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생체골의 열전도성 및 열처리된 골의 염전력 변화에 대한 실험적 연구 (Experimental Studies on Heat Conductivity of Human Bone and Torsional Strength of Pasteurized Porcine Tibia)

  • 박일형;김신근;신동규;인주철
    • 대한골관절종양학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.7-16
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    • 1995
  • 인체골 4 시편(specimen)과 돼지 경골 25쌍을 이용하여, 생체골의 열전도성 측정과 열처리후 열처리온도와 시간에 따른 골의 염전력을 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 인체골에 있어서 골수강을 제거하지 않고 $60^{\circ}C$의 항온식염수에서 열처리하면, 골심부의 온도가 $20^{\circ}C$에서 $58^{\circ}C$에 도달하는데 소요된 시간은 경골근위부가 32분 50초, 대퇴골 원위부가 30.분, $80^{\circ}C$ 항온조에서는 경골근위부가 12분 50초, 대퇴골 원위부가 11분 10초 소요되었다. 돼지 경골간부의 피질골내부(endosteum)에 열전대를 부착하고 뼈 양끝을 밀봉하여 같은 실험을 행한 결과 $50^{\circ}C$까지는 시간에 비례해서 일정한 비율로 온도상승이 이루어 졌으며, $20^{\circ}C$에서 $58^{\circ}C$에 이르는 시간이 $60^{\circ}C$ 항온조에서는 7분, $70^{\circ}C$에서는 3분 30초, $80^{\circ}C$에서는 2분이었다. 따라서 임상에서 골수강을 제거 후 장골의 간부(shaft) 만을 항온조에 달굴때는 골구강내에도 데워진 심염수로 가득차게 되므로 상기 시간의 절반이 못되는 짧은 시간내에 피질골의 내부가 $58^{\circ}C$에 이르리라고 판단되었다. 골수강을 소파하지 않은 돼지 경골을 각각 4쌍씩 우측만을 $60^{\circ}C$ 35분, $80^{\circ}C$ 15분 열처리한 후 실험군의 최대염전력은 대조군과 비교할 때 +7.0%, -5.1%, -3.2%, -4.2%의 변화가 있었고, $80^{\circ}C$ 15분 열처리후는 -4.3%, -3.8%, -1.4%(1예는 실험 오류로 제외됨)의 변화가 있었다. 골수강을 완전 제거한 되재 경골을 각각 4쌍씩 우측만을 $60^{\circ}C$, $70^{\circ}C$, $80^{\circ}C$에서 15분 열처리 후 실험군의 최대염전력은 대조군과 비교할 때 -3.4%, -4.2%, -0.7%, +2.7%의 변화가 있었고, $70^{\circ}C$ 15분 열처리후는 -2.8%, -3.9%, -2.1%(1예는 실험 오류로 제외됨)의 변화가 있었으며, $80^{\circ}C$ 15분 열처리후는 +5.2%, -4.4%, -2.9%, -0.3%의 염전력 변화가 있었다. 그러므로 골수강을 제거하지 않고 $80^{\circ}C$ 35분, $60^{\circ}C$ 15분 열처리 하거나, 골수강을 완전소파 후 $60^{\circ}C$ 15분, $70^{\circ}C$ 15분, $80^{\circ}C$ 15분 열처리해서는 각군사이에 염전력의 유의한 차이는없었다. 이상의 결과로 돼지 경골의 경우 $60^{\circ}C$ 항온에서는 35분까지, $80^{\circ}C$이하의 항온에서는 15분까지 열처리하여도 골강도에는 거의 영향이 없는 것으로 나타났다.

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국방 빅데이터/인공지능 활성화를 위한 다중메타데이터 저장소 관리시스템(MRMM) 기술 연구 (A Research in Applying Big Data and Artificial Intelligence on Defense Metadata using Multi Repository Meta-Data Management (MRMM))

