컴퓨터 성능의 발전으로 빅데이터의 효율적인 사용이 가능해지면서, 심층 학습(deep learning)은 다양한 의료 분야에 활용할 수 있는 핵심적인 인공지능(artificial intelligence, AI) 기법으로 각광받고 있다. 이에 본 종설은 뇌종양 진단과 치료에 사용되는 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI)의 심층 학습 기법을 소개하고자 하였다. 먼저 국내 AI의 의료 분야 도입의 동향을 분석하고, 이를 바탕으로 MRI를 활용한 뇌종양의 진단과 치료에 적용할 수 있는 심층 학습 기법과 그 결과들을 기술하였다. 뇌종양 진단과 치료 시, 심층 학습을 이용한 최근 사례는 영상 분류, 영상 품질 개선, 영상 분할로 나타났으며, 질병의 진단과 치료에 적용할 수 있는 객관적이고 높은 성능 수치를 나타내면서 그 유용성을 확인 할 수 있었다. 종합하자면, 심층 학습은 질병의 진단과 치료에 적용할 수 있는 유용한 지표이며, AI 역량을 지닌 의료진의 지도하에 점진적인 도입이 이뤄진다면 질병의 진단과 치료에 큰 도움을 주는 훌륭한 소프트웨어로 활용될 것으로 여겨진다. 본 종설이 심층 학습을 이해할 때 많은 도움이 되길 바라며, 향후 관련 연구를 수행할 때 가이드라인으로 활용될 것을 기대 한다.

염증성 사이토카인은 파골세포형성과정에서 중요한 요인이며, 뼈의 흡수는 자주 골다공증과 연결된다. 설포라판은 보로콜리의 화뢰로 부터 분리된 물질로 염증성 사이토카인을 억제한다고 알려져 있다. 본 실험 에서는 Receptor activator of nuclear factor kappaB ligand(RANKL)로 자극된 세포에서 설포라판이 파 골세포 형성 억제에 대한 효과를 측정하였다. 설포라판은 대식세포인 RAW 264.7 세포에서 파골세포 특이 마커 유전자인 tartrate-resistant acid phosphatase(TRAP), Cathepsin K, matrix metalloproteinase 9 (MMP-9), calcitonin receptor을 저해하였으며, TRAP, MMP-9, tumor necrosis factor receptorassociated factor 6(TRAF6)와 전사인자인 nuclease factor of activated T cells(NFATc1)의 단백질 발현 과 RANKL로 자극하였을 때 전자인사인 nuclear factor kappaB(NF-kappaB)의 전사활성도 억제 하였다. 이와 같은 결과로 설포라판이 NF-kappaB의 전사활성 억제뿐만 아니라, 파골세포형성인자(TRAP, cathepsin K, MMP-9, calcitonin, NFATc1)와 NFATc1의 발현을 억제시키는 효과가 있음을 확인하였다.

목 적 : 이번 연구는 본 의료기관에서 개발하여 적용된 인공장치가 삽입된 환자에 대한 MRI처방 제어프로그램의 개발과 적용 및 인공장치에 대한 MR적합성 데이터베이스 정보를 제공하고 공유하는데 있다. 대상 및 방법 : 체내 인공장치가 삽입 된 환자에 대한 MRI처방 제어프로그램은 의사의 MRI처방 발생단계와 부서예약단계 그리고 검사실 예약 및 접수의 세가지 단계로 나누어 개발되었다. MR적합성 데이터베이스는 인공와우(cochlear implant), 심장박동기(Pacemaker), 신경자극기(Deep Brain Stimulator, DBS) 미주신경자극기(Vagus Nerve Stimulator), Programmable Valve, 유방조직확장기(breast tissue expander), 이식형 심실제세동기(Implantable Cardioverter Defibrillator, ICD), 심장재동기(Cardiac Resynchronization Therapy, CRT), 척수신경자극기(Spinal Cord Stimulator) 등의 9종류의 장치에 대해 ASTM의 기준에 따라 MR safe, conditional, unsafe로 분류했다. 결 과 : 전산 제어프로그램의 적용으로 MRI검사를 시행할 수 없거나 제한 된 조건에서만 시행이 가능한 검사금기·주의 장치가 삽입 된 환자에 대한 MRI검사에 대해 처방 발생 전에 제어하고, 처방이 발생되더라도 MRI검사실에서 예약조절을 통해 유관부서 또는 제조사와의 업무협조를 가능하게 되었고, 환자와 병원에 가장 중요한 안전사고를 미리 예방할 수 있게 되었다. 또한 MR적합성 데이터베이스를 통해 9종류 약 166개 장치에 대한 MR적합성을 분류하였다. 결 론 : 본 연구에서 체내 인공삽입 장치가 있는 환자에 대한 MR처방 제한프로그램의 개발과 적용으로 인해 검사금기장치에 대한 처방발생을 방지하고 검사주의장치에 대한 안전한 MRI 검사를 제공하게 되었다. 또한 체내 삽입장치 9개 종류 166개 장치에 대한 MR적합성 분류를 통해 국내 의료기관에 MR안전관리에 대한 정보를 제공하게 되었다.

