농촌지역 맞춤형 돌발재해 감지 USN 모듈, 게이트웨이 및 통신프로토콜 개발

배연정 ( Yeon-joung Bae ),서승원 ( Seung-won Seo ),김성필 ( Seong-pil Kim ),배승종 ( Seung-jong Bae ),김수진 ( Soo-jin Kim ),배원길 ( Won-gil Bae ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

본 연구에서는 농업·농촌시설 돌발재해 모니터링을 위한 맞춤형 USN 모듈, 게이트웨이 및 통신프로토콜 개발하고자 하였다. 농촌지역은 대부분 센서 설치 및 운용 환경이 매우 열악한 곳으로, 이러한 현장 여건을 감안하여 돌발재해감지 USN 모듈은 매우 단순한 형태의 개발하고 설치 후 배터리의 충전 없이 최소 2~3년, 음영지역에서 태양광 충전이 가능하도록 하기 위한 태양전지 판넬의 이용, 통신 및 센싱에 필요한 전력 소모를 최소화 하는데 개발 목적을 두었다. 또한, 무선(RF) 방식의 통신 방식을 지원하여 5km 원거리에서 데이터 수집이 가능하도록 개발하여 시군구 단위로 센서네트워크 망의 구축이 가능하도록 하였다. 돌발홍수를 위한 USN 모듈로 초음파 센서를 활용하였으며, 산사태 감지를 위한 센서로는 6축 자이로 센서를 적용하였다. 또한 통신에 필요한 전력소모를 최소화 하기 위해 이상 징후가 없는 경우에는 1시간 간격으로 게이트웨이에 Keep-Alive 통신만을 하고, 이상징후가 있을 경우에는 1분 간격의 통신, 그리고 일정 임계값 이상을 초과하는 경우에는 실시간으로 데이터를 전송할 수 있도록 통신 프로토콜을 구성하였다. 일반적으로 무선 센서-네트워크의 통신 프로토콜은 IEEE 802.15.4 표준을 따르고 있으며, ZigBee Alliance은 IEEE 802.15.4 표준에서 정의한 MAC/PHY 프로토콜 위에 애플리케이션 서비스에 필요한 유연한 네트워크 구조(Topology), 라우팅 알고리즘, 보안 등의 기능을 포함한 Network 계층 레이어의 프로토콜 스택을 포함하고 있다. 그러나 IEEE 802.15.4 표준은 100m 내외의 통신 반경에서의 센서-네트워크를 기본 가정으로 하고 있기 때문에 본 연구에 적용하기에 적합하지 않다. 특히, 센서 현장 설치 여건이 열악하고 저전력으로 운용할 수 있는 형태로 개발하기 위해서는 별도의 무선 센서-네트워크 프로토콜의 설계가 요구된다. 이를 위해 본 연구에서는 10mA 이하의 소출력에서 장거리 통신이 가능한 RF 통신 모듈 사용을 전제하고 이에 맞는 통신 프로토콜 스택을 개발하였으며, 센서간의 네트워크 토폴로지 형태는 게이트웨이를 중심으로 하는 스타(star) 방식을 채용하였고, 무선 통신 구간을 확대하기 위해 중계기 기능을 추가하고 각각의 중계기는 하위 센서 정보를 포함하는 형태의 계층적 라우팅(Hierarchical Routing) 방법을 적용하였다.

내시경하 갑상선절제술에 있어 CO₂ 가스주입은 안전한가?

최원범(Won Beom Choi),박용래(Yong Lai Park),최준호(Jun Ho Choe),김흥대(Hung Dai Kim),배원길(Won Gil Bae) 대한외과학회 2007 Annals of Surgical Treatment and Research Vol.73 No.4

