Detection of Antibodies to PPD and Lipoarabinomannan-B Antigens in Sera from Patients with Pulmonary Tuberculosis

의학과/석사[영문] [한글] 결핵은 세계적으로 흔한 만성 감염질환의 하나로 BCG예방접종이나 항결핵 화학요법을 사용함에도 불구하고 크게 감소되지 않고 있는 현실에서 결핵균 감염환자를 조기에 찾아 내어 전염원을 제거하는 것은 결핵 퇴치의 한가지 전략이 될 수 있다. 그리하여 조기에 신속 간편하면서 감수성과 특이성이 높은 검사법의 개발이 요구되어 혈청학적 진단법을 시도하게 되었다. 이에 본 연구에서는 효소결합 면역분석법을 이용하여 PPD항훤과lipoara binomannan-B(LAM-B)항원에 대한 결핵진단의 유용성을 알아보고자 국립결핵 연구원에서 치료받고 있는 활동성 폐결핵환자군 83명, 신촌세브란스병원에 방문한 건강검진자 중 결 핵으로 9개월이상 치료받은 병력이 있으면서 치료가 끝난지 1년이상이되며 흥부 X선상 활 동성이 없는 비활동성 폐결핵 대조군 75명과 결핵병력이 없으면서 정상 흉부 X선 소견을 보인 정상 대조군 210명을 대상으로 PPD항원 및 LAM-B항원에 대한 IgG항체가(0.D.)를 측 정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 활동성 결핵환자군에서의 PPD항원 및 LAM-B항원에 대한 항체 양성률은 각각 68.7% 및 83.1%였으며, 특이성은 각각 94.8% 및 57.1%였다. 평균항체가(0.D.)는 각각 0.636±0. 565 및 0.846±0.599로 정상 및 비활동성군에 비해 유의하게 높았다(P＜0.05). 2. 정상 대조군에서 PPD항원에 대한 항체가는 10대와 20대에서 비교적 높은 반면, LAM- B항원에 대한 항체가는 40대와 50대이상에서 높았다. 3. 활동성 결핵환자에서 흉부 X선으로 본 임상정도에 따라 PPD항원에 대한 항체양성률 은 경증 28.6%, 경중증 87.2% 및 중증 93.8%였으며, LAM-B항원에 대해서는 각각 57.1%, 9 7.4% 및 93.8%였다. 평균항체가에서도 그 임상정도에 따라 PPD항원에 대해서는 각각 0.18 3±0.195, 0.824±0.550 및 0.974±0.599였으며, LAM-B항원에 대해서는 각각 0.384±0.55 9, 1.110±0.540 및 1.009±0.593였다. 즉 임상의 정도가 심할 수륵 항체양성률 및 평균 항체가는 유의하게 높았다(P＜0.05). 4. 활동성 결핵환자에서 객담의 도말 및 배양검사상 균이 검출된 경우의 PPD항원 및 LA M-B항원에 대한 항체양성률은 각각 82,3% 및 91.9%로, 평균 항체가는 각각 0.752±0.552 및 0.977±0.574로 균이 검출되지 않은 경우에 비해 유의하게 높았다(p＜0.01). 5. 활동성 결핵환자에서 재발환자의 경우 PPD항원과 LAM-B항원에 대한 항체양성률은 각 각88.6%및 95.5%로, 평균항체가는 각각 0.826±0.550 및 1.106±0.555로 신환에 비해 유 의하게 높았다(p＜0.01). 6. 활동성 결핵환자에서 PPD항원과 LAM-B항원에 대한 항체가는 높은 상관관계(r=0.62, p＜D.001)를 보였으며, 두 항원간의 양성과 음성결과의 일치도는 75.9%였다. 이상의 결과로 볼 때 흉부 X선상 경증을 보인 신환자에서는 PPD및 LAM-B항원 모두 진단 적 가치가 적었으나, PPD항원을 이용할 경우 비활동성 결핵 및 정상 대조군으로부터 활동 성 결핵환자를 감별하는 자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다. Detection of Antibodies to PPD and Lipoarabinomannan-B Antigens in Sera from Patients with Pulmonary Tuberculosis Mi Kyung OH Department of Medical Science The Graduate School, Yousei University (Directed by professor Joo Deuk Kim, M.D., Ph.D.) Tuberculosis is a chronic infectious disease caused by Mycobacterium tuberculosis and is one of the most frequently reported diseases from all over the world. Despite the BCG vaccination and sucessful chemotherapeutic regimens, the prevalence and incidence of M.tuberculosis infection have not declined significantly last several decades. Another strategy to control tuberculosis is early detection of M.tuberculosis infection followed by chemotherapy. One of the early diagnostic methods of tuberculosis would be to employ immunological tools such as tuberculin test and serology. As an effort to explore the serodiagnostic tools for tuberculosis, this study was initiated to develop an enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA) to detect antibodies to