  • 신우택;이진희;김정우;신동선;이영상;황승호
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.169-178
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    • 2020
  • 국방부는 감소되는 부대 및 병력자원의 문제해결과 전투력 향상을 위해 4차 산업혁명 기술(빅데이터, AI)의 적극적인 도입을 추진하고 있다. 국방 정보시스템은 업무 영역 및 각군의 특수성에 맞춰 다양하게 개발되어 왔으며, 4차 산업혁명 기술을 적극 활용하기 위해서는 현재 폐쇄적으로 운용하고 있는 국방 데이터 관리체계의 개선이 필요하다. 그러나, 국방 빅데이터 및 인공지능 도입을 위해 전 정보시스템에 데이터 표준을 제정하여 활용하는 것은 보안문제, 각군 업무특성 및 대규모 체계의 표준화 어려움 등으로 제한사항이 있고, 현 국방 데이터 공유체계 제도적으로도 각 체계 상호간 연동 소요를 기반으로 체계간 연동합의를 통해 직접 연동을 통하여 데이터를 제한적으로 공유하고 있는 실정이다. 4차 산업혁명 기술을 적용한 스마트 국방을 구현하기 위해서는 국방 데이터를 공유하여 잘 활용할 수 있는 제도마련이 시급하고, 이를 기술적으로 뒷받침하기 위해 국방상호운용성 관리지침 규정에 따라 도메인 및 코드사전을 생성된 국방 전사 표준과 각 체계별 표준 매핑을 관리하고 표준간 연계를 통하여 데이터 상호 운용성 증진을 지원하는 국방 데이터의 체계적인 표준 관리를 지원하는 다중 데이터 저장소 관리(MRMM) 기술개발이 필요하다. 본 연구에서는 스마트 국방 구현을 위해 가장 기본이 되는 국방 데이터의 도메인 및 코드사전을 생성된 국방 전사 표준과 각 체계별 표준 매핑을 관리하고, 표준간 연계를 통하여 데이터 상호 운용성 증진을 지원하는 다중 데이터 저장소 관리 (MRMM) 기술을 제시하고, 단어의 유사도를 통해 MRMM의 실현 방향성을 구현하였다. MRMM을 바탕으로 전군 DB의 표준화 통합을 좀 더 간편하게 하여 실효성 있는 국방 빅데이터 및 인공지능 데이터 구현환경을 제공하여, 스마트 국방 구현을 위한 막대한 국방예산 절감과 전투력 향상을 위한 전력화 소요기간의 감소를 기대할 수 있다.

컴퓨터를 이용한 치아크기 계측시 재현도와 정확도에 관한 연구 (Reproducibility and accuracy of tooth size measurements obtained by the use of computer)

  • 김은정;황현식
    • 대한치과교정학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.563-573
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    • 1999
  • 본 연구는 치아크기 측정시 버니어 캘리퍼스를 사용한 계측치와 석고모형을 촬영하여 컴퓨터를 사용한 계측치를 서로 비교함으로써 석고모형 분석시 컴퓨터 이용 가능성을 알아보고자 시행되었다. 치아밀집치열 특징을 지니며 모든 치아의 맹출이 완료된 상하악 20조의 석고 모형의 좌측 중절치부터 제 1대구치까지 12개의 치아를 대상으로 하여, 각 치아의 근원심폭경을 버니어 캘리퍼스와 컴퓨터를 이용하여 2주 간격으로 2회 측정하여 실험측정치를 얻은 다음, 측정에 이용된 석고모형을 근원심접촉점 부위에서 개개치아로 분리한 후, 마이크로미터를 이용하여 측정한 표준치와 비교분석하였다. 계측시 오차의 원인을 알아보기 위하여 상하악의 occlusogram을 얻어 각 치아의 접촉점 이탈유무 및 정도를 구하고, TARG (Torque Angulation Reference Guide)를 이용하여 각 치아의 근원심경사도를 계측한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 2회 측정에 대한 재현도 비교시 버니어 캘리퍼스를 사용한 경우 12 개 치아 중 3개의 치아에서 유의한 차이가 나타났으며 컴퓨터의 경우에는 1 개의 치아에서 차이가 나타났다. 2. 치아크기 계측의 정확도를 알아보기 위하여 표준치와 비교한 결과, 버니어 캘리퍼스를 사용한 경우 12개 중 3개의 치아에서 유의한 차이가 있었으며 컴퓨터의 경우에는 12 개 중 2 개의 치아에서 차이가 나타났다. 3. 버니어 캘리퍼스를 사용한 경우 상악 제 1 대구치는 표준치에 비해 크게, 하악 제 1 대구치는 표준치에 비해 작게 재는 경향을 보였으며 컴퓨터의 경우 상하 제 1 대구치 모두 표준치에 비해 크게 재는 경향을 보였다. 4. 버니어 캘리퍼스로 계측시에는 하악 제 1 대구치가 가장 큰 오차를 보였으며 치아별로 오차정도가 다양하게 나타난 반면, 컴퓨터의 경우 치아별 오차정도의 차이를 보이지 않았다. 5. 접촉점 이탈정도 및 치관의 근원심 경사도와 오차정도의 상관성을 살펴본 결과 버니어 캘리퍼스로 측정한 경우 유의한 상관관계를 보이지 않았으나 컴퓨터로 계측한 경우 약한 순상관관계를 보였다. 이상의 결과는 모형분석을 위한 치아크기 계측시 컴퓨터 이용이 가능함을 시사하였다.

