• 핵의학기술
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• 제14권2호
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• pp.21-25
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• 2010

PET/CT검사에 있어서 CT는 해부학적인 정보를 제공할 뿐 아니라 PET영상에 대한 감약 정보를 제공하는 역할을 하고 있다. CT의 감약차를 이용하는 것으로서 검사 부위에 존재하는 여러 가지 변수에 의해 그 정도가 달라질 수 있다. 이것은 현재 본 원에서 PET/CT검사 시에 팔을 몸 옆에 두고 검사하는 것에도 적용할 수 있으며, 이에 본 논문에서는 일부 타 병원에서 시행하고 있는 팔을 머리 위로 올리고 검사하는 방법과 함께 CT값의 변화에 따른 표준섭취계수의 변화를 비교 연구했다. NEMA 1994 PET 모형의 삽입체와 모형의 부피를 고려하여 4:1의 비율로 $^{18}F$-FDG를 주입하였다. 먼저 테플론 삽입체 두 개를 NEMA 1994 PET 모형의 양 옆에 고정시켜 팔을 내리고 있는 상태를 가정하여 영상을 얻었으며 테플론 삽입체를 제거하여 팔을 머리 위로 올린 상태를 가정하여 영상을 얻었다. 앞의 과정을 거쳐 얻은 영상을 재구성 하여 Volume Viewer를 이용해 한 영상면 당 5개의 관심 체적을 설정했고 각 측정값을 평균하여 얻어낸 CT값과 표준섭취계수로 그 변화를 측정하였다. 측정된 값과 폐 관련 암환자의 간에 관심 영역을 설정하고 측정한 값을 비교하여 실제 임상 영상에서의 차이를 측정하였다. 모형 실험결과 테플론 삽입체를 부착하였을 때보다 테플론 삽입체를 부착하지 않았을 때 CT값이 -5.8 HU에서 0 HU으로 평균 5.8 HU 증가하였고 표준섭취계수는 24.64에서 24.29로 평균 0.35 감소하였다. 축방향 균일도는 0.064에서 0.052로 평균 0.012 감소하였다. 환자 실험결과 팔을 내리고 검사하였을 때보다 팔을 머리 위로 올리고 검사하였을 때 CT값은 54.1 HU에서 59.9 HU로 평균 5.8 HU 증가하였고 표준섭취계수는 2.02에서 1.85로 평균 0.17 감소하였다. 테플론 삽입물을 부착한 상태로 검사할 때 보다 테플론 삽입물을 부착하지 않은 상태로 검사할 때 CT값은 증가하고 표준섭취계수는 감소하는 양상을 보였다. 이러한 현상이 일어나는 이유는 감약의 정도와 표준섭취계수의 상관관계에서 찾을 수 있다. CT값이 증가할수록 감약 계수는 비례하여 증가하는데 이것은 결국 CT값이 증가될수록 감약이 증가된다고 볼 수 있다. 따라서 팔에 의해 감약이 과다하게 측정될 수 있으므로 결국 표준섭취계수의 증가로 이어진다고 판단된다. 하지만 그 값의 차이가 매우 적어 진단적으로 유의한 범위라고 볼 수 없다. 팔을 머리 위로 올리고 검사하는 자세가 어깨 및 팔에의 $^{18}F$-FDG섭취와 환자의 고통을 야기하게 된다는 점들을 종합하여 고려해 보았을 때, PET/CT검사 시에는 팔을 내리고 검사하는 것이 합리적이나, 환자의 상태 및 영상의 질적 측면을 고려하여 결정하여야 하겠다.

