• 제목/요약/키워드: area under the curve

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$[^{51}Cr]Cr(III)$-EDTA 착물 합성 및 $[^{51}Cr]Cr(III)$-EDTA 주사후 두경부 방사능 계측에 의한 사구체 여과율 측정 (Synthesis of $[^{51}Cr]Cr(III)$-EDTA Complex and Measurement of Glomerular Filtration Rate br Radioactivity Counting of Head and Neck Region)

  • 양승대;임상무;전권수;서용섭;윤용기;박현;우광선;정위섭;오옥두;이종두
    • 대한핵의학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.364-370
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    • 1994
  • 원자력병원에 설치된 MC-50 싸이클로트론에서 생산된 무담체 $^{51}Cr$-EDTA의 합성법 및 정상 성인 남자자원자를 대상으로 무담체 $^{51}Cr$-EDTA 주사후 사구체여과율을 측정하고, 이 검사 중 피검자가 받는 방사능 흡수선량을 MIRD system의 계산법으로 계산하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) $^{51}Cr$-EDTA는 bicarbonate 촉매하에 합성하였으며 이 방법은 기존의 방법보다 짧은 시간내에, 상온에서 반응이 완결되는 장점이 있으며 이 연구를 통하여 국내에서도 비방사능이 월등히 높은 무담체 $^{51}Cr$-EDTA의 사용이 가능하게 되었다. 2) GFR 측정시 $^{51}Cr$-EDTA 주사후 두경부 방사능 계측으로 혈액채취를 대신 할 수 있고, 경험적 공식이 아닌 2-compartment model에 의한 계산법을 이용할 수 있어 간편하게 임상이용이 가능하며 한국인의 체형에 맞는 새로운 공식의 유도가 가능할 것으로 기대된다. 3) $50{\mu}Ci$ $^{51}Cr$-EDTA의 전신방사능 흡수선량은 무시할 수 있는 정도임을 알 수 있었으며, MIRD system은 아주 적은 방사능 오염의 피폭 선량측정에 유용함을 알 수 있었다.

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한국 소아청소년 비만에서 허리둘레-신장비의 유용성 (Usefulness of the Waist Circumference-to-Height Ratio in Screening for Obesity in Korean Children and Adolescents)