PPD and lipoarabinomannan-B (LAM-B) antigens in sera from tuberculosis patients. Serum specimens were obtained from 83 active pulmonary tuberculosis patients, 75 inactive patients and 210 normal healthy controls and examined the presence of IgG antibodies to the antigens by ELISA. The results obtained in this study were as follows : 1. The prevalence of antibodies to PPD among active tuberculosis patients was 63.7% and was significantly higher than that among inactive tuberculosis patients(16.7%) and normal healthy controls(5.2%) (p＜0.05). The mean absorbance and s.d. to PPD was 0.636±0.565 and was also significantly higher than that among inactive patients(0.117±0.100) and normal healthy controls (0.075±0.100) (p＜0.05). 2. The prevalence of antibodies to LAM-B among active patients was 83.1% and was significantly higher than that among inactive patients(69.3%) and controls(42.9%) (p＜0.05). The mean absorbance and s.d. to LAM-B antigen was 0.846±0.599 and also significantly higher than that among inactive patients(0.477±0.329) and controls(0.289±0.373) (P＜0.75). 3. The prevalance and mean absorbance to PPD were higher among normal healthy controls with ages between 11 and 30. In contrast, those to LAM-B were higher among controls with ages over 40. 4. Among active tuberculosis patients, the prevalance of antibodies to PPD and LAM-B were 87.2% and 92.4% in the moderately advanced patients, and 93.8% and 93.8% in the far advanced patients, respectively, and was significantly higher than 28.6% and 57.1% in the minimally affected patients. Likewise, the mean absorbances to PPD and LAM-B antigens were also significantly greater in the moderately and far advanced patients than those in the minimally affected patients (p＜0.05). 5. The prevalence of antibodies to PPD and LAM-B antigens were 82.3% and 91.9%, respectively, among tuberculosis patients with sputum AFB smear and/or culture positive significantly higher than 21.6% and 57.1% among the sputum AFB negative(p＜0.01). 6. The prevalence of antibodies to PPD and LAM-B antigens were 82.3% and 91.9%, in relapsed patients and were significantly higher than 46.2% and 69.2% among the newly-diagnosed(p＜0.01). 7. There was a strong correlation(r=0.62, p＜0.001) between absorbances by PPD and LAM-B, and the agreement rate was 78.9% between the two antigens in determining seropositivity and seronegativity.restrictio

(The) effects of long-term exercise on the changes of myocardial O₂consumption and cardiac function by impedance cardiography

