• 제목/요약/키워드: Respiration model

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Compilation of Respiration Model Parameters for Designing Modified Atmosphere Package of Fresh Produce

  • An, Duck Soon;Lee, Dong Sun
    • 한국포장학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.1-10
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    • 2015
  • Enzyme kinetics-based respiration model can be effectively used for estimating respiration rate in $O_2$ consumption and $CO_2$ production of fresh produce as a function of $O_2$ and $CO_2$ concentrations. Arrhenius equation can be applied to describe the temperature dependence of the respiration rate. Parameters of enzyme kinetics-based respiration model and activation energy of Arrhenius equation were compiled from analysis of literature data and closed system experiment. They enable to estimate the respiration rate for any modified atmosphere conditions at temperature of interest and thus can be used for design of modified atmosphere packaging of fresh produce.

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환경 변화에 따른 오이의 호흡속도에 관한 수리적 모형 (Mathematical Models of Respiration Rate of Cucumber Plants under Varying Environmental Conditions)

  • 임준택;정현희;백선영;현규환;권병선;김학진;정순주;이범선
    • 생물환경조절학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.185-192
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    • 2000
  • 본연구는 시설내 다양한 환경조건하에서 오이의 호흡속도에 관한 수리적 모형을 개발하고자 실시하였다. 개개 오이 식물에 대한 총광합성속도의 8.55%가 호흡에 사용되었다. 생장호흡계수는 0.0935로 추정되었고 유지호흡속도는 24$^{\circ}C$ 온도에서 0.00158g C$H_2O$.g$^{-1}$.h$^{-1}$로 추정되었다. 그리고 그것은 온도상승에 따라 지수적으로 증가하였다. 호흡속도는 저장 탄수화물량이 낮아짐에 따라 비례적으로 감소했고 뿌리의 이온흡수호흡속도는 0.6648g C$H_2O$.(gN)$^{-1}$로 추정되었다.

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Driver의 개념변화 학습 모형을 적용한 수업이 고등학생들의 식물의 광합성과 호흡의 오개념 교정에 미치는 효과 (Effects of Teaching Based on Driver's Conceptual Change Model on Rectifying High School Students' Misconception of Photosynthesis and Respiration)

  • 김동렬
    • 한국과학교육학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.712-729
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    • 2009
  • 본 연구에서는 고등학생들의 식물의 광합성과 호흡에 관련된 오개념을 조사하고, 이를 교정할 수 있는 방안으로 Driver 개념변화 학습 모형을 적용한 수업 프로그램을 개발 적용하여 그 효과를 알아보는데 목적이 있다. 연구 대상은 부산광역시 소재의 남자고등학교 재량교과 시간에 생물학습을 선택한 1학년 66명을 연구 대상으로 하였으며, 학생들의 광합성과 식물의 호흡에 관한 개념 정도는 그림그리기와 서술형 검사로 서로 상호적인 방법으로 조사되었다. 광합성과 식물 호흡에 관한 학생의 오개념을 단계별 수준으로 구분 짓는 방법으로 그림그리기 방법을 적용한 결과, 많은 학생들이 과학교과서나 과학자에 의해 이해되지 않은 오개념이 포함된 그림을 그렸으며, Driver 개념 변화 학습 모형 적용 후에는 식물의 광합성과 호흡의 필수 요소인 빛, 이산화탄소, 물, 포도당, 산소, 나뭇잎, 엽록체, 미토콘드리아, 기공, 에너지 등을 포함한 과학적 인 그림을 그렸다. 식물의 광합성과 호흡의 여러 측면에 대한 개념을 조사하기 위해 실시한 서술형 검사 결과에도 사전검사에서는 식물의 광합성과 호흡이 일어나는 시점과 장소, 식물의 영양소, 광합성에서의 잎의 역할, 식물의 광합성과 호흡의 관계에 대해서 많은 학생들이 오개념을 보였으나, Driver 개념변화 학습 모형을 적용한 수업 후에는 식물의 광합성과 호흡에 대한 오개념이 많이 교정된 것으로 나타났다.

기체 투과 선택성 포장 필름 내 배 호흡현상 예측 (Predicting Respiration Rate of Pear in film package of Selective gas permeation)

  • 심승우;류동완;박찬영
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.105-112
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    • 1999
  • Model predicting the respiration rate of pear under modified LDPE film pouch has been developed. The assumptions of the model have three bases; 1) respiration rate is depending on $CO_2$ and $O_2$ concentration in the package, 2) the oxidation of glucose in pear generates carbon dioxides, and 3) gases permeation through the package film bases on the Langmuir adsorption theory and Fick's law. The simulated results agreed fairly well with the experimental data so as this model to be useful in designing the modified atmospheric packaging system.