  • 길주현;이미나;이혜아;박혜숙;서정완
    • Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition
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    • 제13권2호
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    • pp.180-192
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    • 2010
  • 목 적: 2005년 소아청소년 신체 계측조사의 원자료를 분석하여, 비만을 진단하기 위한 WHTR 최적 절단값을 구하고, 허리둘레와 BMI 기준과 비교하여, 성별, 연령별 참고치를 필요로 하지 않는 간편한 단일지표로서 WHTR의 유용성을 알아보고자 하였다. 방 법: 2005년 소아청소년 신체 계측조사 자료에서 신장, BMI, 허리둘레를 사용하였고 이를 통해 WHTR 값을 구하여 분석하였다. WHTR이 연령에 구애받지 않고 적용이 가능한 범위를 선정하기 위해 2~5세, 6~18세의 연령군으로 나누어 연령과의 상관성을 분석하였다. 6~18세의 소아청소년에서, ROC분석을 시행하여 비만 진단 지표로서 WHTR, 허리둘레의 정확도를 비교하였고, BMI로 정의한 과체중과 비만을 진단하기 위한 WHTR의 최적 절단값을 구하였다. 통계 분석은 SAS, STATA 통계프로그램을 이용하였다. 결 과: 1. WHTR은 연령과 유의한 음의 상관관계를 나타냈다(p~0.0001). 특히, 6~18세 연령군에서 2~5세 연령군에 비해 연령에 따른 WHTR의 변화의 폭이 작았고, 연령과의 상관성이 더 약하였다(남아 r=.0.16 vs .0.53, 여아 r=.0.14 vs .0.56). WHTR은 6~18세에서 허리둘레에 비해 연령과의 상관성이 더 약하였다(남아 r=.0.16 vs 0.66, 여아 r=.0.14 vs 0.65). 2. BMI로 정의한 비만과 과체중군을 진단하는 데 있어서 WHTR의 AUC가 허리둘레의 AUC에 비해 유의하게 더 컸고, 정확도가 더 좋았다(p<0.0001). 3. 연령에 구애받지 않는 WHTR의 최적 절단값을 구하기 위하여 6~18세의 연령군에서 ROC 분석을 시행하였다. 비만군(BMI 95 백분위수 이상)에 해당하는 최적 절단값은 남아 0.51, 여아 0.49, 과체중 및 비만군(BMI 85 백분위수이상)에 해당하는 최적 절단값은 남아 0.48, 여아 0.47이었다. BMI 백분위수와 무관하게 아시아 성인 비만의 기준인 BMI 25 kg/$m^2$ 이상을 적용하였을 때, 최적 절단 값은 남아 0.49, 여아 0.48이었다. 모든 값은 AUC 0.9 이상으로 매우 정확한 지표였다. 4. 비만군을 진단하는데 있어서 WHTR 최적 절단값과 허리둘레${\geq}$90백분위수를 비교했을 때, WHTR의 민감도가 더 좋았다. 결 론: 본 연구에서는 6~18세 소아청소년에서 성별, 연령별 참고치를 찾을 필요가 없으며, 연령에 따른 상관성이 약하여 허리둘레보다 민감하고, 비만을 조기에 선별할 수 있는 실용적 기준으로 WHTR (남아 0.51, 여아 0.49)을 제시하였다. WHTR은 일반인도 쉽게 사용 할 수 있어, 비만을 조기에 선별하고 중재하는데 유용할 수 있다.

${\gamma}$-cyclodextrin으로 포접한 홍삼추출물의 관능평가 및 Rg1, Rb1의 생체이용율 (Sensory Evaluation and Bioavailability of Red Ginseng Extract(Rg1, Rb1) by Complexation with ${\gamma}$-Cyclodextrin)

  • 이승현;박지호;조남석;유희종;유성균;조정원;김동출;김영희;김기호
    • 한국식품과학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.106-110
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    • 2009
  • 홍삼추출물(RGE)의 쓴 맛을 개선하기 위해서 ${\alpha}-,\;{\beta}-,\;{\gamma}$-CD을 이용해서 RGE의 포접화합물을 제조하여, 관능평가를 통해서 RGE-${\gamma}$-CD에 의한 쓴 맛 개선효과가 가장 큰 것을 확인하였다. RGE와 ${\gamma}$-CD의 비율에 따라서 쓴 맛은 선형적으로 감소하지만, RGE 고유의 향 조차도 감소하기 때문에, RGE 대비 10%의 ${\gamma}$-CD를 첨가하여 포접화합물을 형성할 때 쓴 맛은 RGE 대비 78% 정도 감소하였고, 홍삼의 향은 62% 정도를 유지함으로써 기호도면에서 우수한 결과를 얻었다. SD계 흰쥐에 RGE, RGE-${\gamma}$-CD10의 제제를 총 사포닌의 투여량이 제제간에 동일하도록 투여한 후, 혈장 중 RGE에 들어있는 주요한 성분으로 알려져 있는 ginsenoside Rg1, Rb1을 지표물질로 설정하여 전 농도를 측정하여 두 제제간의 AUC를 비교한 결과, Rg1의 경우, RGE 제제 투여 후의 평균값이 $13.11{\mu}g{\cdot}hr/mL$, RGE-${\gamma}$-CD10 투여 후의 평균값은 $12.04{\mu}g{\cdot}hr/mL$로 유의적인 차이는 없었다. 한편, Rb1의 경우, RGE 제제로서 투여하였을 때의 AUC 평균값이 $25.84{\mu}g{\cdot}hr/mL$, RGE-${\gamma}$-CD10 투여 후의 평균값은 $81.48{\mu}g{\cdot}hr/mL$로 3배 이상 높아짐을 알 수 있었다. 본 연구에 의해 ${\gamma}$-CD로 RGE를 포접했을 경우 쓴 맛이 감소하고, ginsenoside Rb1의 생체이용율이 증가하여 RGE를 그대로 섭취할 경우보다 포접화합물로 섭취 시에 더 유용함을 확인하였다.