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산림화재예측(山林火災豫測) Model의 개발(開發)을 위(爲)한 연구(硏究) (Developing Fire-Danger Rating Model)

  • 한상열;최관
    • 한국산림과학회지
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    • 제80권3호
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    • pp.257-264
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    • 1991
  • 우리나라는 1980년대초 산림녹화(山林綠化)를 달성하고, 본격적인 산림자원조성시대(山林資源造成時代)로 진입하게 되었다. 산지자원화(山地資源化)를 달성하기 위해서는 최근 대형화고 있는 산림화재(山林火災)에 대한 과학적인 관리체계수립이 절실히 요청된다. 본 연구(硏究)에서는 산림화재(山林火災)의 원인을 기상요인(氣象要因)과 인위적(人爲的) 요인(要因)으로 대별하여 산림화재(山林火災) 발생위험(發生危險)을 예측할 수 있는 Model을 개발하므로써 산림화재(山林火災)의 조기발견(早期發見) 및 진화(鎭火)를 가능케 하고 위험도가 높은 지역에 진화장비(鎭火裝備) 및 진화인원(鎭火人員)을 사전에 배치하는 등, 과학적인 산림화재방지(山林火災防止)의 이론적(理論的) 기초(基礎)를 제공하고자 수행하였다. (1) 기상인자(氣象因子)를 이용한 산화위험율추정(山火危險率推定)은 선형확율(線形確率)모델(LPM)을 기초로 하여 여러 시계열 기상인자를 독립변수(獨立變數)로 하고 산화발생의 유무(有無)를 종속변수(從屬變數)로 한 WLS분석(分析)을 수행하여 확률모델화 하였다. (2) 인위적요인(人爲的要因)에 의한 산화위험율추정(山火危險率推定)은 산화발생건수를 이용하여 각(各) 시(市) 군별(郡別) 잠재위험등급(潛在危險等級)을 산정하고, 산화발생사례를 원인별로 규명하여 각 원인들이 전체 산화에서 차지하는 비율에 각 원인별로 산화전문가의 주관적인 판단에 의해 위험등급을 매겨 당일(當日) 산화위험지수(山火危險指數)를 작성해서, 잠재위험등급(潛在危險等級)과 당일산화지수(當日山火指數)를 조합(組合)하여 인위적(人爲的)인 요인(要因)에 의한 산화위험을 지수화(指數化)하였다. (3) 앞의 기상요인(氣象要因)에 의한 산화위험(山火危險) Model에 지난 8년간의 기상자료를 대입하여 얻은 확률들을 기준으로 위험수준을 일정구분하여, 이를 인위적(人爲的)인 요인(要因)에 의한 산화발생지수(山火發生指數)와 조합하여 최종(最終) 산화발생위험지수(山火發生危險指數)를 작성하였다.

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범죄 및 피해자 특성과 범죄피해 내용의 관계 탐색: 랜덤포레스트 알고리즘에 기초한 변인선택 (An exploration of the relationship between crime/victim characteristics and the victim's criminal damages: Variable selection based on random forest algorithm)