Purpose: Endoscopic thyroidectomy has recently been widely used in clinical practice. The operative method can be classified into CO₂gas insufflation and the gasless technique. This study assessed the safety of low pressure CO₂gas insufflation (up to 6 mmHg) by performing continuous measurement of the end-tidal CO₂ (ETCO₂) pressure. Methods: From March 2003 to October 2006, 95 patients (90 hemithyroidectomies and 5 total thyroidectomies) underwent endoscopic thyroidectomy. The low pressure CO₂gas insufflation technique was applied in all cases. The ETCO₂ pressure of the patients was measured by capnometry at the time of a pre-CO₂gas insufflation status (0 minutes) and at the time of post-CO₂gas insufflation (30 minutes) and then it was measured every 30 minutes with also performing capnograms. We analyzed the ETCO₂ pressure at the time of the pre-CO₂gas insufflation status (0 min) and we compared this with that of each status by using paired T-test. Results: For all 95 cases, the mean patient age was 36.2±9.1 (range: 21∼57 years), the mean tumor size was 1.7±1.1 (range: 0.1∼4.5 ㎝) and the mean operative time was 135.0±46.1 (range: 50∼340 min). The mean ETCO₂ pressure (mmHg) was 33.0±3.9 at the time of pre-CO₂gas insufflation status (0 min); the mean ETCO₂ pressure was 31.1±3.7 at 30 min (n=95), 33.5±3.7 at 60 min (n=95), 35.2±3.6 at 90 min (n=95), 34.9±3.7 at 120 min (n=90), 34.6±3.8 at 150 min (n=70), 34.1±3.4 at 180 min (n=40), 34.3±5.2 at 210 min (n=15) and 34.0±4.2 at 240 min (n=9). There was a significant difference the early post-CO₂gas insufflation status (P<0.05 at 30 min, 90 min, 120 min), but there was no significant difference in the late post-CO₂gas insufflation status (P>0.05; at 60 min, 150 min, 180 min, 210 min, 240 min). At each time point, the ETCO₂ pressures were all within the normal range. Conclusion: We successfully performed endoscopic thyroidectomy with using the low pressure CO₂gas insufflation technique and there were no significant complications. We think that performing endoscopic thyroidectomy with using the low pressure CO₂gas insufflation technique is a safe procedure.

작은 유방 병변에서 조영 증강 출력 도플러 초음파 검사의 진단적 유용성$^1$

이광철,국신호,박용래,배원길,이영래,정은철,박해원,Lee, Gwang-Cheol,Guk, Sin-Ho,Park, Yong-Rae,Bae, Won-Gil,Lee, Yeong-Rae,Jeong, Eun-Cheol,Park, Hae-Won 대한영상의학회 2002 대한영상의학회지 Vol.47 No.2

목적: 작은 유방 병변에서 양성과 악성 병변의 구분에 조영증강을 이용한 출력 도플러 초음파검사의 유용성을 알아보고자 하였다. 대상과 방법: 2 cm 미만의 유방 고형 종괴 31예(양성 17예, 악성 14예)에서 초음파 및 초음파 조영제 (SH U 508A)를 이용한 조영 증강 전과 후의 출력 도플러 초음파 검사를 전향적으로 검사하였다. 형태적 분석을 위해 초음파 소견과 조영 증강 전과 후의 출력 도플러 초음파 검사에서 도플러 신호의 유형을 평가하여 각각의 검사의 진단적 민감도와 특이도를 알아보았고, 초음파 검사와 병행하여 조영증강 전과 후 출력 도플러 초음파 검사를 하였을 때의 진단적 정확도를 알아보았다. 혈 역학적 분석은 조영증강 후 출력 도플러 초음파 검사의 시간에 따른 도플러 신호량의 변화를 컴퓨터 응용 프로그램(sonic v10R)으로 측정하여 조직학적 결과와의 연관성을 알아보았다. 결과: 초음파 및 조영증강 전과 후의 진단적 민감도는 각각 100%,35.7%및 57%였고, 특이도는 47%,88.2%및 76%였다. 진단적 정확도는 초음파와 병행하여 출력 도플러 초음파 검사를 한 경우는 35%였으나, 조영증강 출력 도플러 초음파를 병행한 경우는 77%였다. 조영증강 후 시간에 따른 출력 도플러 초음파 신호의 변화는 조직검사 결과와 상관관계가 없었다. 결론: 작은 유방 병변의 악성과 양성의 감별에 있어서 조영증강 출력 도플러 초음파는 도플러혈류신호의 형태를 더 잘 보여주어 초음파 및 출력 도플러 초음파 검사와 더불어 보완적인 검사 방법으로 유용하였다. Purpose: To evaluate the usefulness of contrast-enhanced power Doppler ultrasonography (PDUS) in differentiating small benign from small malignant breast lesions. Materials and Methods: Thirty-one solid breast lesions (<2 cm in size; 17 benign and 14 malignant) prospectively underwent US and PDUS before and after the injection of contrast agent (SH U 508A). Morphologic analysis involved independent assessment of the findings of US and the patterns of Doppler signals before and after contrast enhancement at PDUS, and sensitivity and specificity were thus evaluated. The diagnostic accuracy of US accompanied by PDUS was also determined before and after contrast enhancement. Hemodynamic analysis involved measurement of the time lapse between contrast injection at PDUS and observed change in Doppler signals. For this, a sonic VIOR computer-assisted program was used and the results were correlated with the pathologic findings. Results: The sensitivities of US before and after contrast enhanced PDUS were 100%, 35.7%, and 57%, with specificities of 47%, 88.2% and 76%, respectively. The diagnostic accuracy of US was 35% with noncontrast PDUS, and 77% before and after contrast enhanced PDUS. The recorded time lapse between contrast injection at PDUS and observed change in Doppler signals did not correlate closely with the pathologic findings. Conclusion: In that it improved visualization of the morphology of vascular Doppler signals, microbubble contrast-enhanced PDUS complemented US and PDUS in differentiating between small benign and small malignant breast lesions.