결핵성 및 악성흉수의 감별에 있어 흉수 내 TNF-α의 유용성 (TNF-α in the Pleural Fluid for the Differential Diagnosis of Tuberculous and Malignant Effusion)

  • 김혜진;신경철;이재웅;김규진;홍영훈;정진홍;이관호
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제59권6호
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    • pp.625-630
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    • 2005
  • 배 경 : 삼출성흉수의 원인질환 중 흉수 내 림프구가 우세한 경우는 결핵성흉수와 암성흉수가 가장 흔하다. 그러나 두 질환의 감별은 흉막생검을 비롯한 침습적 방법이 필요하며 약 20% 정도는 진단을 명확하게 내릴수 없다. TNF-${\alpha}$는 종양세포나 다른 염증성세포들과 작용하여 숙주의 면역체계에 중요한 역할을 하며, 감염성 혹은 악성흉수인 경우 흉수 내 TNF-${\alpha}$는 증가한다. 저자들은 결핵성흉수와 악성흉수를 구분하는데 세포성 면역에 관계하는 TNF-${\alpha}$의 유용성을 확인하고자 하였다. 방 법 : 삼출성 흉수로 입원한 환자 46 예(암성흉수 13 예, 결핵성흉수 33 예)를 대상으로 하였다. 혈청과 흉수의 TNF-${\alpha}$를 ELISA법으로 측정하였으며, 혈청에 대한 흉수의 TNF-${\alpha}$ 농도의 비(TNF-${\alpha}$ 비)를 구하였다. 결 과 : 결핵성흉수 및 악성흉수의 혈청 내 TNF-${\alpha}$는 차이가 없었으나, 흉수 내 TNF-${\alpha}$는 결핵성흉수가 유의하게 높았으며(p<0.01), TNF-${\alpha}$ 비 역시 결핵성흉수가 높았다(p<0.05). 그러나 두 질환의 혈청 및 흉수 내 TNF-${\alpha}$의 상관관계는 없었다. ROC 곡선을 이용하여 이들 질환의 감별할 수 있는 기준치를 구하였는데 흉수 내 TNF-${\alpha}$의 절사값을 136.4 pg/mL로 하였을 때 민감도 81%, 특이도 80% (p<0.005), TNF-${\alpha}$ 비는 절사값을 6.4로 하였을 때 민감도 76%, 특이도 70% (p<0.05) 이었다. 곡선밑면적은 흉수 내 TNF-${\alpha}$가 TNF-${\alpha}$ 비보다 유의하게 넓었다. 결 론 : 흉수 내 TNF-${\alpha}$측정과 TNF-${\alpha}$ 비는 결핵성흉수와 암성흉수를 감별진단 하는데 이용될 수 있으며, 흉수 내 TNF-${\alpha}$가 TNF-${\alpha}$ 비보다 더 유용한 지표로 판단된다.

팽화발효홍삼이 Streptozotocin 유발 당뇨쥐의 혈당관련 지표에 미치는 영향 (Effects of Puffed and Fermented Red Ginseng on Blood Glucose-related Biomarkers in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats)

