• 한국통신학회논문지
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• 제39C권11호
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• pp.985-993
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• 2014

본 논문은 뇌파와 ANOVA를 이용하여 생체신호와 통계 분석기반의 상관관계를 통해 열차 최적의 HUD위치를 평가하는 새로운 방법을 제안하였다. 본 연구에서는 최적의 HUD위치를 평가하기 위해 총 2가지 실험을 진행하였다. 첫 번째 연구실에서 각각 다른 여섯 위치(좌측 상단 및 하단, 중앙 상단 및 하단, 우측 상단 및 하단)에 시각자극을 제시하였고, 이미지는 $235{\times}197cm2$ 크기의 스크린에 30초동안 나타냈다. 두 번째 HUD 이미지는 철도시뮬레이터에서 각각 다른 세 군데에 구성하였고, 이미지는 스크린에 30초 동안 나타냈다. 뇌파는 정서적 안정성을 평가하기 위해 알파파와 베타파를 이용하였고, 10-20전극 배치법에 따라 Fp1, Fp2, F7, F8채널에서 측정하였다. 연구실 실험 결과, F7채널 베타파에서 유의확률 0.006으로 통계적으로 유의하게 나타났고, 알파파와 베타파 간 음의 상관관계(r=-0.190)가 있는 것으로 나타났다. 또한 스크린의 좌측 상단, 중앙 하단 위치가 우측 하단 위치에 비해 베타파가 낮게 나타났다. 철도 시뮬레이터 실험 결과, Fp1베타파가 유의확률 0.033으로 통계적으로 유의하게 나타났고, 중앙보다는 좌측일 때 베타파가 낮게 나타났다. 본 연구의 결과는 알파 파와 베타 파 사이의 상관 관계를 통해 최적의 HUD 위치의 평가에 대한 도움이 될 것으로 생각된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.479-487
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• 2004

중추신경계손상으로 인하여 약화된 근육기능을 회복하기 위한 전기자극의 제어신호로 생체신호를 이용하고 있다. 생체신호중에서 마비된 근육에서 발생되는 자발적이면서 근수축을 하기에 부족한 자발근전도신호로 전기자극의 강도를 조절해야 하는 경우, 전기자극에 의해 발생되어 자발근전도신호에 섞이는 M-wave를 제거해야 한다. 본 연구에서는 M-wave를 제거하고 동시에 자발근전도신호의 크기를 보존하기 위한 최적필터를 설계하였고 최적필터의 계수는 입력 공분산 행렬의 최소고유치에 해당하는 고유벡터가 됨을 보였으며. inverse Power methd(IPM)을 사용하여 이를 적응적으로 구현하는 과정을 통해 기존의 예측오차필터 방법이 부최적 방법임을 보였다. 최적필터의 성능을 평가하기 위하여 모의데이터에 대한 false-positive rate를 측정하여 분석하였으며, 실험결과는 최적필터가 이전에 연구되었던 예측오차필터에 비해 효과적으로 M-wave를 제거할 수 있음을 보여준다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.611-615
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• 2004