  • 한유화;이우열
    • 한국심리학회지:법
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    • 제13권2호
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    • pp.121-145
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    • 2022
  • 본 연구는 범죄 및 피해자 특성과 범죄피해 내용의 관련성을 확인하기 위하여 2010년부터 2018년까지 격년으로 수집된 전국범죄피해조사 자료에 랜덤포레스트 알고리즘을 적용하였다. 전체 자료 중 범죄피해경험이 있는 사례 및 관심 변인을 선별하여 분석자료를 구성하였으며, 총 3080건 자료의 성별, 연령(생애주기단계), 범죄유형, 가해자 면식여부, 반복피해 여부, 심리적 피해내용(우울함, 고립감, 극심한 두려움, 신체증상, 대인관계 문제, 사람을 피해 이사, 자살 충동, 자살 시도) 및 범죄피해 후 감정변화(자기보호 자신감, 자존감, 타인에 대한 신뢰감, 사법기관에 대한 신뢰감 및 사법제도와 법에 대한 존중감의 변화)를 나타내는 변인들이 분석자료에 포함되었다. 전통적 통계기법을 적용하기 어려운 자료의 특성을 고려하여, 본 연구는 범죄피해 내용(심리적 피해내용과 감정변화)을 이용하여 범죄 및 피해자 특성을 예측하기 위한 랜덤포레스트 알고리즘을 다섯 번 실행하고, VSURF 함수를 이용하여 범죄 및 피해자 특성을 잘 예측하는 범죄피해 내용 변인들을 선택하였다. 분석 결과, 범죄유형과 우울함, 극심한 두려움 및 신체증상의 관련성, 가해자 면식여부와 신체증상 및 대인관계 문제의 관련성, 반복피해 여부와 사법제도와 법에 대한 존중감 변화의 관련성이 확인되었다. 성별과 생애주기단계(청소년/성인/노인)는 각각 극심한 두려움과 자기보호 자신감 변화와 관련이 있는 것으로 확인되었으나 의미를 부여하기 위해서는 추가적 경험자료가 필요할 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 범죄피해평가제도의 실효성을 높이기 위해 전문가 교육과정에 범죄 및 피해자 특성과 범죄피해 내용에 관한 지식과 사례교육의 제공 및 면담전략과 법률지식에 관한 교육강화가 필요함을 시사한다.

Henoch-Schönlein Purpura 신염과 특발성 신증후군에서 Tumor Necrosis Factor Alpha와 단백뇨와의 관련성에 관한 임상적 연구 (Clinical Study of the Correlation of Tumor Necrosis Factor Alpha and the Proteinuria of Henoch-Schönlein Nephritis and Idiopathic Nephrotic Syndrome)

  • 정동호;박정현;정혜천;구현회;이준호;하태선
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제45권2호
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    • pp.240-246
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    • 2002
  • 목 적 : 신사구체 질환의 발생과 진행에 있어서 tumornecrosis factor-${\alpha}$($TNF-{\alpha}$)의 혈청 농도가 관련이 있다는 것과 혈청 농도보다는 신장내 농도가 더 중요하다는 주장이 있다. 이에 본 연구자들은 신사구체 신염 질환인 HSP 신염(HSN)과 신증후군 질환인 특발성 신증후군(INS)에서 $TNF-{\alpha}$와 단백뇨와의 관련성을 알아보고자 했다. 방 법: 1998년 3월부터 2001년 3월까지 충북대학교병원 소아과를 방문한 HSP 21명, INS 22명을 대상으로 혈액과 소변을 채취하였다. 단백뇨가 있는 경우는 24시간 동안 단백량을 creatinine에 대한 비를 구하여 비교하였다. $TNF-{\alpha}$의 농도 측정은 mouse anti-human $TNF-{\alpha}$ 항체를 이용한 sandwitch ELISA법을 이용하였다. 통계는 Statistical Analysis System(SAS)을 이용하여 Kruskall-Wallis test, Wilcoxon rank sum test, Spearmann test, paired t-test를 시행하였으며 유의 수준은 P<0.05를 기준으로 하였다. 결 과 : HSP에서 신장 침범이 없는 환아보다 신장 침범을 보인 환아에서 $TNF-{\alpha}$ 농도는 혈청에서 높았으나(P=0.009) 요에서는 유의한 차이가 없었다(P=0.088). HSN에서 혈청 $TNF-{\alpha}$의 농도에 비례하여 요단백이 의미 있게 증가하였고(P=0.004), 요 $TNF-{\alpha}$의 농도에 따라 요단백이 증가하는 양상이었지만 통계적 의의는 없었다(P=0.053). INS에서 단백뇨와 관련하여 혈청에서 P=0.763, 요에서 P=0.007으로 요의 $TNF-{\alpha}$의 농도에서만 통계적 의의가 있었다. 결 론: HSN에서 혈청 $TNF-{\alpha}$의 농도에 비례하는 신사구체의 손상으로 인해 요단백이 증가하고, INS에서는 여과된 단백에 의한 신세뇨관의 손상과 이에 따른 요의 $TNF-{\alpha}$의 증가로 추론할 수 있다. 따라서 HSP 환아에서 초기에 혈청 $TNF-{\alpha}$의 농도를 낮추는 치료를 시행함으로서 신염으로 이환되는 것을 예방하고, HSN 환아에서도 혈청 $TNF-{\alpha}$의 농도를 낮추는 치료를 적극적으로 하여 병의 진행을 막을 수 있을 것으로 사료되며, 신증후군에서는 단백뇨를 줄이는 치료를 하여 신장의 병변이 악화되는 것을 지연시킬 수 있을 것으로 사료된다.