  • 박주헌;성기승;김성수;심건섭;한찬규
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.630-637
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    • 2012
  • 팽화발효홍삼이 당뇨쥐의 혈당관련 지표에 미치는 영향을 조사하고자 SD계 수컷 흰쥐에게 STZ로 당뇨를 유발시킨 후 당뇨대조군(DC), 일반홍삼군(300 mg/kg, RG), 팽화 후 유산균 $Bifidobacterium$ $breve$$Lactobacillus$ $delbrueckii$의 혼합균주로 발효한 팽화발효홍삼군-1(300 mg/kg, BL) 및 Enterococcus faecalis로 발효한 팽화발효홍삼군-2(300 mg/kg, EF)로 나누어 각 실험시료를 5주간 경구투여한 결과, 실험기간 동안 BL군의 혈당은 DC, RG군보다 유의적으로 낮은 수준을 유지하였으며(p<0.05), 실험 5주째의 경우 DC, RG군뿐만 아니라 EF군보다도 유의하게 낮았다(p<0.05). 경구당부하 검사 결과에서도 BL군이 통계적으로 가장 낮은 혈당수준을 유지하였고(p<0.05), 혈당 곡선하면적(AUC)은 DC군에 비해 BL군이 유의하게 낮았다(p<0.05). 실험종료 후 공복혈당은 BL군이 DC, RG군보다 유의하게 낮았고(p<0.05), 혈청 인슐린 농도 역시 BL군이 DC군과 유의적 차이를 보이며 낮게 나타났으며(p<0.05), 인슐린저항성은 DC군에 비해 BL, EF군이 유의하게 낮았고(p<0.05), 그중 BL군은 더욱 낮은 것으로 나타났다(p<0.05). 당화혈색소(HbA1c) 함량은 BL군이 DC, RG군보다 유의하게 낮았다(p<0.05). 혈청 총콜레스테롤(TC) 농도는 DC군에 비해 RG, BL, EF군이 통계적으로 낮았고(p<0.05), LDL-콜레스테롤 농도는 BL군이 DC군보다 유의한 감소를 나타내었다(p<0.05). 이상에서 $B.$ $breve$$L.$ $delbrueckii$의 혼합균주를 사용하여 제조한 팽화발효홍삼은 혈당농도를 낮추고 혈당관련 지표성분 및 혈청 지질농도 개선에도 다소간의 효과를 확인할 수 있었다.

거세면양에 있어서 에너지수준에 GHRP-2의 투여가 혈장 IGF-1, IGFBPs 및 hepatic GH 수용체에 미치는 반응 (Responses of Plasma IGF-1, IGFBPs and Hepatic GH Receptor to Growth Hormone Releasing Peptides (GHRP)-2 Administration and Energy Level in Wethers)

  • 이홍구;김영성;;최윤재;김선구;신택순;조병욱;김용균;김근기;손홍주;이상몽;박현철;강한석
    • 생명과학회지
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    • 제18권7호
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    • pp.931-939
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    • 2008
  • 본연구는 정상으로 단백질을 급여한 거세면양에 있어서 에너지 첨가가 GHRP-2투여에 대한 IGF-1 및 IGFBPs에 대한 반응과, 고에너지 급여에 따른 GHRP-2투여가 hepatic GH 수용체에 미치는 영향을 검증하기 위하여 실시하였다. 시험 결과 HENP (CP 0.34 kg, TDN 1.83 kg/day DM intake)처리기간 동안 혈장 IGF-1 과 39-42kDa IGFBP-3수준은 LENP (CP 0.32 kg, TDN 0.87 kg/day DM intake)기간에 비하여 높게 나타났으나 (P<0.05), 혈장 34 kDa IGFBP-2와 24 kDa IGFBP-4는 영양처리에 의해 영향을 받지 않았다. 각 영양처리 기간동안 GHRP-2 ($12.5\;{\mu}g/kg$ body weight/day)투여는 혈장 GH 반응이 촉진되었으며(P<0.05), 혈장 GH 평균 함량과 AUC증가에 있어서는 LENP처리 기간에 비하여 HENP처리기간에서 유의적으로 높게 나타났다(P<0.01). 특히 HENP에서 7일간 GHRP-2투여에 의한 일중 혈장 IGF-1 변화양상을 조사한 결과 투여 2, 6 및 7일에서 뚜렷한 증가양상이 보였다(P<0.05). 이에 반하여 LENP에서는 오직 투여 3일째에서 Saline구에 비하여 유의적인 증가를 확인하였다(P<0.05). IGFBPs의 ligand blotting 결과 HENP구에서 혈장 39-43 kDa IGFBP-3의 수준의 증가가 투여 6일과 7일에서 관찰되었으나 혈장 IGFBP-2수준은 두 영양처리시기에서 유의적인 차이를 관찰하지 못했다. 아울러 HENP구에 있어서 간세포막에 $^{125}I-oGH$의 결합력을 측정한 결과 GHRP-2투여에 의한 영향은 관찰되지 않았다. 이와 같은 결과는 거세면양에 있어서 단백질과 에너지 사이에 영양적 균형은 내인성 GH/IGF-1 axis는 물론 혈장 IGFBP-3수준의 변화에 영향을 미치고 있음을 시사한다.