USN기반의 농업·농촌시설의 돌발재해 경보감지체계 개발

배연정 ( Yeon-joung Bae ),김성필 ( Seong-pil Kim ),배승종 ( Seung-jong Bae ),김학관 ( Hak-kwan Kim ),서일환 ( Il-hwan Seo ),김수진 ( Soo-jin Kim ),배원길 ( Won-gil Bae ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

우리나라의 재해연보를 통해 산사태의 발생 및 피해 형태를 분석하면 대부분 돌발홍수에 의해 사면 내에 유로가 발생하고 이 유로를 따라 토석류가 무너져 내리는 형태로 진행됨을 알 수 있다. 일반적으로 우리나라에 설치된 산사태·토석류 감지 및 돌발홍수 감지장비는 초기투자비 및 유지관리에 막대한 비용이 소요되며, 특히 우리나라 농촌 및 산악지역을 감안할 경우 넓은 지역에 대해 조밀한 계측 센서의 설치가 필요하므로 현재까지의 개발되어 적용하고 있는 계측센서 및 모니터링 체계를 적용하기가 곤란하다. 최근 정보통신기술이 발전하고 스마트-센서 관련 시장이 확대되면서 가속도센서, 자이로센서, 압력센서, 온도센서 등이 소형화되고 가격이 저렴해짐에 따라 기존 고가의 경사계, 간극수압계, 토양수분계를 대체할 수 있는 기술이 개발되고 있다. 또한 USN(Ubiquitors Sensor Network)과 같은 무선통신기술의 개발로 농촌지역과 같은 광범위한 감시체계를 구축해야 하는 지역에서 이용할 수 있는 센서-네크워크 기술이 개발되고 있다. 이에 본 연구에서는 이와 같은 무선 통신 인프라를 바탕으로 센서-네트워크를 이용하여 농업·농촌시설의 현장맞춤형 돌발재해 경보감지체계를 개발하고자 한다. 이는 산지재해 감지 무선센서 및 하천 수위센서를 개발하고, 무선으로 정보를 수집하는 게이트웨이를 경유하여 중앙의 정보수집센터로 수집 및 분석되며, 최종적으로는 지역주민들에게 사이렌 및 문자메시지 전송 등의 다양한 매체를 통하여 조기경보를 달성할 수 있는 체계를 구축하고자 한다.