• 한국축산식품학회지
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• 제27권2호
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• pp.235-243
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• 2007

본 연구는 조사료인 호맥 사일리지를 배합사료와 혼합급여 시 비육돈의 성장, 혈액성상 및 도체특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 시험을 실시하였다. 3원 교잡종($Landrace{\times}Yorkshire{\times}Duroc$) 비육돈 18두를 공시하였으며 시험개시시 평균체중은 $74.22{\pm}0.71kg$이었고 28일간 개체별 사양시험을 실시하였다. 시험설계는 호맥 사일리지 첨가에 따라 1) Con(basal diet), 2) S1(basal diet+1.66% rye silage), 3) S2(basal diet+3.32% rye silage)로 3처리로 하여 처리당 6반복, 반복당 1마리씩 $1.8{\times}1.8m$ 크기의 돈방에 개별 수용하였다. 생산성에서 $4{\sim}7$주 동안 일당사료 섭취량에서는 CON구가 S1구와 S2구와 비교하여 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 전체 사양시험기간 동안($0{\sim}7$주) 일당사료섭취량에서는 CON구와 S2구가 S1구와 비교하여 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 혈중 스트레스 관련 호르몬인 코티졸 함량의 변화는 대조구와 비교하여 호맥 사일리지를 급여한 S1구와 S2구에서 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 육색에서 명도를 나타내는 $L^*$값은 S2구가 CON구와 비교하여 유의적으로 높게 나타났고(p<0.05) 황색도를 나타내는 $b^*$값은 S1구와 S2구가 CON구와 비교하여 높게 나타났다(p<0.05). 도체 등지방 두께는 CON구가 S1구와 S2구와 비교하여 유의적으로 높게 증가하였다(p<0.05). 살코기 내 지방산 조성에서는 포화지방산 중 palmitic acid와 stearic acid의 함량은 CON구가 S1구와 S2구와 비교하여 유의적으로 높은 함량을 나타내었다(p<0.05). 불포화 지방산에서는 eicosenoic acid와 linolenic acid의 함량이 S2구가 CON구와 S1구와 비교하여 유의적으로 높았다(p<0.05). 총 포화지방산 함량은 CON구가 다른 처리구와 비교하여 가장 높았으며(p<0.05) 포화지방산과 불포화지방산 비율에서는 S1구와 S2구가 CON구와 비교하여 유의적으로 높은 결과를 보였다(p<0.05). 지방 내 지방산 조성에서는 불포화지방산 중 linolenic acid의 함량은 S2구가 S1구와 CON구와 비교하여 유의적으로 높았다(p<0.05). 건물 소화율에서는 S1구와 S2구가 CON구와 비교하여 유의적으로 높게 나타났고(p<0.05) 질소 소화율에서는 S1구가 처리구중에서 가장 높은 결과를 보였다(p<0.05). 분변 내 휘발성 지방산 발생량에서는 분을 1일간 발효 후 측정한 결과 S1구와 S2구가 CON구와 비교하여 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 결론적으로, 비육돈 사료 내 3.32%의 호맥 사일리지의 혼합급여는 혈액 내 코티졸 함량, 도체육의 명도와 황색도, 지방산 조성 및 영양소 소화율에 영향을 미치는 것으로 사료되나 이에 대한 보다 많은 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제34권1호
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• pp.16-37
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• 2018