흰쥐에 있어서 홍국 색소 추출물이 알코올대사에 미치는 영향 (Effect of Monascus Pigment Extract on the Alcohol Metabolism in Rats)

  • 유대식;최혜정;윤종국
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.603-607
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    • 2003
  • 홍국 추출물(MPE)이 알코올대사에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보기 위하여 흰쥐에 10% ethanol에 홍국 추출물을 1%, 2.5%, 5% 함유시킨 것을 1개월간 음용시킨 뒤, 처치하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 홍국 추출물을 첨가시킨 실험군은 정상군에 비하여 체중 증가율이 다소 낮게 나타났으며 이들 실험군 간에는 별다른 차이를 볼 수 없었다. 알코올만 투여한 대조군 및 홍국 추출물 함유 알코올 섭취군 모두 간 기능에 별다른 이상이 나타나지 않았다. 간 조직 중 alcohol dehydrogenase(ADH) 활성은 알코올 투여군이 정상군보다 87%의 유의한 증가를 보였으며 홍국 추출물 1, 2.5 및 5% 함유해서 알코올을 음용시킨 Monascus군은 알코올만 섭취한 대조군에 비해 각각 34, 29 및 21% 증가하였다. Aldehyde dehydrogenase(ALDH) 활성에 있어서는 1% Monascus군은 대조군에 비해서 32%의 유의한 증가를 보였으며, 2.5% 및 5% Monascus군 역시 대조군에 비해 증가되는 경향을 보였다. 이들 효소를 반응속도적인 측면에서 관찰해 볼 때, 1, 2.5 및 5% Monascus군은 대조군에 비하여 ADH의 Km치가 각각 40, 30 및 19% 감소되었으며, Vmax치는 알코올 투여군인 대조군은 정상군(8.26 nmole/min/mg protein)보다 43% 높게 나타났으며, 홍국 추출물함유 알코올음용군과 알코올단독음용군 간에 별다른 차이가 나타나지 않았다. 그리고 ALDH의 Vmax치는 대조군에 비해서 1, 2.5, 5% Monascus군은 대조군에 비해서 각각 88, 56, 22% 증가되었다. 한편 1% 및 5% 홍국 추출물 함유 알코올을 흰쥐에 투여한 다음 경시별로 채혈하여 혈액 중 알코올을 측정하여 알코올 농도 곡선하면적으로 환산한 결과, 1% Monascus군은 대조군에 비하여 약 18% 감소되었으며 5% Monascus군은 대조군에 비해서 약 10% 감소되는 경향을 보였다. 이상 실험 결과는 알코올에 홍국 추출물을 첨가시킴으로서 알코올대사와 더불어 알코올의 체외 배설을 촉진시키는 것을 시사해 주고 있다.