본 연구는 외부 전원 없이 광다이오드만을 이용하여 생성한 광전 자극을 통해 신경계를 효과적으로 자극하는 방법에 대한 것이다. 광을 통한 전류원 생성 및 전달은 생체 내에 집적된 광소자를 삽입하고 외부에서 광을 통해 신호와 전력을 전달을 한다. 이 기술은 특히 '눈' 이라는 광학적인 연결통로를 이용할 수 있는 인공망막과 같은 시스템에 매우 효과적이다. 그러나 광전 소자를 내부 전원 없이 구동시키는 경우, 광전류가 생체 저항에 직접적인 영향을 받게 되므로 자극에 충분한 전류를 생성할 수 없다. 무 전원 광다이오드를 통해 생성되는 광전류를 신경 자극에 적용하기 위해서는 생체 저항의 크기에 관계없이 활동 전위 생성에 충분한 전류 공급을 할 수 있는 안정된 전류원이 필요하다. 이를 위해서 본 연구에서는 병렬 저항을 도입하였다. 병렬 저항 추가 시 생체 저항을 포함한 전체 저항 값이 낮아지므로, 광원의 세기에 따라 최대의 광전류에 근접한 값을 얻을 수 있게 된다. 그러나 병렬 저항 값의 크기를 낮출수록 자극에 쓰이지 않는 전류량이 늘어나므로, 자극 전류량의 극대 값을 찾기 위해서는 병렬 저항 값의 최적화가 필요하다. 실험을 통해 측정된 실제 자극 전류량이 최대가 되는 병렬 저항 값의 범위는 500Ω∼700Ω 이고, 이때 전류량은 580uA∼860uA 이며 전류 효율은 47.5∼59.7%이었다. 자극의 크기와 빈1도를 변화시키면서 쥐의 좌골 신경을 자극하여 눈으로 확인 가능한 떨림 현상을 확인하였으며, 다채널 기록기를 이용해 활동 전위를 측정하였다. 이를 통해, 인공 망막에서의 광 자극 가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.575-580
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• 2004

본 연구에서는 뇌자도 신호의 전체 평균을 구하고 표준뇌를 이용하여 전류원의 해부학적 위치를 대략적으로 추정하는 방법을 제시하였다. Minimum norm estimation 알고리듬과 truncated singular value decomposition을 이용하여 측정된 신호를 재현할 수 있는 전류원 분포를 구하고, 이 전류원에 의해 표준 센서면에서 측정될 것으로 예상되는 신호로 변환한 다음 모든 피실험자에 대한 전체 평균을 구하였다. 모의 실험에서는 서로 다른 위치에서 측정된 피실험자의 뇌자도 신호의 전체 평균에서 얻은 전류원이 각 피실험자의 뇌자도 신호에서 얻은 전류원의 평균값과 수 mm 이내에서 일치하였다. 이는 신호가 미약하더라도 활동 부위의 평균적인 위치를 전체 평균에서 알 수 있음을 보여주며 청각 자극에 대한 N100m 신호의 전류원을 구하여 실험적으로 확인하였다. 또한 이 결과는 전체 평균에서 구한 활동부위의 전류원 정보를 N100m의 전류원을 기준점으로 표준뇌에 대략적으로 표시할 수 있음을 보여준다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권1호
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• pp.81-90
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• 1999

본 연구에서는 수술이나 환자 모니터링시 무의식 상태 환자의 뇌혈류량에 대한 정확한 모니터링으로 뇌허혈 현상을 방지하기 위하여 2채널 양극성 아날로그 EEG를 디지털로 처리하여 다양한 뇌파 관련 파라미터를 추출하여 실시간으로 한 화면에 디스플레이하고, 또한 임상의사들이 사용하기 편리한 뇌파 감시 소프트웨어를 개발하고자 하였다. 이를 위하여 EEG-데이터를 FFT 연산 후 CSA 및 DSA의 형태로 표현하며, 기타 다양한 뇌파관련 파라미터를 추출한 후 한 화면에서 실시간으로 디스플레이하고, 사용 편리성도 극대화하도록 프로그램하였다. 프로그램은 개발 도중에 여러 번의 동물실험 및 임상실험을 통하여 개선 보완되었으며, EEG, CSA, DSA 및 알파비, 퍼센트 델타 스펙트럼 모서리 주파수, 전체 파워, 전체 파워의 차 등의 주요 뇌파 파라미터들을 한 화면에서 관찰하게 되어 환자 상태의 종합적인 간찰이 가능하며, 나중에 저장된 EEG 파일을 재검토할 수 있다. 또한 CSA, DSA, 스펙트럼 모서리 주파수 및 전체 파워는 원하는 부분에서 표본을 취해 화면 위쪽에 최대 3개까지 붙여 놓고 동시에 비교할 수 있으므로 환자 상태의 객관적인 비교가 가능하고, 환자상태, 응급처치 등에 대한 기록사항을 입력할 수 있어서 저장된 EEG 파일의 검토시 이들 event로 즉시 찾아가는 기능이 있으며, 그 외에도 앞 뒤 점프 이동 기능, 이득 조절 기능, 윈도우 환경에서의 파일관리 기능 등을 갖추고 있고, 프로그램이 윈도우 환경에서 개발되어 마우스에 의해 대부분의 동작이 이루어진다. 개발된 프로그램을 이용한 대학병원의 임상실험결과, 환자상태의 변화에 매우 민감하게 반응하고, 또한 임상의사들이 이용하기에도 매우 편리하다는 평가를 받았다.