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새로운 신호모델에 의한 CW 레이다 심장박동 및 호흡검출 성능분석 (Heart beat and Respiration Detection Performance of CW radar Based on New Signal Model)

  • 이병섭
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.28-33
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    • 2017
  • 본 논문에서는 여러 곳에서 통용되고 있는 기존의 CW(continuous-wave) 레이더 송수신모델을 수정한 송수신모델을 제안한다. 최근에 심장박동과 호흡을 검출하기 위해 기존신호모델을 기반으로 CW(continuous-wave) 레이더에 대한연구가 진행 되고 있다. 그러나 이 통용되고 있는 수신모델은 인체 공학적으로 개념과 일치하지 않기 때문에 이모델을 근거로 실험을 할 경우 실제 개발되는 시스템 성능을 정확하게 예측할수 없다. 본 논문에서는 인체 공학상 개념과 일치하는 수정된 CW(continuous-wave) 레이더 송수신모델을 제안하고 가운시안 잡음rhk 다중경로 환경에서 심장박동 및 호흡검출에 대한 시뮬레이션을 수행하고 이를 기존수신모델과의 심장박동과 호흡검출에 대한 성능을 비교 분석한다.

심층학습을 이용한 영상정보 기반 호흡신호 분류 (Classification of Respiratory States based on Visual Information using Deep Learning)

  • 송주현;이덕우
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.296-302
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    • 2021
  • 본 논문에서는 영상정보에 기반한 호흡상태 분류 방법을 제안한다. 호흡신호는 초광대역 레이더 센서를 이용하여 획득하고 호흡신호의 값으로 이루어진 1차원 그래프 대신 그래프의 영상 정보가 담긴 2차원 정보 기반으로 호흡상태를 분류한다. 호흡상태의 분류는 심층신경망 모델을 사용하고, 심층신경망 모델은 호흡신호 그래프가 포함된 2차원 영상의 특징들을 학습하여 영상기반의 호흡상태 분류의 결과를 제공한다. 기존의 레이더 센서 기반 호흡신호의 상태 분류는 1차원 벡터의 구성요소 값 및 그 값들의 변화량을 이용하여 회귀, 심층학습 방법을 적용하였다. 그러나 1차원 그래프 기반의 호흡상태 분류는 다양한 형태의 정상호흡 상태에 대한 분류 성능에서 한계를 보였다. 본 논문에서는 호흡 신호로부터 얻은 그래프의 이미지 자체를 2차원 입력 신호로 사용하여 심층 신경망 모델을 적용하여 분류를 수행하였다. 본 논문에서 제안하는 영상정보 기반의 호흡상태 분류는 기존의 1차원 벡터 기반 호흡상태 분류 대비 호흡상태 분류의 정확도를 약 10% 향상 시켰다. 또한 기존의 두 가지 호흡상태 (정상 및 비정상) 분류에서 확장하여 세 가지 호흡상태 (정상1, 정상2, 비정상) 분류를 수행하였다.

Impacts of temperature variations on soil organic carbon and respiration at soil erosion and deposition areas

  • Thet Nway Nyein;Dong Kook Woo
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.447-447
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    • 2023
  • Soil organic carbon (SOC) is a critical indicator of soil fertility. Its importance in maintaining ecological balance has received widespread attention. However, global temperatures have risen by 0.8℃ since the late 1800s due to human-induced greenhouse gas emissions, resulting in severe disruptions in SOC dynamics. To study the impacts of temperature variations on SOC and soil respiration, we used the Soil Carbon and Landscape co-Evolution (SCALE) model, which was capable of estimating the spatial distribution of soil carbon dynamics. The study site was located at Heshan Farm (125°20'10.5"E, 49°00'23.1"N), Nenjiang County in Heilongjiang Province, Northeast China. We validated the model using observed soil organic carbon and soil respiration in 2015 and achieved excellent agreement between observed and modeled variables. Our results showed considerable influences of temperature increases on SOC and soil respiration rates at both erosion and deposition areas. In particular, changes in SOC and soil respiration at the deposition area were greater than at the erosion area. Our study highlights that the impacts of temperature elevations are considerably dependent on soil erosion and deposition processes. Thus, it is important to implement effective soil conservation strategies to maintain soil fertility under global warming.

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Simultaneous Blockage of Epidermal Growth Factor Receptor and Cyclooxygenase-2 in a Human Xenotransplanted Lung Cancer Model