In this study, difference in chemical composition of $PM_{2.5}$ observed between the year 2013 and 2015 at six air quality intensive monitoring stations (Bangryenogdo (BR), Seoul (SL), Daejeon (DJ), Gwangju (GJ), Ulsan (US), and Jeju (JJ)) was investigated and the possible factors causing their difference were also discussed. $PM_{2.5}$, organic and elemental carbon (OC and EC), and water-soluble ionic species concentrations were observed on a hourly basis in the six stations. The difference in chemical composition by regions was examined based on emissions of gaseous criteria pollutants (CO, $SO_2$, and $NO_2$), meteorological parameters (wind speed, temperature, and relative humidity), and origins and transport pathways of air masses. For the years 2013 and 2014, annual average $PM_{2.5}$ was in the order of SL ($${\sim_=}DJ$$)>GJ>BR>US>JJ, but the highest concentration in 2015 was found at DJ, following by GJ ($${\sim_=}SJ$$)>BR>US>JJ. Similar patterns were found in $SO{_4}^{2-}$, $NO_3{^-}$, and $NH_4{^+}$. Lower $PM_{2.5}$ at SL than at DJ and GJ was resulted from low concentrations of secondary ionic species. Annual average concentrations of OC and EC by regions had no big difference among the years, but their patterns were distinct from the $PM_{2.5}$, $SO{_4}^{2-}$, $NO_3{^-}$, and $NH_4{^+}$ concentrations by regions. 4-day air mass backward trajectory calculations indicated that in the event of daily average $PM_{2.5}$ exceeding the monthly average values, >70% of the air masses reaching the all stations were coming from northeastern Chinese polluted regions, indicating the long-range transportation (LTP) was an important contributor to $PM_{2.5}$ and its chemical composition at the stations. Lower concentrations of secondary ionic species and $PM_{2.5}$ at SL in 2015 than those at DJ and GJ sites were due to the decrease in impact by LTP from polluted Chinese regions, rather than the difference in local emissions of criteria gas pollutants ($SO_2$, $NO_2$, and $NH_3$) among the SL, DJ, and GJ sites. The difference in annual average $SO{_4}^{2-}$ by regions was resulted from combination of the difference in local $SO_2$ emissions and chemical conversion of $SO_2$ to $SO{_4}^{2-}$, and LTP from China. However, the $SO{_4}^{2-}$ at the sites were more influenced by LTP than the formation by chemical transformation of locally emitted $SO_2$. The $NO_3{^-}$ increase was closely associated with the increase in local emissions of nitrogen oxides at four urban sites except for the BR and JJ, as well as the LTP with a small contribution. Among the meterological parameters (wind speed, temperature, and relative humidity), the ambient temperature was most important factor to control the variation of $PM_{2.5}$ and its major chemical components concentrations. In other words, as the average temperature increases, the $PM_{2.5}$, OC, EC, and $NO_3{^-}$ concentrations showed a decreasing tendency, especially with a prominent feature in $NO_3{^-}$. Results from a case study that examined the $PM_{2.5}$ and its major chemical data observed between February 19 and March 2, 2014 at the all stations suggest that ambient $SO{_4}^{2-}$ and $NO_3{^-}$ concentrations are not necessarily proportional to the concentrations of their precursor emissions because the rates at which they form and their gas/particle partitioning may be controlled by factors (e.g., long range transportation) other than the concentration of the precursor gases.

• 한국진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.78-83
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• 2005

지난 10년 동안 유전체 내부에 형성된 나노미터 크기의 규소알갱이는 발광센터로서 주목 받아왔다 나노미터 크기인 결정질 규소의 엑시토닉 전자-홀의 쌍들이 발광결합에 기여한다고 여겨진다. 그러나 규소결정에 존재하는 여러가지 결함들은 비발광 천이의 경로가 되어 나노규소결접립의 발광천이와 경쟁하여 발광효율을 저하시키는 요인이 된다. 이러한 결정 결함들은 고온 열처리과정에서 대부분 소멸되나 $1000^{\circ}C$ 이상의 공정 에서도 나노규소와 유전체의 계면에 존재하는 결함들은 나노규소결정립의 발광을 억제하게 된다. 일반적으로 수소로서 규소결정립의 계면을 마감처리하게 되면 규소결정립의 발광효율이 획기적으로 향상되나 불행하게도 매질 내 수소의 높은 이동성으로 말미암아 후속 열처 리 과정에서 수소마감효과는 쉽게 손실된다. 따라서 본 연구에서는 온도가역적인 수소 대신 인을 이온주입 방법으로 첨가하여 수소와 같은 계면 마감효과를 얻으며 또한 후속 고온공정 에 대한 내구력을 증대시켰다. 모재인 산화규소 기판에 400keV, $1\times10^{17}\; Si/cm^2$와 그 주위에 균일한 함량을 도핑하기 위하여 다중에너지의 인을 주입하였다. 규소와 인을 이온주입 후 Ar 분위기에서 $1100^{\circ}C$ , 두 시간의 후열처리를 통하여 규소결정립을 형성하였으며 향상된 내열효과를 시험하기 위하여 Ar 분위기에서 $1000^{\circ}C$까지 열처리하였다. 인으로 마감된 나노미터 크기인 규소 결정립의 향상된 광-발광(PL)효과와 감쇄시간, 그리고 발광파장의 변화에 대하여 논의하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제12권6호
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• pp.665-676
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• 2003

