videogram(6). The program took about 40 minutes to complete. Third, the results on analysis of the program effects were as follows: 1) There was significant knowledge increase between the pre-test and post-test with total mean difference 3.44, and the highest increase was in the 1st grade students of high school(p<0.001). 2) There was significant decrease in general belief on smoking between the pre-test and post-test with total mean difference 0.28. In subgroup analysis, the difference was significantly higher in the 1st grade of high school (p<0.001), low income class (p<0.001), and daily smokers (p<0.01). 3) There was no significant difference in attitudes on his personal smoking between the pre-test and post-test. 4) The interest in the program seemed to lower as students got older. The score of motivation toward this prevention program was the highest in the middle school 3rd grade. Among sub-domains of motivation, the confidence score was the highest. Conclusion: To be most effective, the smoking prevention program for adolescents should utilize the most up-to-date and accurate information on smoking, and then instructional material should be developed so that the learners can approach the program with enjoyment. Through this study, a guide book with the most up-to-date information was developed and the multimedia CAI smoking prevention program was also developed based on the guide book. The program showed positive effect on the students' knowledge and belief in smoking.

외식산업에 있어서 서비스 리더십이 직무만족에 미치는 영향 - 패밀리레스토랑을 중심으로 - (Effects of Service Leadership on Job Satisfaction in Family Restaurant)

  • 정현영;양일선;김현아
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.667-673
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    • 2005
  • 본 연구에서는 국내 패밀리 레스토랑 업체를 대상으로 변혁적 리더십과 서비스리더십에 대한 선호도를 조사하고, 서비스 리더십의 수준에 따른 종업원의 만족도를 살펴보고 효과적인 리더십의 유형을 모색하고자 하였다. 본 연구 결과에 의하면 리더십의 선호도에 있어서는 변혁적 리더십의 선호도$(25\%)$보다 서비스리더십에 대한 선호도$(75\%)$가 높은 것으로 나타났다. 가설 2의 검증에 있어서 서비스 리더십 수준이 높은 집단의 종업원 만족도가 서비스 리더십 수준이 낮은 집단의 종업원 만족도보다 높을 것이라는 가설이 채택되었다. 이는 직무만족의 3가지 구성요소에 있어서, 그리고 종합적인 만족점수에 있어서도 유의적(p<0.001)인 차이를 나타내 서비스리더십의 수준이 높은 집단이 낮은 집단보다 직무만족이 높음을 알 수 있었다. 또한 서비스리더십의 구성 요소인 서비스 신념, 태도, 능력, 통찰력이 종업원의 만족도에 양의 상관관계가 있을 것이라는 가설이 지지되었다. 또한 서비스리더십의 선호집단과 변혁적 리더십의 선호집단에 있어서 종업원의 만족도가 차이가 있을 것이라는 가설은 채택되지 않았는데, 이는 리더십의 선호도에 있어서 $75\%$의 패밀리 레스토랑의 종사원이 서비스 리더십을 선호한다고 응답하여 높게 나타났고, 선호하는 리더십과 실제로 수행되고 있는 리더십에 있어서는 차이가 있기 때문일 것이라고 추정된다. 본 연구는 현재 서비스 기업의 엄청난 부가가치의 생산과 더불어 그 중요성이 부각되고 있는데, 무형적인 가치의 제공과 고객과의 접점에서 즉각적으로 제공되는 서비스의 특성을 고려한 서비스리더십에 대한 이론을 고찰하고, 이것이 패밀리레스토랑에 적용가능성 타진해 봄으로써 효과적인 리더십을 돌출했다는 것에 의의를 둘 수 있다. 그러나 서비스리더십의 이론에 대한 심층적인 연구가 부족하고, 실제로 검증해본 연구들이 양적으로 적어서 일반화의 과정에 있어서는 아직 한계를 가지고 있다. 따라서 앞으로의 후속 연구에 있어서 이론의 논리적 구성에 대한 검증과 외식업체에서 다양한 직무를 수행하고 있는 종사원을 대상으로 적용해보는 실증 연구가 필요할 것으로 사료된다.