• 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.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권4호
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• pp.284-288
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• 2009

단백질 상호작용의 예측 및 실험 결과가 대용량으로 배포되면서 바이오 정보 기술 연구자들은 생명체 내의 단백질 상호작용 네트워크를 구성하기 위해 노력하여 왔다. 일반적으로 대용량의 상호작용 데이터들은 많은 오류를 포함한다고 알려져 있으나, 최근 단백질의 물리 화학적 특성 및 구조를 기반으로 한 방법들이 실제 실험과 병행되어 고화질(High resolution)의 결과를 제공하게 되면서, 특정 종에 대한 단백질 상호작용 네트워크가 점차 완성되고 있다. 그러나, 단순 물리적 링크 수준의 단백질 상호작용 네트워크만으로는 특정 병원체의 발병 메커니즘 규명 등과 같은 응용분야의 활용에 한계가 있다. 본 논문에서는 실험을 통하여 보고된 신호 전달 경로(signaling transduction pathway)를 이용하여 단백질 기능 간의 관계를 방향성이 있는 그래프로 표현한 단백질 기능 흐름 모델을 제시한다. 제안하는 모델은 Gene Ontology에서 정의된 molecular function을 정점(vertex)으로 가지고 이들 사이의 관계를 간선(edge)으로 표현함으로써 특정 기능의 전이를 살펴볼 수 있다. 이러한 기능 흐름 모델은 수 만개의 정점(vertex)으로 구성된 단백질 상호작용 네트워크에서 의미 있는 경로를 추출하는 데에 제약 혹은 참조 조건으로 사용될 수 있어 향후 활용도가 클 것으로 기대한다. 평가는 KEGG에서 제공되는 11개의 인간 신호 전달 경로 각각에 대하여 대상 경로를 제외한 나머지로부터 생성된 모델과의 크론바하 알파 계수(Cronbach's alpha)를 측정하였고(${\alpha}=0.67$), 총 1023개의 흐름 중 ${\alpha}=0.6$ 이상의 신뢰도에 대하여 총 765개의 흐름을 가지는 기능 흐름 모델을 최종 구성하였다.

• Journal of Biomedical and Translational Research
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• 제19권4호
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• pp.116-124
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• 2018

Korean Native Pig (KNP) has a uniform black coat color, excellent meat quality, white colored fat, solid fat structure and good marbling. However, its growth performance is low, while the western origin Yorkshire pig has high growth performance. To take advantage of the unique performance of the two pig breeds, we raised crossbreeds (KNP ${\times}$ Yorkshire to make use of the heterotic effect. We then analyzed the liver transcriptome as it plays an important role in fat metabolism. We sampled at two stages: 10 weeks and at 26 weeks. The stages were chosen to correspond to the change in feeding system. A total of 16 pigs (8 from each stage) were sampled and RNA sequencing was performed. The reads were mapped to the reference genome and differential expression analysis was performed with edgeR package. A total of 324 genes were found to be significantly differentially expressed (${\left|log2FC\right|}$ > 1 & q < 0.01), out of which 180 genes were up-regulated and 144 genes were down-regulated. Principal Component Analysis (PCA) showed that the samples clustered according to stages. Functional annotation of significant DEGs (differentially expressed genes) showed that GO terms such as DNA replication, cell division, protein phosphorylation, regulation of signal transduction by p53 class mediator, ribosome, focal adhesion, DNA helicase activity, protein kinase activity etc. were enriched. KEGG pathway analysis showed that the DEGs functioned in cell cycle, Ras signaling pathway, p53 signaling pathway, MAPK signaling pathway etc. Twenty-nine transcripts were also part of the DEGs, these were predominantly Cys2His2-like fold group (C2H2) family of zinc fingers. A protein-protein interaction (PPI) network analysis showed that there were three highly interconnected clusters, suggesting an enrichment of genes with similar biological function. This study presents the first report of liver tissue specific gene regulation in a cross-bred Korean pig.