의학과/박사[한글] 장기간 체력훈련을 하면 활동 근육에 충분한 산소를 공급하기 위하여 심장에 여러가지 생리적 변화가 오게 된다. 지금까지 운동이 심장에 미치는 영향으로 심장크기의 변화, 심박수의 감소, 일회 심박출량의 증가, 최대운동시 심박출량의 증가에 대한 연구가 활발히 보고되어 있다. 심장과 관상동맥의 기능을 관찰하고자 할 때 그 자체에 여력(reserve power)을 갖고 있기 때문에 안정시보다 운동중 측정하는 것이 보다 정확한 방법이라 하겠다. 그러나 운동중에 피검자에게 비관혈적인 방법으로 정확히 측정하기란 그리 쉬운 일이 아니다. 최근에 흉곽저항의 변화를 기록하여 좌심실 구혈시간파 심박출량을 비관혈적으로 용이하게 측정할 수 있도록 임피던스 심장기록법(impedance cardiography)이 개발되었다. 그러나 이 방법으로도 운동중 전극의 이동, 호흡, 몸의 움직임으로 인한 motion artifact가 생겨 파형을 분석하는 데 어려움이 있었다. 보다 최근 전극이 움직이지 않도록 고안되고 새로운 ensemble average technique을 도입함으로서 좌심실 구혈시간과 심박출량을 운동중에도 정확히 측정할 수 있게 되었다. 심근은 안정시 혈중 산소추출량이 높기 때문에 운동을 하여 심근의 산소요구량이 증가될 때는 관상동맥의 혈류량을 증가시켜야 한다. 즉, 운동중 심근 산소소비량의 증가는 곧 관상동맥 혈류량의 증가를 의미한다. 이를 운동중에 간접적으로 측정하는 방법으로 심박수와 수축기 혈압의 곱인 RPP(rate-pressure product)가 가장 좋은 지표로 임상적으로도 그 유용성이 증명된 바있다. 따라서 본 연구는 새로이 개선된 임피던스 심장기록법을 이용하여 좌심실 구혈시간과 심박출량 계수의 측정을 시도해 보았으며, RPP로 심근 산소소비량을 계산하여 장기간 체력훈련이 심근산소소비량 및 좌심실 구혈시간, 심박출량 계수간에 어떤 영향을 미치는 지를 알아보기 위해, 심폐질환이 없는 중장거리 운동선수군과 비선수군을 대상으로 자전거 ergometer 운동을 실시하면서 심박수, 혈압, 산소소비량, RPP, 좌심실 구혈시간 및 심박출량 계수를 운동전, 운동중 18분간,운동후 6분간을 측정하여 이들 상호간의 상관관계를 산출하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 개선된 임피던스 심장기록법으로 운동중에 좌심실 구혈시간과 심박출량 계수를 용이하게 측정할 수 있었다. 2. 선수군은 비선수군에 비해 심박수가 유의하게 낮았으며, 수축기 혈압이나 확장기 혈압은 다소 낮은 경향을 보였다. 3. RPP는 선수군이 비선수군에 비해 운동중 유의하게 낮았다. 4. 좌심실 구혈시간은 선수군이 운동중 유의하게 증가되었으며, 선수군과 비선수군 모두에서심박수와 좌심실 구혈시간간에는 역상관관계를 보였고, 같은 심박수일때 선수군이 다소 긴 경향을 보였다. 5. 심박출략 계수는 선수군이 전반적으로 높았으며, 선수군에서는 운동중 18분까지 계속적으로 증가된 반면, 비선수군에서는 운동 15분까지만 증가한 후 운동 18분에서는 오히려 감소되었다. 6. 선수군은 같은 좌심실 구혈시간에서 다소 높은 RPP를 보였으며, 유의하게 높은 심박출량계수를 보였다. 또한 같은 RPP에서 유의하게 높은 심박출량 계수를 보였다. 7. 운동부하에 따른 RPP와 좌심실 구혈시간, RPP와 심박출량 계수, 좌심실 구혈시간과 심박출량 계수의 변화의 기울기에 대한 유의도 검정에서는 양군간에 차이가 엄었다. 이상의 결과로 보아 체력을 단련한 선수군이 비선수군에 비해 효률적인 심근 산소소비량을 보였고, 보다 우수한 좌심실 기능을 갖고 있음을 알 수 있었다. 또한 운동부하에 따른 심근 산소소비량과 좌심실 구혈시간, 심근 산소소비량과 심박출량 계수, 좌심실 구혈 시간과 심박출량 계수의 변화의 기울기에는 양군간에 유의한 차이가 없었다. 특히 운동중에 측정하기 어려운 좌심실 구혈시간과 심박출량 계수를 개선된 임피던스 심장기록법으로 측정이 가능하였으며, 이는 운동선수는 물론, 심장질환자에게도 심장기능을 평가하는 데 크게 기여할 수 있을 것으로 생각된다. The effect of long-term exercise on the changes of myocardial 0^^2 consumption and cardiac function by impedance cardiography Mi Kyung Oh Department of Medical Science, The Graduate School Yonsei University (Directed by Assistant Professor Soo Kwan Hwang) Impedance cardiography has been used to measure stroke volume and left ventricular ejection time since 1960's and the measuring technique have been improved to use during exercise. However, the old technique made impedance recording unreadable due to motion artifacts during exercise. Recently, ensemble averaging technique with elastic meshed brass band was applied to it for eliminating motion artifact during exercise. Then, it was used to compare the cardiac function between athletes and nonathletes during bicycle ergometer exercise. The results are summarized as follows. 1) Heart rate of the athletes was significantly lower during exercise and more rapidly recovered after exercise than that of the non-athletes. Systolic blood pressure and diastolic blood pressure of the athletes was lower than those 7f the non-athletes. 