저칼슘식이와 방사선조사가 백서 악골에 미치는 영향의 실험적 연구 (THE EFFECT OF LOW DIETARY CALCIUM AND IRRADIATION ON MANDIBLE IN RATS)

  • 이선기;이상래
    • 치과방사선
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    • 제23권2호
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    • pp.229-250
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    • 1993
  • This study was performed to investigate the morphological and structural changes of bone tissues and the effects of irradiation on the mandibular bodies of rats which were fed low calcium diets. In order to carry out this experiment, 160 seven-week old Sprague-Dawley strain rats weighing about 150 gm were selected and equally divided into one normal diet group of 80 rats and one low calcium diet group with the remainder. These groups were then subdivided into two groups, 40 were assigned rats for each subdivided group, exposed to radiation. The Group 1 was composed of forty non-irradiated rats with normal diet, Group 2 of forty irradiated rats with normal diet, Group 3 forty non-irradiated rats with low calcium diet, and Group 4 forty irradiated rats with low calcium diet. The two irradiation groups received a single dose of 20 Gy on the jaw area only and irradiated with a cobalt-50 teletherapy unit. The rats with normal and low calcium diet groups were serially terminated by ten on the 3rd, the 7th, the 14th, and the 21st day after irradiation. After termination, both sides of the dead rats mandible were removed and fixed with 10% neutral formalin. The bone density of mandibular body was measured by use of bone mineral densitometer(Model DPX -alpha, Lunar Corp., U.SA). Triga Mark ill nuclear reactor in Korea Atomic Research Institute was used for neutron activation and then calcium contents of mandibular body were measured by using a 4096 multichannel analyzer (EG and G ORTEC 919 MCA, U.SA). Also the mandibular body was radiographed with a soft X-ray apparatus(Hitex Co., Ltd., Japan). Thereafter, the obtained microradiograms were observed by a light microscope and were used for the morphometric analysis using a image analyzer(Leco 2001 System, Leco Co., Canada). The morphometric analysis was performed for parameters such as the total area, the bone area, the inner and outer perimeters of the bone. The obtained results were as follows: 1. In the morphometric analysis, total area and outer perimeter of the mandibular bodies of Group 3 were a little smaller than that of Group 1. The mean bone width and bone area were much smaller than that of Group 1 and the inner perimeter of Group 3 was much longer than that of Group 1. The total area and outer perimeter of Group 2 and Group 4 showed little difference. The mean bone width and bone area of Group 4 were smaller than that of Group 2 and the inner perimeter of Group 4 was longer than that of Group 2. 2. The remarkable decreases of the number and thickness of trabeculae and also the resorption of endosteal surface of cortical bone could be seen in the microradiogram of Group 3, Group 4 since the 3rd day of experiment. On the 21st day of experiment, the above findings could be more clearly seen in Group 4 than in Group 3. 3. The bone mineral density of Group 3 was lesser than that of Group 1 and the bone mineral density of Group 4 was lesser than that of Group 2 on the 7th, 14th, 21st days. The irradiation caused the bone mineral density to be decreased regardless of diet. In the case of Groups with low calcium diet, the bone mineral density was much decreased on the 21st day than on the 3rd day of experiment. 4. The calcium content in mandible of Group 3 was smaller than that of Group 1 throughout the experiment. roup 4 showed the least amount of calcium content. The irradiation caused the calcium content to be decreased regardless of diet. In the case of Groups with low calcium diet, the calcium content was much decreased on the 21st day than on the 3rd day of experiment. In conclusion, the present study demonstrated that morphological changs and decrease of bone mass due to resorption of bone by low calcium diet, and that the resorption of bone could be found in the spongeous bone and endosteal surface of cortical bone. So the problem of resorption of bone must be considered when the old and the postmenopausal women are taken radiotherapy because the irradiation seems to be accelerated the resorption of osteoporotic bone.

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