뽕잎 및 꾸지뽕잎 첨가식이가 Streptozotocin 유발 당뇨쥐의 혈당관련 바이오마커에 미치는 영향 (Effect of Diets with Mulberry Leaf and Cudrania tricuspidata Leaf Powder Supplements on Blood Glucose-Related Biomarkers in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats)

  • 박주헌;이경원;성기승;김성수;조경동;이복희;한찬규
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.766-773
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    • 2012
  • 뽕잎 및 꾸지뽕잎이 당뇨쥐의 혈당관련 바이오마커(biomarkers)에 미치는 영향을 조사하고자 SD계 수컷 흰쥐에게 STZ 투여(47.5 mg/kg bw) 후 7일 뒤 혈당치가 350 mg/dL 내외되는 쥐를 선별하여 실험군당 8마리씩 배치하고, AIN-93G를 기본식이로 하여 뽕잎 10% 첨가군(A), 뽕잎 10%와 꾸지뽕잎 10%(B) 및 30%(C) 혼합 첨가군, 꾸지뽕잎 10% 첨가군(D), 당뇨대조군(E)으로 나누어 각 실험식이를 6주간 급여한 결과는 다음과 같다. 실험기간 동안 B군과 C군의 혈당치는 실험식이 급여 전 기준혈당치와 비슷한 수준을 유지하였고 실험 6주째의 경우 E군 및 A, D군에 비해 유의하게 낮았다(p<0.05). 기준혈당 대비 6주 후 혈당상승률은 B군과 C군이 각각 6.7, 7.6%로 E군(29.2%)에 비해 상대적으로 낮았으며, 6주간 혈당치의 곡선하면적(AUC)도 B, C군이 D, E군보다 유의하게 낮았다(p<0.05). 실험종료 후 공복혈당 역시 B, C군이 D, E군에 비해 통계적으로 유의하게 낮았고(p<0.05), C-peptide 함량은 C군이 다른 군에 비해 평균 50 pmol/L 가량 높았으나 유의적인 차이는 없었으며, 당화혈색소(HbA1c) 함량은 A군과 B군이 E군보다 유의하게 낮았다(p<0.05). 혈청 총콜레스테롤(TC) 농도는 E군에 비해 실험시료 급여군이 평균 14% 감소하였고, HDL-콜레스테롤 농도는 시료 처리군이 E군보다 평균 27% 증가하였으나 실험군 간에 유의적인 차이는 없었으며, 중성지방(TG) 농도는 E군에 비해 A, B, D군에서 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 간기능치 중 AST 및 ALT 활성은 E군보다 A, B, D군에서 통계적으로 유의하게 감소하였다(p<0.05). 이상의 결과에서 뽕잎 및 꾸지뽕잎 첨가식이 중 이들을 1:1로 혼합하여 STZ로 유도한 당뇨쥐에게 급여하였을 때 혈당상승을 억제하고 혈당관련 지표성분, 그리고 혈청 지질농도 및 간기능치 개선에도 다소간의 효과를 확인할 수 있었다.

열이 있는 3개월 이하의 영아에서 수막염의 예측에 대한 연구 (Predictors of Meningitis in Febrile Infants Aged 3 Months or Younger)