2) Rate-pressure product(RPP) showing myocardial 0^^2, consumption of the athletes was significantly lower than that of the non-athletes. 3) Left ventricular ejection time(LVET) of the athletes was significantly longer than that of the non-athletes. LVET was significantly inversely related to heart rate in bath groups and at the same heart rate, LVET of the athletes was more longer than that of the non-athletes. 4) Cardiac index(Cl) of the athletes was significantly higher than that of the non-athletes. While Cl of the athletes was continuously increased up to 18 minutes during exercise, that of the non-athletes was increased 7p to 15 minutes and then decreased at 18 minutes. 5) At the same LVET and RPP, Cl of the athletes was significantly higher than that of the non-athlethes. 6) On correlations between LVET and RPP, RPP and Cl, LVET and Cl during exercise, there was no significant difference between athletes and non-athletes. From these results above, it is concluded that the cardiac function of the athletes is superior to that of the non-athletes by comparing all the parameters. This newly improved impedance cardiography was able to measure LVET and cardiac index, noninvasively, and is expected to contribute to the study for evaluating the cardiac function of the athletes during exercise as well as that of the patients in cardiac problems. [영문] Impedance cardiography has been used to measure stroke volume and left ventricular ejection time since 1960's and the measuring technique have been improved to use during exercise. However, the old technique made impedance recording unreadable due to motion artifacts during exercise. Recently, ensemble averaging technique with elastic meshed brass band was applied to it for eliminating motion artifact during exercise. Then, it was used to compare the cardiac function between athletes and nonathletes during bicycle ergometer exercise. The results are summarized as follows. 1) Heart rate of the athletes was significantly lower during exercise and more rapidly recovered after exercise than that of the non-athletes. Systolic blood pressure and diastolic blood pressure of the athletes was lower than those 7f the non-athletes. 2) Rate-pressure product(RPP) showing myocardial 0^^2, consumption of the athletes was significantly lower than that of the non-athletes. 3) Left ventricular ejection time(LVET) of the athletes was significantly longer than that of the non-athletes. LVET was significantly inversely related to heart rate in bath groups and at the same heart rate, LVET of the athletes was more longer than that of the non-athletes. 4) Cardiac index(Cl) of the athletes was significantly higher than that of the non-athletes. While Cl of the athletes was continuously increased up to 18 minutes during exercise, that of the non-athletes was increased 7p to 15 minutes and then decreased at 18 minutes. 