본 연구는 서울지역의 PM$_{2.5}$의 화학적 조성을 조사하기 위하여 2000년 10월 1일부터 200l년 9월 26일까지 계절별(봄, 여름, 가을 겨울)로 PM$_{2.5}$ dichotomous air sampler를 이용하여 포집한 후, ICP-MS를 이용하여 검출한계 이상인 13가지의 중금속 성분(Al, As, Ba, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb, Si, V, Zn)과 IC를 이용하여 5가지의 수용성 이온성분($Na^{+}$, NH$_4$$^{+}$, Cl￣, NO$_3$$^{-}$ , SO$_4$$^2$￣)을 측정/분석하였다. 분석결과에 얻어진 PM$_{2.5}$의 농도와 화학적 성분의 농도를 계절별로 비교하였으며, 중금속 성분의 정성적인 발생원의 기여도를 파악하기 위하여 주성분 분석을 실시하였다.1) 조사기간 중 PM$_{2.5}$의 계절별 농도는 겨울(33.91 $\mu\textrm{g}$/㎥) > 봄(28.79 $\mu\textrm{g}$/㎥) > 가을(18.62 $\mu\textrm{g}$/㎥) >여름(14.92 $\mu\textrm{g}$/㎥) 순으로 조사되어 주로 겨울철에 대기중 PM$_{2.5}$의 농도가 높은 것을 확인할 수 있었다. PM$_{10}$에 대한 PM$_{2.5}$의 기여도는 33.7~83.5 %로 나타났으며, PM$_{2.5}$PM$_{10}$의 평균비는 0.54로 조사되었고, 회귀분석에서 PM$_{10}$=4.20PM$_{2.5}$+.9.91, $R^2$=0.73 (p < 0.05)의 회귀관계식을 나타나 PM$_{2.5}$로 PM$_{10}$을 73% 수준에서 설명할 수 있었으며 통계적으로 유의한 값을 보였다. 2) PM$_{2.5}$의 중금속 성분은 Si > Fe > Al> Zn >Ca>Ba>V>Pb>As>Cu>Cr>Cd 순으로 높은 농도를 보였다. 중금속 성분의PM$_{2.5}$PM$_{10}$의 비는 인위적인 발생원에서 기인하는 Cd, Cr, Pb, V, Zn과 같은 중금속 성분의 비율이 높은 조사되었고, 자연적인 발생원에서 기인하는 Al, Ca, Fe, Mn, Si와 같은 중금속 성분의 비율이 낮게 조사되었다 특히 Al, Ca, Fe의 비율이 봄철에 높아 중국에서 발생한 황사의 영향을 받은 것으로 사료된다. 3) PM$_{2.5}$ 중 이온 성분의 농도는 NO$_3$￣ > SO$_4$$^2$￣ > Cl￣ > NH$_4$$^{+}$ 순으로 조사되었으며, PM$_{2.5}$PM$_{10}$의 비를 조사한 결과, NO$_3$￣,SO$_4$$^2$￣, Cl￣의 비율이 높아 PM$_{10}$에 포함되어 있는 PM$_{2.5}$가 산성오염물질에 많은 영향을 받는 것으로 조사되었다 4) PM$_{2.5}$의 정성적인 발생원을 추정하기 위해 중금속 성분에 대한 주성분 분석의 결과 3개의 주성분으로 나누어 졌으며, 주요 발생원은 자연발생원인 토양성분과 석유연료 연소에서 배출되는 성분으로 추정되어 이 발생원이 중금속 성분 농도에 영향을 미치는 것으로 사료되며, PM$_{2.5}$의 화학적 성분은 지역여건과 기상조건, 계절변동에 많은 영향을 받는 것으로 사료된다. 이상의 연구결과에서 PM$_{10}$에 비해 인체에 유해한 화학적 성분(중금속, 이온 성분)이 포함되어 있는 PM$_{2.5}$에 대한 철저한 관리 및 규제 설정이 요구되며, 측정지점의 특성상 자동차 배기가스와 금속제련 및 가공에 의한 영향을 주로 받는 것으로 추정되었다 또한 지역여건과 기상조건에 영향을 많이 받는 PM$_{2.5}$에 대한 지속적인 연구와 자료축적이 요구되고 발생원에 대한 정량적인 기여도를 평가하기 위한 연구가 필요하다고 생각된다. 연구가 필요하다고 생각된다.기 위한 연구가 필요하다고 생각된다. 연구가 필요하다고 생각된다.