  • Mu, Xiao-Yan;Dong, Xue-Li;Sun, Jie;Ni, Yu-Hua;Dong, Zhang;Li, Xi-Li;Sun, Er-Lian;Yi, Zhou;Li, Gao
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제15권1호
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    • pp.69-73
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    • 2014
  • The effects of erlotinib combined with celecoxib in a lung cancer xenograft model were here explored with a focus on possible mechanisms. A xenotransplanted lung cancer model was established in nude mice using the human lung cancer cell A549 cell line and animals demonstrating tumour growth were randomly divided into four groups: control, erlotinib, celecoxib and combined (erotinib and celecoxib). The tumor major axis and short diameter were measured twice a week and after 40 days tissues were collected for immunohistochemical analyses of Bcl-2 and Bax positive cells and Western-blotting analyses for the epidermal growth factor recepto (EGFR), P-EGFR, and cyclooxygenase-2 (COX-2). Tumor size in the combined group was smaller than in the others (p<0.01) and the percentage of Bcl-2 positive cells was fewer in most cases (p<0.01), while that of Bax positive cells was greater than in the erlotinib and celecoxib groups (P>0.05). Western blotting showed decreased expression of P-EGFR and COX-2 with both erlotinib and celecoxib treatments, but most pronouncedly in the combined group (P<0.05). Simultaneous blockage of the EGFR and COX-2 signal pathways exerted stronger growth effects in our human xenotransplanted lung cancer model than inhibition of either pathway alone. The anti-tumor effects were accompanied by synergetic inhibition of tumor cell apoptosis, activation of p-EGFR and expression of COX-2.

AQUATOX 모델을 이용한 낙동강 하구역의 총일차생산량 및 생물체 호흡량 예측 모델링 (Simulating the Gross Primary Production and Ecosystem Respiration of Estuarine Ecosystem in Nakdong Estuary with AQUATOX)

  • 이태윤;호앙티란안;응우엔트린;한경수
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.15-29
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    • 2021
  • 본 연구는 낙동강 하구역에 대한 생태계 변동을 예측할 수 있는 생태계 모델을 구축하고 이 모델을 이용하여 총일차생산량과 호흡량을 산정하고자 하였다. 생태계 모델을 AQUATOX 모델을 사용하여 구축하였고 측정된 자료를 이용하여 모델의 검량과 검증을 하였다. 모델의 검량은 낙동강 하구역에서 측정된 클로로필-a 자료를 사용하였고, DO, TN, TP 자료를 이용하여 모델 검증을 수행하였다. 총일차생산량과 호흡량은 계절에 따라 큰 차이를 보이는 것이 일반적이나 낙동강 하구역의 총일차생산량과 호흡량은 하굿둑 방류수의 양에 크게 영향을 받았다. 방류수의 양이 증가할 때는 하구역에 서식하는 식물성 플랑크톤의 유실로 인해 광합성을 할 수 없어 총일차생산량은 0에 수렴하였고, 반면 방류수에 포함된 유기물질의 유입으로 인해 호흡량이 급격히 증가하였다. 유입수량의 증가는 유입수에 포함된 유기물질의 유입을 의미하며, 이 유기물질은 산화작용에 의해 분해되면서 용존산소를 감소시켰다. 다른 나라의 하구역과 비교 시 낙동강 하구역은 총일차생산량이 가장 적은 것으로 나타났고 호흡량이 총일차생산량보다 크기 때문에 유기물의 산화작용에 의해 용존산소를 고갈시키는 상태인 것으로 확인되었다.

High-Resolution Numerical Simulation of Respiration-Induced Dynamic B0 Shift in the Head in High-Field MRI

  • Lee, So-Hee;Barg, Ji-Seong;Yeo, Seok-Jin;Lee, Seung-Kyun
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제23권1호
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    • pp.38-45
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    • 2019
  • Purpose: To demonstrate the high-resolution numerical simulation of the respiration-induced dynamic $B_0$ shift in the head using generalized susceptibility voxel convolution (gSVC). Materials and Methods: Previous dynamic $B_0$ simulation research has been limited to low-resolution numerical models due to the large computational demands of conventional Fourier-based $B_0$ calculation methods. Here, we show that a recently-proposed gSVC method can simulate dynamic $B_0$ maps from a realistic breathing human body model with high spatiotemporal resolution in a time-efficient manner. For a human body model, we used the Extended Cardiac And Torso (XCAT) phantom originally developed for computed tomography. The spatial resolution (voxel size) was kept isotropic and varied from 1 to 10 mm. We calculated $B_0$ maps in the brain of the model at 10 equally spaced points in a respiration cycle and analyzed the spatial gradients of each of them. The results were compared with experimental measurements in the literature. Results: The simulation predicted a maximum temporal variation of the $B_0$ shift in the brain of about 7 Hz at 7T. The magnitudes of the respiration-induced $B_0$ gradient in the x (right/left), y (anterior/posterior), and z (head/feet) directions determined by volumetric linear fitting, were < 0.01 Hz/cm, 0.18 Hz/cm, and 0.26 Hz/cm, respectively. These compared favorably with previous reports. We found that simulation voxel sizes greater than 5 mm can produce unreliable results. Conclusion: We have presented an efficient simulation framework for respiration-induced $B_0$ variation in the head. The method can be used to predict $B_0$ shifts with high spatiotemporal resolution under different breathing conditions and aid in the design of dynamic $B_0$ compensation strategies.