5) At the same LVET and RPP, Cl of the athletes was significantly higher than that of the non-athlethes. 6) On correlations between LVET and RPP, RPP and Cl, LVET and Cl during exercise, there was no significant difference between athletes and non-athletes. From these results above, it is concluded that the cardiac function of the athletes is superior to that of the non-athletes by comparing all the parameters. This newly improved impedance cardiography was able to measure LVET and cardiac index, noninvasively, and is expected to contribute to the study for evaluating the cardiac function of the athletes during exercise as well as that of the patients in cardiac problems.restrictio

- 동형암호를 이용하여 -

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 융합과학기술대학원 수리정보과학과, 2019. 2. 천정희.컴퓨터 등 다양한 디지털 기기의 발달에 따라 그 기기에 연결된 정보저장매체에는 기기 사용자들이 스스로 저장하거나 컴퓨터에 의해 생성되는 대량의 전자정보가 기록되고 있다. 이와 같은 디지털 정보는 그 사용자의 행적이나 생각을 추적할 수 있는 유용한 정보로서, 수사과정에서는 수사대상자가 사용한 정보저장매체를 확보하여 디지털 증거를 심층적으로 분석하는 것이 수사의 성패를 가르는 중요한 수사기법이 되고 있다. 그러나 현재 법원은, 수사기관은 범죄혐의와 관련이 있는 전자정보에 한하여 압수할 수 있으며, 원칙적으로 압수?수색 현장에서 저장매체 내에서 관련성이 있는 전자정보만을 선별한 후 이들에 대하여만 출력?복제하는 방법으로 압수하되, 예외적으로만 매체 자체나 매체 내 정보 전체를 압수할 수 있도록 하고 있다. 이에 따라 위와 같은 기준으로 선별되어 압수된 디지털 증거는 키워드 검색 위주로 확인된 파일 단위의 단편적인 정보에 불과하여 이러한 디지털 증거만으로는 안티포렌식 기법 사용에 대응하여 의미있는 증거를 확보하는데 무력할 뿐더러, 장기간의 수사 및 재판 과정에서 발생하는 쟁점 변화에 따른 추가적인 디지털 증거를 확보하는 것도 사실상 불가능해진다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 동형암호 기술을 이용한 압수?수색 방안을 제안하고자 한다. 동형암호는 암호화된 데이터를 복호화하지 않은 채로 컴퓨터로 수행 가능한 모든 연산이 가능한 암호기법으로서, 암호화된 데이터로 연산을 수행하더라도 평문을 알 필요가 없으므로 개인정보 보호에 유용한 기술이다. 압수의 대상인 관련성이 인정되는 디지털 증거의 범위를 매체 단위로 파악하여 매체 내 전자정보 전체를 압수?수색시 확보하되, 동형암호 알고리즘을 이용하여 암호화하면 수사기관의 임의 접근을 배제하여 피압수자의 기본권 보호에 효과적일 수 있다. 또한 암호화 상태로 봉인된 파일에 대하여 검색 연산을 통하여 추가로 찾고자 하는 데이터의 존재 여부를 확인한 후 복호화할 수 있으므로 수사기관의 무분별한 복호화를 제한할 수 있다. 덧붙여 피압수자의 의견을 들어 매체 내에서 관련성이 상대적으로 낮은 전자정보들만 추출하는 경우, 이때 추출되는 전자정보는 피압수자가 생성한 개별 파일 정도에 그칠 것으로 예상되므로 이를 암호화하더라도 동형암호 연산에 따른 대용량의 저장 장치나 고성능의 컴퓨팅 장비 비용도 대폭 줄일 수 있어 현실적인 구현 가능성을 높일 수 있고, 피압수자의 참여권을 실질적으로 보장하는 방안도 될 것이다. 통상의 유체물에 대한 압수?수색의 경우와 달리, 디지털 증거에 대한 압수?수색은 피압수자의 사생활의 비밀과 자유 등의 기본권을 침해할 가능성이 높다. 그러나 디지털 증거에 대한 압수?수색 과정에 동형암호 기술을 활용할 경우 수사 초기에 풍부한 증거를 확보할 수 있으면서도 과잉 압수의 위험에서 벗어날 수 있으므로, 이를 이용하면 형사소송절차에서 실체적 진실 발견에 기여함과 동시에 영장주의, 적법절차의 원칙, 기본권 보장과 같은 헌법적 가치도 함께 실현할 수 있을 것이다.Digital data storage medium connected to digital devices record large amount of digital information that users store themselves or generated by computer. Digital information is useful for tracking the users behavior or thoughts. Therefore, it is important to obtain the storage medium used by the suspects and analyze digital evidence in depth during the investigation. But the Supreme Court clarified that investigative agencies, in principle, could seize only electronic information pertaining