• 한국지구과학회지
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• 제37권7호
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• pp.434-447
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• 2016

2011-2015년 동안 한국 중부 태안과 청주 강내의 배경 관측지점에서 측정한 PM10, PM2.5 질량 농도를 분석하였다. 황사 사례를 제외한 PM10 질량 농도의 계절변동에서 겨울-봄 동안 높은 농도는 서풍 기류에 의한 영향이 반영되고 있으며, 여름에는 북태평양 기단과 잦은 강수로 낮은 수준을 보이고 있었다. 따라서, 일평균 PM10 질량 농도 $81{\mu}gm^{-3}$ (미세먼지 예보 '약간 나쁨' 이상) 이상의 사례도 겨울-봄 동안에 발생이 많으며, 특히 중국 동부 배출원에 가까운 태안에서 더 많은 사례가 발생하고 있었다. 인위적으로 발생한 연무는 입경 $2.5{\mu}m$ 미만 입자의 구성 비율이 높다. 천리안 위성의 밝기온도차 분석에서 대기와 입자가 작은 연무는 $-0.5^{\circ}K$ 이상에서 관측된다. 2011-2015년 동안 태안과 청주 강내에서 관측한 연무 사례일의 PM10 질량 농도와 NOAA 19 위성 밝기온도차를 분석하였다. PM10 질량 농도는 $200{\mu}g\;m^{-3}$ 보다 낮지만, PM2.5/PM10 질량 농도비는 0.4보다 높고 밝기온도차는 $-0.3-0.5^{\circ}K$ 범위에 분포하고 있었다. 그러나, PM10 질량 농도 $190{\mu}g\;m^{-3}$ 이상인 황사 사례의 밝기온도차는 PM2.5/PM10 질량 농도비가 0.4보다 낮고, 밝기온도차는 $-0.7^{\circ}K$ 이하의 범위에 분포하고 있었다. 이러한 연무의 밝기온도차 경계값 범위를 적용한 결과는 MODIS AOD, OMI AI의 에어로졸 분포 범위와 일치하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제41권1호
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• pp.31-39
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• 2016

연구배경: 우리나라를 포함한 중국, 대만, 북한, 일본 등에서 원전, 재처리시설과 같은 원자력시설의 증가에 따라 주변국 핵활동 분석의 종합적 대책이 필요하다. 우리나라와 포괄적핵실험금지조약기구(Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization, CTBTO)는 동북아시아 지역에서 핵종 탐지소를 운영 중으로, 핵종탐지 장비에서 특이 값 측정시 모니터링 자료의 분석과 더불어 배출원 탐색모델을 이용하여 핵종의 기원이 어디인지 추정하고 평가하는 것은 주변국 핵활동에 대한 감시 및 안전성 확보 측면에서 중요하다. 재료 및 방법: 주변국의 은밀한 핵활동 시 방사성핵종의 기원을 추정하기 위하여 3차원 전진/후진형 궤적모델을 개발하였다. 개발된 궤적모델은 궤적 미분방정식을 유한차분법을 이용한 방법으로 주어진 바람자료를 이용하여 방사성핵종의 방출지점으로부터 입자의 궤적을 순차적으로 찾아가는 전진형 모델과 시간 역산으로 방출기원을 추정하는 후진형 모델로 구성되었다. 결과 및 논의: 개발된 궤적모델의 검증을 위하여 체르노빌 사고 당시 측정된 농도자료를 이용하였다. 검증결과 관측지점의 농도가 높게 측정된 지점과 방출기원에서 가까운 지역으로부터 시간 역산의 방출지점을 추정한 결과의 정확도가 높았다. 3차원 궤적모델은 방출시간, 방출높이, 방출간격 등의 변수에 의해 계산결과가 달라지는 불확도를 내포하고 있는데, 이러한 궤적모델의 불확도를 최소화하기 위해 한국원자력연구원에서 개발한 대기확산모델(long-range accident dose assessment system, LADAS)를 이용하여 fields of regards (FOR) 기법에 의해 오염물 방출영역을 추정한바 신뢰성 있는 결과를 얻었다. 결론: 본 연구를 통하여 개발된 배출원 탐색모델은 주변국의 은밀한 핵활동 시 핵종 탐지장비와 연계하여 방사성핵종의 방출지역과 기원을 파악하여 우리나라의 핵종탐지 능력을 향상하고 핵활동 및 방사선 안전 분야에서 주도적 역할을 할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국가금학회지
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• 제37권1호
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• pp.9-13
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• 2010