심초음파의 조영제의 임상적 유용성: 개에서 좌심영상화에 대한 조영제 용량의 영향 (Clinical Usefulness of Contrast Echocardiography: The Dose Effect for Left Ventricle Visualization in Dogs)

  • 신창호;황태성;윤영민;정동인;연성찬;이희천
    • 한국임상수의학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.486-490
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    • 2015
  • 이차원 초음파는 심장 기능의 평가에 있어 널리 이용되어지고 있다. 심혈관계 질환의 진단을 위해서는 좌심실 내강의 영상화가 필수적이다. SonoVue$^{TM}$는 육불화황 가스로 안정화된 새로 나온 조영제이다. 현재 이 초음파 조영제를 이용하여 활발한 연구가 진행되고 있으나, 개에서 진단을 위한 가장 효율적인 용량에 대한 연구가 없었다. 이 연구의 목적은 SonoVue$^{TM}$ 조영제를 이용하여 좌심실 내강의 영상화에 있어 효율적인 용량을 찾는데 있다. 열 마리의 건강한 비글 성견을 실험에 이용하였다. 본 연구에서는 조영제의 용량을 각 0.03 ml/kg, 0.05 ml/kg 그리고 0.1 ml/kg 으로 사용하여 각 용량에서의 좌심실 내강의 영상화 되는 시간을 비교하였다. 내강이 영상화되는 시간의 측정은 segmental score를 이용하였다. Segmental score법은 좌심실 내강을 6개의 가상의 구역으로 나누고 각 구역이 영상화되는 것을 수치화 하는 방법이다. 본 연구에서는 일반적으로 유의성이 있다고 할 수있는 segmental score가 5이상일 때의 시간을 측정하였다. 그리고 재연성의 평가를 위해 3명의 관찰자가 실험에 동참하였다. 측정치의 통계분석은 SPSS 14.0버전에서 일원배치 분산분석과 Scheffe 다중 비교를 이용하였다. 각 용량에서(0.03 ml/kg, 0.05 ml/kg, 0.1 ml/kg) 좌심실이 영상화 되는 평균 시간은 3.54초, 6.15초, 24.39초로 나타났다. 표준편차는 각 용량별 2.14124, 2.61205, 11.09802로 나타났다. 실험에 참여한 모든 동물에서 과민 반응, 심마진, 혈관 부종 등의 부작용이 나타나지 않았다. 결론적으로 소노뷰 조영제를 이용하여 좌심실 내강의 영상화시 가장 효율적인 조영제의 용량은 단위체중당 0.1 ml/kg이며, 이 용량에서 재연성 역시 가장 높았다.

Monascus 균사체의 소규모 배양을 통한 고생산성 균주의 대규모 선별방법 확립과 통계적 생산배지 최적화를 통한 Monacolin-K 생산성 향상 (Establishment of Miniaturized Cultivation Method for Large and Rapid Screening of High-yielding Monascus Mutants, and Enhanced Production of Monacolin-K through Statistical Optimization of Production Medium)