to the facts of suspicion. Storage medium is exceptionally subject to search and seizure in the event that the above execution is impossible. The relevant electronic information selected according to these principles is fragmentary, so it is difficult to find meaningful evidence on its own. The selected evidence is powerless against anti-forensic. In addition, it is almost impossible to find additional evidence of changes in issues in the process of investigation and criminal trial. To solve these problems, I am going to propose a procedure for search and seizure using the Homomorphic Encryption. Homomorphic Encryption enables any operation on computers with encrypted data without decryption. As a result, it is effective in preserving private information when digital information is processed using Homomorphic Encryption. First, the range of relevant digital evidence should be determined based on the storage medium and all digital information in the storage medium should be confiscated for in-depth analysis. Next, the acquired digital information is encrypted using Homomorphic Encryption algorithm. Investigators will then have no random access to encrypted digital evidence. They are given the secret key to decrypt the evidence after identifying the existence of additional data they want to find in the encrypted evidence through the search operation. In addition, the size of the encrypted evidence can be reduced by extracting and encrypting relatively less relevant digital information within the storage midium, referring to the opinion of the owner or manager of the seized evidence when the right to participate is guaranteed. This will reduce the cost of storing and computing encrypted evidence, thereby, this would increase the possibility of actual implementation of this measures. In conclusion, using Homomorphic Encryption in procedure for search and seizure of digital evidence may contribute to protection of individuals rights by minimizing personal information leakage in addition to the discovering the actual truth due to abundant evidence.Ⅰ. 서론 1 1. 연구의 배경 1 2. 연구의 방법 2 Ⅱ. 디지털 증거의 압수?수색 절차 및 문제점 3 1. 현행 디지털 증거 압수?수색 관련 규정 3 2. 디지털 증거 압수?수색에 대한 법원의 태도 6 3. 관련 규정과 판례의 의미 8 4. 디지털 증거 선별 압수?수색의 구체적 모습 9 5. 선별 압수?수색에 따른 문제점 15 가. 안티포렌식에 무력 15 나. 쟁점변화에 따른 디지털 증거 추가 확보 불가능 18 다. 소결 20 Ⅲ. 문제 해결을 위한 착안 20 1. 기존의 연구 동향 20 2. 동형암호 기술을 이용한 해결책 모색 23 가. 착안점 23 나. 동형암호의 의미 24 다. 디지털 증거 확보시 완전동형암호 기술 적용 방안 26 Ⅳ. 동형암호 기술을 이용한 초기 증거확보방안 제안 27 1. 저장매체 내 정보 전체 보전 필요성 27 가. 디지털 증거 확보를 위한 압수의 대상 27 나. 관련성의 의미와 인정 범위 29 다. 관련성 인정 범위 확대를 통한 매체 내 정보 전체 확보 31 2. 동형암호 기술을 이용한 암호화 34 3. 참여권 보장을 통한 암호화 대상 전자정보 분리 36 가. 일부 전자정보 분리 필요성 36 나. 디지털 정보 압수시 참여권 보장의 의미 37 다. 참여권 보장을 통한 전자정보 분리 38 4. 분리된 전자정보에 대한 동형암호를 이용한 암호화 및 복호화 과정 40 가. 기본적 구상 40 나. 비밀키 생성?보관 주체와 복호화 절차 40 5. 실무 적용 가능성 검토 43 Ⅴ. 결론 45Maste