본 실험은 사료 내 황토 첨가 급여가 육계의 생산성 및 혈액 성상에 대해 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 육계 Ross 초생추 360수를 선발하여 3처리구 4반복 반복당 30수씩 공시하여 5주간 실험을 실시하였다. 실험 전 기간 동안 체중 및 증체량은 T2 처리구가 T1 처리구와 대조구보다 유의적으로 개선되는 효과는 나타내었으며(P<0.05), 사료 섭취량 역시 T2 처리구가 대조구에 비해 유의적인 차이를 나타내었다(P<0.05). 각 처리구간 혈액 생화학 및 혈구 분석에서는 total cholesterol은 황토 사료 처리구가 대조구에 비해 유의적으로 높았으며(P<0.05), triglyceride는 T1 처리구가 대조구에 비해 유의적으로 높았다(P<0.05). 각 처리구간의 백혈구, 호중구, 단핵구 및 산호성 백혈구 등에서는 유의적인 차이가 없었지만 림프구는 T2 처리구가 대조구 및 T1 처리구에 비해 유의적으로 높았으며(P<0.05), 향후 이에 대한 좀 더 깊은 연구가 필요할 것으로 사료된다. 계분 내 암모니아 발생량은 각 치리구간 사이에 유의적 차이는 없었다. 결과적으로, 사료 내 황토 첨가 시 육계의 증체량 및 사료 섭취량을 개선시키는 효과가 있는 것으로 사료되며, 현재까지 국내에서는 가금을 이용한 황토 첨가물에 대한 연구가 부족함을 감안할 때 앞으로 이에 대한 좀더 깊은 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권3호
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• pp.174-182
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• 2011

본 연구는 제철 산업지역과 이 지역으로 부터 이격거리가 다른 주거지역들의 대기 및 잠재적 오염원의 납 동위원소/대기 중 납 농도를 측정하여 제철 산업도시 대기 중 납의 주요 오염원을 평가하였다. 대기 중 납 농도와 납 동위원소비 측정과정에서 수행한 자료의 질 관리 프로그램에서 결정된 납의 검출한계는 $0.5ng/m^3$ 이하, 표준 입자상물질의 회수율은 90% 이상 그리고 4종류 납 동위원소($^{204}Pb$, $^{206}Pb$, $^{207}Pb$, $^{208}Pb$) 분석의 재현성 오차가 모두 0.2% 이하이었다. 3종류 동위원소비($^{206}Pb/^{204}Pb$, $^{207}Pb/^{206}Pb$, $^{208}Pb/^{206}Pb$ 모두에 대해서 산업지역에서 측정된 값은 이 지역과 멀리 떨어진 주거지역 측정값보다 인접한 주거지역 측정값과 가까워, 산업지역과 인접 주거지역 납의 오염원이 보다 유사한 것으로 나타났다. 나아가, 여름과 겨울 두 계절에 대하여, 주거지역들보다는 산업지역에서 납 농도가 4배 이상 높게 나타났고, 주거지역 중에서도 인접 주거지역에서 납 농도가 높게 나타났기 때문에, 산업지역에서 배출된 납이 인접 주거지역에 더 많은 영향을 미친 것으로 사료되었다. 산업지역에서 조사된 3종류 납 동위원소비($^{206}Pb/^{204}Pb$, $^{207}Pb/^{206}Pb$, $^{208}Pb/^{206}Pb$)가 8종류 잠재적 오염원 중에서 슬래그와 자동차 배출가스의 값과 유사하게 나타나, 이들 오염원이 산업지역과 인접 주거지역 납의 주요 오염원으로 추정된다. 또한, 산업지역과 주거지역들의 납 동위원소비가 계절적으로 다른 양상을 나타내었고, 납 농도는 여름보다 겨울에 높게 나타났다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1992년도 춘계학술대회
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• pp.27-47
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• 1992