  • 이미진;정용섭;김평현;전계택
    • KSBB Journal
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    • 제22권5호
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    • pp.305-312
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    • 2007
  • 가능한 한 대량의 균주를 테스트하여 고생산성을 지닌 균주를 신속히 선별하기 위해서는 소규모 액상배양 방법의 확립이 필수적인데, 강력한 지질저하제인 monacolin-K의 생산균주인 균사형성 Monascus의 경우 포자나 균사체의 형성이 활발하지 않은 배양 생리적 특성으로 인해 소규모 (miniature) 액상배양이 매우 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 monacolin-K 고생산성 균주개량의 효율성을 큰 폭으로 증가시키고자, 기존의 플라스크 액상배양 방법을 소규모화시킨 tube 배양 방법을 개발함으로써 단기간에 보다 많은 양의 균주를 테스트하고자 하였다. 이차대사산물인 monacolin-K의 생합성은 각각의 배양단계에서의 생산균주의 배양형태가 중요한데, 특별히 최종 생산배양에서 생산성 증가에 심각한 영향을 미치는 배양형태인 직경 1 mm 이하의 pellet 모양을 유도하기 위해서는 성장배양 시에 반드시 고농도의 균사모양이 유도되어야 하는 것으로 관찰되었다. 50 ml tube (7 ml의 조업부피)를 이용하는 소규모 액상 성장배양의 경우 solid seed 배양 단계에서의 포자형성배지의 조성을 통계적 방법을 통해 최적화하고, 또한 성장배지 성분에 brown rice 가루 20 g/L를 첨가할 때, 원하는 균사모양의 배양형태가 유도됨을 확인할 수 있었다. 한편 7 ml의 조업부피의 tube를 이용한 소규모 성장배양 방법의 개발로 인해, 기존의 flask 배양을 이용할 때보다 단기간에 훨씬 많은 변이주의 생산성을 조사하게 되어 균주개량 속도를 큰 폭으로 향상시킬 수는 있었으나, 선별된 개별 균주의 monacolin-K의 생산성은 오히려 전체적으로 감소하는 경향을 보여 주었다. 이러한 결과는 소규모 배양방법을 확립하기 위해 새로이 개발한 포자형성배지와 성장배지의 조성변화로 인해 기존에 확립된 생산배지에서는 생산균주의 monacolin-K 생합성 능력이 최대로 발휘되지 않았기 때문에 발생한 것으로 판단되었다. 따라서 본 연구를 통해 확립된 소규모 성장배양에 적합한 최적의 생산배지 조성을 확립하고자 통계적 방법인 Plackett-Burman design을 적용하여 monacolin-K 생산성 향상에 영향을 주는 glycerol, malt extract, yeast extract, brown rice의 4가지 성분들을 최종 선별하였고, 또한 이들의 최적농도 결정을 위해 반응표면분석 실험을 수행하였다. 이와 같이 결정된 최적 생산배지를 사용하여 생산배양을 수행한 결과, monacolin-K의 생산성이 2배 이상 증가하고, 배양 형태 또한 용존산소와 영양분의 전달이 매우 용이한 직경 1mm 이하의 pellet 모양을 유지함을 확인할 수 있었다.

치과용 모형 스캐너의 지대치 중첩 과정이 최종 가상 모형에 미치는 영향 (Effect of abutment superimposition process of dental model scanner on final virtual model)