방사선 방호의 목적 중 하나는 확률적 영향을 최소화 하는 것이다. PCXMC 2.0은 몬테카를로 시뮬레이션 기반의 프로그램으로 입사표면선량을 통해 유효선량과 암의 발병확률을 예측가능하게 해준다. 그렇기 때문에 선량계에 따른 입사표면선량 측정이 특히 중요하다. 본 연구는 반도체 선량계, 일반 선량계, 유리선량계를 통해 입사표면선량을 측정하고 그에 따른 결정 장기의 유효선량과 발병 확률을 비교분석 하는 것에 목적을 두었다. 실험방법은 두개부, 흉부, 복부의 선량계 별 입사표면선량을 측정하고 PCXMC 2.0을 통해 부위 별 결정 장기의 유효선량과 암의 발병 확률을 평가하였다. 그 결과 부위 별 입사표면선량은 동일한 조건임에도 일반 선량계, 반도체 선량계, 유리 선량계 순으로 차이가 났다. 이를 토대로 유효선량과 결정 장기의 암 발병 확률을 분석한 결과 또한 일반 선량계, 반도체 선량계, 유리 선량계 순으로 차이가 났다. 결론적으로 동일한 조건임에도 사용한 선량계에 따라 유효선량과 발병 위험도는 다르게 나타났음을 알 수 있었고, 본 연구를 통해 각각의 선량계에 따른 정확한 입사표면선량 모델을 제시하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다.

Propionibacterium acnes (P. acnes)는 여드름의 주요 병원성균으로 염증성 질환에 관련된 미생물 중 에 하나이다. 본 연구에서는 여드름 주요 유발 균주인 P. acnes에 대하여 70% Ethanol로 추출한 제주 자생 식물 추출물의 항균활성을 disc diffusion test 실험을 이용하여 측정하였다. 실험 결과 61개의 제주 자생 식물 추출물 중에서 45개 추출물의 항균 활성이 검출되었으며, 16개의 추출물은 항균 활성이 검출되지 않았다. 그중 에서 여우 구슬(Phyllanthus urinaria L.) - 줄기⋅잎 추출물이 18.96 ± 0.69 mm로 가장 높은 항균 활성을 나타내었고, 참당귀(Angelica gigas Nakai) - 뿌리, 돌외(Gynostemma pentaphyllum (Thunb.) Makino), 참당귀(Angelica gigas Nakai) - 잎⋅줄기, 산박하(Isodon inflexus (Thunb.) Kudo), 차나무(Camellia sinensis L.) - 꽃, 그리고 로즈마리(Rosmarinus officinalis L.) - 줄기 추출물 순으로 높은 항균 활성을 나타내었다. 이러한 결과는 제주 자생 식물 추출물이 여드름 치료⋅예방의 항균제 및 기능성 화장품 천연 원료로써의 이용 가능성을 제안한다.

본 연구는 황토와 황토에서 분리한 점토(clay fraction)를 이용하여 수용액 내 양이온의 종류와 농도에 따른 점토광물의 분산과 응집의 변화를 알아보고자 하였다. 본 연구를 위하여 사용한 황토는 전남 나주시 동강면 장동리 황토로 지표면으로 부터 90~130 cm 깊이에서 채취하였다. 황토와 황토에서 분리한 점토(〈 2 μm) 그리고 이들 시료로부터 결정질 철과 비결정질 철을 제거한 황토와 점토시료를 이용하여 실험을 실시하였다. 이온의 종류와 농도에 따른 점토광물의 저면간격과 물리적 성질의 변화를 알아보기 위하여 4가지 양이온(Na+, K+, Mg2+, Ca2+)과 이들 이온의 농도(0.001 M~1 M)를 변화시켰을 때 광물의 침강속도와 점토광물의 저면간격의 변화를 연구하였다. 장동리 황토의 주 구성광물은 석영이며, 황토로부터 분리한 점토는 카올리나이트, 일라이트, 버미큘라이트로 이루어져 있다. 장동리 황토의 비결정질 철과 결정질 철의 함량은 각각 16.3 mg/kg과 436 mg/kg으로 주로 결정질 철로 이루어져 있다. 이온농도가 다른 4가지 이온을 추가한 수용액에서 구성 입자의 크기가 작은 점토가 황토에 비하여 분산이 더 잘되었다. 황토광물을 코팅하고 있는 결정질 철과 비결정질 철을 제거하기 전과 제거한 후 광물의 분산실험 결과에서 철을 제거한 시료가 분산이 더 잘 일어났으며 이는 코팅된 철 산화물이 광물입자들의 분산을 방해하는 것으로 사료된다. 수용액 중 이온의 종류와 농도가 광물의 분산에 미치는 영향 실험결과에 따르면 첨가한 이온의 농도가 클수록 그리고 양이온 전하량이 클수록 침강속도가 빨랐다. X-선 회절 분석 결과에 따르면 카올리나이트와 일라이트는 양이온의 종류와 농도에 따른 저면 간격의 변화가 없었다. 하지만 버미큘라이트는 일반적으로 +2가 양이온을 첨가한 경우 저면간격이 14.04 a으로 +1가 양이온의 13.9 a보다 크게 나타났다. 이는 +2가 양이온들의 수화반경이 +1가 양이온보다 크기 때문으로 사료된다. 따라서 광물에 코팅된 철과 수용에 내의 이온의 종류와 농도가 광물의 분산 및 버미큘라이트와 같은 팽창성 점토광물의 저면간격에 영향을 줄 수 있음을 시사한다.