Engineers have developed new instruments that aid in diagnosis and therapy Ultrasonic imaging has provided a nondamaging method of imaging internal organs. A complex transducer emits ultrasonic waves at many angles and reconstructs a map of internal anatomy and also velocities of blood in vessels. Fast computed tomography permits reconstruction of the 3-dimensional anatomy and perfusion of the heart at 20-Hz rates. Positron emission tomography uses certain isotopes that produce positrons that react with electrons to simultaneously emit two gamma rays in opposite directions. It locates the region of origin by using a ring of discrete scintillation detectors, each in electronic coincidence with an opposing detector. In magnetic resonance imaging, the patient is placed in a very strong magnetic field. The precessing of the hydrogen atoms is perturbed by an interrogating field to yield two-dimensional images of soft tissue having exceptional clarity. As an alternative to radiology image processing, film archiving, and retrieval, picture archiving and communication systems (PACS) are being implemented. Images from computed radiography, magnetic resonance imaging (MRI), nuclear medicine, and ultrasound are digitized, transmitted, and stored in computers for retrieval at distributed work stations. In electrical impedance tomography, electrodes are placed around the thorax. 50-kHz current is injected between two electrodes and voltages are measured on all other electrodes. A computer processes the data to yield an image of the resistivity of a 2-dimensional slice of the thorax. During fetal monitoring, a corkscrew electrode is screwed into the fetal scalp to measure the fetal electrocardiogram. Correlations with uterine contractions yield information on the status of the fetus during delivery To measure cardiac output by thermodilution, cold saline is injected into the right atrium. A thermistor in the right pulmonary artery yields temperature measurements, from which we can calculate cardiac output. In impedance cardiography, we measure the changes in electrical impedance as the heart ejects blood into the arteries. Motion artifacts are large, so signal averaging is useful during monitoring. An intraarterial blood gas monitoring system permits monitoring in real time. Light is sent down optical fibers inserted into the radial artery, where it is absorbed by dyes, which reemit the light at a different wavelength. The emitted light travels up optical fibers where an external instrument determines O2, CO2, and pH. Therapeutic devices include the electrosurgical unit. A high-frequency electric arc is drawn between the knife and the tissue. The arc cuts and the heat coagulates, thus preventing blood loss. Hyperthermia has demonstrated antitumor effects in patients in whom all conventional modes of therapy have failed. Methods of raising tumor temperature include focused ultrasound, radio-frequency power through needles, or microwaves. When the heart stops pumping, we use the defibrillator to restore normal pumping. A brief, high-current pulse through the heart synchronizes all cardiac fibers to restore normal rhythm. When the cardiac rhythm is too slow, we implant the cardiac pacemaker. An electrode within the heart stimulates the cardiac muscle to contract at the normal rate. When the cardiac valves are narrowed or leak, we implant an artificial valve. Silicone rubber and Teflon are used for biocompatibility. Artificial hearts powered by pneumatic hoses have been implanted in humans. However, the quality of life gradually degrades, and death ensues. When kidney stones develop, lithotripsy is used. A spark creates a pressure wave, which is focused on the stone and fragments it. The pieces pass out normally. When kidneys fail, the blood is cleansed during hemodialysis. Urea passes through a porous membrane to a dialysate bath to lower its concentration in the blood. The blind are able to read by scanning the Optacon with their fingertips. A camera scans letters and converts them to an array of vibrating pins. The deaf are able to hear using a cochlear implant. A microphone detects sound and divides it into frequency bands. 22 electrodes within the cochlea stimulate the acoustic the acoustic nerve to provide sound patterns. For those who have lost muscle function in the limbs, researchers are implanting electrodes to stimulate the muscle. Sensors in the legs and arms feed back signals to a computer that coordinates the stimulators to provide limb motion. For those with high spinal cord injury, a puff and sip switch can control a computer and permit the disabled person operate the computer and communicate with the outside world.