  • 유범영;손큰바다;이규복
    • 대한치과보철학회지
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    • 제57권3호
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    • pp.203-210
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    • 2019
  • 목적: 본 연구는 치과용 모형 스캐너를 이용하여 단일 전장관과 3본 고정성의치 모형을 스캔하는 과정에서 지대치의 중첩 과정이 최종 가상 모형에 미치는 영향을 알아보려 하였다. 재료 및 방법: 평가를 위해 단일 전장관과 3본 고정성의치를 위한 석고 모형을 제작하였다. 그리고 Pindex system을 이용하여 핀 작업된 모형을 제작하였다. 기준 스캔 데이터(CAD Reference Model)와 실험 스캔 데이터(CAD Test Model)를 획득하기 위해서 치과용 모형 스캐너(E1, 3Shape A/S, Copenhagen, Denmark)를 이용했다. 기준 스캔 데이터는 지대치를 분할한 후 탈착하지 않고 스캔하였다. 그리고 실험 스캔 데이터는 분할된 지대치를 분리하여 스캔 후, 기준 스캔 데이터에 중첩되었다(n = 20). 마지막으로 3차원 검사 소프트웨어(release 2018.0.0; Geomagic control X; 3D Systems)를 이용하여 root mean square (RMS)를 분석하였고, 통계 분석은 Mann-Whitney U test를 사용하였다 (${\alpha}=.05$). 결과: 단일 전장관 지대치의 RMS 평균은 $10.93{\mu}m$, 3본 고정성의치 지대치의 RMS 평균은 $6.9{\mu}m$가 나왔다. 두 그룹의 RMS 평균값은 통계적으로 유의한 차이를 보여줬다 (P < .001). 또한 두 그룹의 양(positive)과 음(negative)의 오류는 단일 전장관 지대치는 $9.83{\mu}m$, $-6.79{\mu}m$, 3본 고정성의치 지대치는 $6.22{\mu}m$, $-3.3{\mu}m$의 평균값이 나왔다. 두 그룹의 양과 음의 오류 평균값은 통계적으로 모두 3본 고정성의치 지대치가 단일 전장관 지대치보다 통계적으로 유의하게 낮은 값을 보여주었다 (P < .001). 결론: 핀 작업된 모형의 스캔 과정에서 지대치의 개수가 증가하여도 지대치의 중첩에 의한 오류는 증가하지 않았다. 또한 단일 전장관 지대치에서 유의하게 높은 오류를 보였지만 임상적으로 허용 가능한 스캔 정확도의 범위에 있다.

산림 총일차생산량 예측의 공간적 확장을 위한 인공위성 자료와 기계학습 알고리즘의 활용 (Application of Machine Learning Algorithm and Remote-sensed Data to Estimate Forest Gross Primary Production at Multi-sites Level)

  • 이보라;김은숙;임종환;강민석;김준
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제35권6_2호
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    • pp.1117-1132
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    • 2019
  • 산림생태계 내의 총일차생산량은 산림 자원 생산량과 직결되고, 산림생태계의 건강성, 산림식물계절 및 생태계 서비스의 중요한 지표가 된다. 이 연구에서는 인공위성 자료와 기계학습 알고리즘을 활용하여 우리 나라의 산림유역의 총일차생산량을 연구하였다. 에디공분산 타워가 있는 6개 지점에서의 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 산출물과 에디공분산타워의 총일차생산성으로 연구기간의 75%-80%에 해당하는 자료로 기계학습 알고리즘을 훈련하고 나머지 기간으로 구축된 모델의 총일차생산성 예측 결과를 검증하였다. 모델을 구축할 때 MODIS 지상 산출물과 대기 산출물을 조합하여 새로운 입력자료(e.g., 포화수증기압차)를 모델의 입력자료(Processed MODIS)로 사용하였을 때와 이러한 과정 없이 QC(Quality control)만 거친 MODIS 산출물을 그대로 입력자료(Unprocessed MODIS)로 사용하였을 때의 총일차생산량을 비교해 보고 그 활용 가능성에 대해 고찰하였다. 추가로 MODIS 총일차생산량 산출물(MYD17)과 에디공분산 총일차생산성 및 기계학습 알고리즘 기반의 총일차생산성과의 상관관계를 보고 그 적합성에 대해 논의하였다. 이 연구에서 사용된 기계학습 알고리즘은 Support Vector Machine (SVM)으로 산림생태계 연구에서 가장 많이 사용되고 있는 기계학습 알고리즘 중 하나이다. 기계학습 알고리즘 기반(SVM 모델)의 총일차생산량 예측 결과는 MODIS 총일차생산량 산출물(MYD17)보다 에디공분산 총일차생산량과 전반적으로 높은 상관관계를 보였고 특히 식생 성장을 시작하는 시점의 값을 좀더잘 예측하는 결과를 보였다. 단일 지역에서 Unprocessed MODIS 입력자료로 훈련된 SVM 모델 결과는 피어슨 상관계수 0.75 - 0.95 (p < 0.001), 6개의 연구 지점에서 훈련된 SVM 모델 결과는 피어슨 상관계수 0.77 - 0.94 (p < 0.001) 사이를 보였다. 이 결과는 훈련 자료에 다양한 이벤트들이 포함되면 모델의 예측력이 향상되는 가능성을 보여주었고 위성영상의 산출물을 재계산하여 새로운 산출물을 내는 과정을 거친 위성 자료가 아니어도 그 예측력에는 크게 문제가 없음을 보여주었다.