• 생명과학회지
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• 제31권9호
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• pp.796-805
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• 2021

간 소포체(ER) 스트레스는 비알콜성지방간과 인슐린 저항성의 발달에 기여하고, unfolded protein response(UPR)의 구성요소는 지질 대사를 조절한다. 최근 연구에 따르면 ER 스트레스와 비정상적인 세포 지질 대사 사이의 연관성이 보고되었으며, 이 과정에서 지질 대사의 중심 조절자인 sterol regulatory element binding proteins(SREBPs)의 관련성이 확인되었다. 그러나 ER 스트레스 동안 지질 대사를 조절하는 SREBP의 정확한 역할과 비알콜성지방간에 대한 기여는 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구에서 SREBP-1c 결핍은 UPR, 염증 및 지방산 산화 조절을 통해 ER 스트레스에 의해 유도된 비알콜성지방간으로부터 생쥐를 보호한다는 것을 보여준다. SREBP-1c는 inositol requiring kinase 1α (IRE1α) 발현을 직접적으로 조절하고 ER 스트레스에 의해 유도된 tumor necrosis factor-α의 활성화를 매개하여 peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1-α (PGC1α)의 감소와 그에 따른 지방산 산화의 장애를 유발한다. 그러나, SREBP-1c의 유전적 결핍은 이러한 현상을 보호하여 간 염증과 지방 축적을 완화시킨다. SREBP-1c 결핍이 ER 스트레스에 의해 유도된 염증 신호를 방지하는 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았지만, SREBP-1c가 결핍된 Kupffer 세포에서 IRE1α 신호의 변화가 염증 신호에 관여할 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구결과는 SREBP-1c가 ER 스트레스에 의해 유도된 비알콜성지방간에서 UPR 및 염증의 조절에 중요한 역할을 함을 시사한다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제23권2호
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• pp.151-159
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• 2019

Pruritus (itching) is classically defined as an unpleasant cutaneous sensation that leads to scratching behavior. Although the scientific criteria of classification for pruritic diseases are not clear, it can be divided as acute or chronic by duration of symptoms. In this study, we investigated whether skin injury caused by chemical (contact hypersensitivity, CHS) or physical (skin-scratching stimulation, SSS) stimuli causes initial pruritus and analyzed gene expression profiles systemically to determine how changes in skin gene expression in the affected area are related to itching. In both CHS and SSS, we ranked the Gene Ontology Biological Process terms that are generally associated with changes. The factors associated with upregulation were keratinization, inflammatory response and neutrophil chemotaxis. The Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway shows the difference of immune system, cell growth and death, signaling molecules and interactions, and signal transduction pathways. Il1a, Il1b and Il22 were upregulated in the CHS, and Tnf, Tnfrsf1b, Il1b, Il1r1 and Il6 were upregulated in the SSS. Trpc1 channel genes were observed in representative itching-related candidate genes. By comparing and analyzing RNA-sequencing data obtained from the skin tissue of each animal model in these characteristic stages, it is possible to find useful diagnostic markers for the treatment of itching, to diagnose itching causes and to apply customized treatment.