확률론적 안정해석을 이용한 돌발 산사태 발생 강우기준 연구

김성필 ( Seong-pil Kim ),배승종 ( Seung-jong Bae ),배원길 ( Won-gil Bae ),허준 ( Joon Heo ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

최근 10년간 (2002~2011년)의 폭풍, 홍수, 해일, 지진, 산사태 등 자연현상으로 인해 연평균 68명의 인명피해와 1조 6582 억원의 재산피해가 발생하고 있다. 피해의 대부분은 하천, 사방, 도로, 군시설, 철도, 학교 등의 공공시설(전체 피해액의 약 72%)과 비닐하우스, 축사, 잠사, 수산증양식 등과 같은 농업시설(약 20%)에 집중되어 있다. 특히 국지성 집중호우에 의해 2011년에만 824ha에 달하는 산사태가 발생하여 43 명의 인명피해와 1,580 억원의 산림분야 총 복구비용이 소요되었다. 이처럼 많은 인명피해와 재산피해를 유발하는 산사태의 위험도는 강우에 의해 증가되며 특히, 단위시간당의 강우량과 강우의 지속시간에 영향을 받는다. 이와 관련하여 강우에 의한 산사태의 위험도를 예측하고 적절한 예·경보를 전달하고자 하는 연구가 지속적으로 수행되고 있다. 또한 위험지역에 대해 강우강도와 강우지속시간에 따른 사면의 안정성의 변화를 사전에 구축하여 강우예보자료와 연계하여 수시간 이후의 산사태 위험도를 예측하고자 하는 시도가 이루어지고 있으며, 이때 주로 사용되는 예·경보의 기준은 일반적으로 강우조건에 따른 사면의 안전율(Factor of Safety, FS)이 사용된다. 그러나 지반공학 분야에서 일반적으로 사용되는 안전율 개념은 사면을 구성하는 지반의 불확실성을 반영하지 못하며 같은 안전율에서 나타나는 안정과 파괴의 차이를 표현할 수 없는 단점이 있다. 본 연구에서는 산사태가 발생하는 사면을 무한사면으로 가정하고 강우침투에 따른 확률론적 안정해석을 통하여 지반의 불확실성이 안정성에 미치는 영향을 분석하고, 예·경보 체계에서 안전율 기준과 파괴확률 기준을 비교하여 최종적으로 사면의 파괴확률을 이용하여 산사태 예·경보를 위한 강우기준을 제시하고자 하였다.

모바일 앱기반 돌발재해 실시간 모니터링 및 예경보시스템 개발

김수진 ( Soo-jin Kim ),배승종 ( Seung-jong Bae ),김성필 ( Seong-pil Kim ),배연정 ( Yeon-joung Bae ),배원길 ( Won-gil Bae ),허준 ( Joon Heo ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

한반도의 기후변화에 따른 집중 호우, 기록적 폭설 등으로 자연재해 발생빈도가 급증하고 있으며, 건당 피해규모가 커짐에 따라 방재대책의 중요성이 나날이 증대되고 있다. 자연재해로 인한 인명피해와 재산손실 및 시설물 피해의 대부분은 하천, 사방, 도로 등의 공공시설(전체 피해액의 약 72%)과 비닐하우스, 축사 등과 같은 농업시설(약 20%)에 집중되어 있다. 특히 국지성 집중호우는 돌발홍수 뿐만 아니라 지반의 파괴로 인한 산사태를 발생시키는 등 돌발재해에 대한 대비가 시급한 상황이다. 일반적으로 재난관리는 예방, 대비, 대응, 복구 등 4단계로 구성되어 있다. 최근 들어서는 기존의 재난 발생 후 복구중심의 재난관리체계에서 재난위험요인을 사전에 예방·대비하는 예방중심의 국가 재난관리정책으로 전환됨에 따라서 돌발재해 예방을 위한 예·경보시스템이 많이 개발되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 농촌지역을 대상으로 강우예측자료를 기반으로 하는 돌발홍수 및 산사태 예측 기법과 USN 기반의 돌발재해 실시간 모니터링방법을 통합한 농촌지역 돌발재해 통합 예·경보시스템 통합기반기술을 개발함으로써 농업·농촌시설의 “안심”(ANSIM, ANti-risk System of abrupt natural disasters as an Integrated Model) 체계를 구축하는데 목표를 두었다. 이를 위하여 1) 돌발재해 위험지역 선정, 2) 강우예측 자료의 선정, 3) 돌발홍수 및 산사태 예측 기법의 구성, 4) 농촌지역에 적합한 돌발재해 감지용 USN 개발 및 통신 네트워크 구성, 5) 지역주민 및 방문객을 대상으로 하는 돌발재해 모바일 애플리케이션 기반 예·경보 서비스 체계를 개발하고자 하였다. 개발된 H/W 및 S/W가 통합된 돌발재해 예경보시스템 프로토타입은 강원도 평창군 대화면 신리지역에 구축·운영하였다. 본 연구의 결과는 집중호우 발생시 돌발재해 모의와 USN 기반의 관측자료를 바탕으로 위험지역의 조기경보 정보로 활용할 수 있으며, 피해의 사전예측을 통해 효율적인 방재대책의 수립 등에 활용이 가능할 것으로 판단된다. 다만, 돌발재해와 관련된 연구 및 경보발령에 있어서 무엇보다 필수적인 것은 양질의 관측데이터 수집과 활용에 있다(Song et al., 2015). USN 기반의 산사태 경보 발령기준 설정의 개선 등 추가적인 연구가 진행된다면 보다 효율적인 농촌지역 재해예방에 기여할 것으로 기대된다.