  • 송향순;김은옥;장영택
    • Pediatric Infection and Vaccine
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    • 제16권1호
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    • pp.40-46
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    • 2009
  • 목 적: 3개월 이하의 열이 있는 영아에서 세균성 수막염의 진단에 도움이 되는 유용한 예측인자를 알아보고자 연구를 시작하였다. 방 법: 2003년 1월부터 2008년 4월까지 전주예수병원에 직장 체온으로 $38^{\circ}C$ 이상의 발열을 주소로 내원한 3개월 이하의 영아 652명을 대상으로, 내원 당시 체온, 말초 혈액에서 총 백혈구수, 대호중구수, 절대호중구수, C-반응 단백, 혈액 배양검사를 하였고, 세균성 수막염과 연관있는 인자를 분석하였다. 결 과: 세균성 수막염과 관련된 인자로는 C-반응 단백, 대호중구수, 절대호중구수, 연령의 P value가 각각 0.036, 0.037, 0.036, 0.001로 모두 통계학적인 의의가 있었다. C-반응 단백, 대호중구수, 절대호중구수, 연령의 곡선하면적은 각각 0.969, 0.946, 0.765, 0.235이었으며, C-반응 단백의 민감도, 특이도 및 차단점은 각각 83%, 96%, 8 mg/dL, 대호중구수는 각각 83%, 95%, $2,500/mm^3$, 절대호중구수는 각각 83%, 62%, $5,100/mm^3$이었다. C-반응 단백이 7 mg/dL 미만에서는 우도가 0.17이고, 사후확률은 0.1%, 음성예측도가 91% 이어서 세균성 수막염을 배제할 수 있었으며, C-반응단백이 9 mg/dL 이상인 경우 우도는 20.1로, 대호중구수의 16.6, 절대호중구수의 2.18, 연령의 0.61보다 높아서, 혈청 C-반응 단백이 세균성 수막염을 예측하는데 가장 유용한 것으로 판단되었다. 결 론: 3개월 이하의 영아가 발열이 있는 경우 C-반응 단백, 대호중구수, 절대호중구수가 높은 경우에는 세균성 수막염과 관련이 더 많았으며, 특히 혈청 C-반응 단백이 가장 유용한 인자로, 7 mg/dL 미만인 경우는 세균성 수막염을 배제하는데 도움이 되었고, 9 mg/dL 이상인 경우에는 세균성 수막염의 강한 예측인자가 되어 뇌척수액 검사를 적극적으로 고려해야 할 것으로 사료되었다.

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멀티 모달리티 데이터 활용을 통한 골다공증 단계 다중 분류 시스템 개발: 합성곱 신경망 기반의 딥러닝 적용 (Multi-classification of Osteoporosis Grading Stages Using Abdominal Computed Tomography with Clinical Variables : Application of Deep Learning with a Convolutional Neural Network)

  • 하태준;김희상;강성욱;이두희;김우진;문기원;최현수;김정현;김윤;박소현;박상원
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.187-201
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    • 2024
  • 골다공증은 전 세계적으로 주요한 건강 문제임에도 불구하고, 골절 발생 전까지 쉽게 발견되지 않는 단점을 가지고 있습니다. 본 연구에서는 골다공증 조기 발견 능력 향상을 위해, 복부 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography, CT) 영상을 활용하여 정상-골감소증-골다공증으로 구분되는 골다공증 단계를 체계적으로 분류할 수 있는 딥러닝(Deep learning, DL) 시스템을 개발하였습니다. 총 3,012개의 조영제 향상 복부 CT 영상과 개별 환자의 이중 에너지 X선 흡수 계측법(Dual-Energy X-ray Absorptiometry, DXA)으로 얻은 T-점수를 활용하여 딥러닝 모델 개발을 수행하였습니다. 모든 딥러닝 모델은 비정형 이미지 데이터, 정형 인구 통계 정보 및 비정형 영상 데이터와 정형 데이터를 동시에 활용하는 다중 모달 방법에 각각 모델 구현을 실현하였으며, 모든 환자들은 T-점수를 통해 정상, 골감소증 및 골다공증 그룹으로 분류되었습니다. 가장 높은 정확도를 갖는 모델 우수성은 비정형-정형 결합 데이터 모델이 가장 우수하였으며, 수신자 조작 특성 곡선 아래 면적이 0.94와 정확도가 0.80를 제시하였습니다. 구현된 딥러닝 모델은 그라디언트 가중치 클래스 활성화 매핑(Gradient-weighted Class Activation Mapping, Grad-CAM)을 통해 해석되어 이미지 내에서 임상적으로 관련된 특징을 강조했고, 대퇴 경부가 골다공증을 통해 골절 발생이 높은 위험 부위임을 밝혔습니다. 이 연구는 DL이 임상 데이터에서 골다공증 단계를 정확하게 식별할 수 있음을 보여주며, 조기에 골다공증을 탐지하고 적절한 치료로 골절 위험을 줄일 수 있는 복부 컴퓨터 단층 촬영 영상의 잠재력을 제시할 수 있습니다.