내시경 갑상선 절제술 100예에 대한 임상적 고찰

남상용(Sang Yong Nam),박용래(Yong Lai Park),배원길(Won Gil Bae) 대한외과학회 2002 Annals of Surgical Treatment and Research(ASRT) Vol.62 No.4

농업·농촌시설의 돌발홍수 위험잠재능 평가

김수진 ( Soo-jin Kim ),김성필 ( Seong-pil Kim ),배연정 ( Yeon-joung Bae ),배승종 ( Seung-jong Bae ),김학관 ( Hak-kwan Kim ),서일환 ( Il-hwan Seo ),배원길 ( Won-gil Bae ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

최근 국지적, 집중적 특성을 지닌 강우패턴의 변화로 인하여 돌발홍수 피해영향이 상대적으로 크고 빈번하게 발생하고 있다. 주로 소하천의 최상류 계곡에서 발생하는 돌발홍수는 과거에 비해 여가생활 및 여행의 빈도가 증가함에 따라 인명피해가 급증하고 있어 돌발홍수 발생 가능성이 있는 지역에서는 피해를 최소화할 수 있는 대책이 시급하다. 홍수방어측면에서 비구조적인 대책의 일환으로 과거의 홍수발생 원인과 현상을 종합하여 홍수위험을 정량적으로 평가할 수 있는 취약성 분석과 위험잠재능 평가가 다수 진행되어왔다. 다만, 국가하천이나 지방하천을 중심으로 연구가 이루어지고 있어 실질적으로 돌발홍수에 의한 피해가 빈번하게 발생하는 소하천이나 계곡의 경우 최근 이상기후 및 재해경향을 반영하기에는 한계가 있다. 특히 농업·농촌 시설의 경우 홍수피해가 빈발하여 매년 많은 피해가 발생함에도 불구하고 대응하기 위한 체계적인 대책이 마련되지 않아 즉각적인 대응은 기대하기 어려운 실정이다. 이에 본 연구에서는 특정 치수단위구역의 잠재적인 홍수피해 취약 정도를 나타내는 홍수피해잠재능 개념을 도입하여 수계 내 상대적인 홍수위험정도를 평가할 수 있는 돌발홍수 위험잠재능을 산정하고자 한다. 더불어 수문기상, 사회경제적인 요소를 포괄하여 홍수위험관리 측면에서 지역별 상대적인 우선순위를 유연하고 체계적으로 제시하고자 한다.

만성 육아종성 유방염

최용호(Yong Ho Choi),정정필(Jung Pil Jung),이은규(Eun Kyu Lee),박용래(Yong Lai Park),배원길(Won Gil Bae) 대한외과학회 2006 Annals of Surgical Treatment and Research(ASRT) Vol.71 No.2

US-guided Vacuum-assisted Breast Biopsy with Air Localization for Patients with Microcalcifications

Eun-Kyu Lee(이은규),Shin-Ho Kook(국신호),Hyon-Joo Kwag(곽현주),Jung-Phil Jung(정정필),Yong-Lai Park(박용래),Won-Gil Bae(배원길),Eil-Sung Chang(장일성) 대한외과학회 2006 Annals of Surgical Treatment and Research(ASRT) Vol.71 No.1