초록 ▼

0 연구결과
가) 제1세부과제 : 기도섬모운동의 녹화분석방법의 개발
현미경의 광학적인 신호를 NTSC 아날로그 영상신호로 전환시킨 후 컴퓨터의 영상처리보드를 통해 불러 들인 후에 fast Fourier Trasnform(FFT) 과정을 통하여 수집된 영상으로부터 섬모운동횟수를 산출할 수 있었다. 고배율 (x 1,000)로 확대된 광학적신호를 사용함으로써 지금까지 가장 많이 사용되어 온 섬모운동측정방법인 광전기법 (photoelectric method) 과는 달리 단열세포 수준에서의 섬모운동분석이 가능하게 되었고 광학적영상

0 연구결과
가) 제1세부과제 : 기도섬모운동의 녹화분석방법의 개발
현미경의 광학적인 신호를 NTSC 아날로그 영상신호로 전환시킨 후 컴퓨터의 영상처리보드를 통해 불러 들인 후에 fast Fourier Trasnform(FFT) 과정을 통하여 수집된 영상으로부터 섬모운동횟수를 산출할 수 있었다. 고배율 (x 1,000)로 확대된 광학적신호를 사용함으로써 지금까지 가장 많이 사용되어 온 섬모운동측정방법인 광전기법 (photoelectric method) 과는 달리 단열세포 수준에서의 섬모운동분석이 가능하게 되었고 광학적영상을 비디오에 녹화하여 이를 재생하여 분석이 가능하게 됨으로써 반복적인 섬모운동의 분석이 가능하게 되었다. 동일한 부위에서 섬모운동을 반복 측정한 결과 동일한 값을 보임으로써 개발된 분석 방법이 객관적 · 정량적이며 또한 재현성이 있음을 알 수 있었다. 정상 실험동물에서 기도부위별로 섬모운동횟수를 측정한 결과 기관지에서의 섬모운동횟수가 상기도의 그것보다 적음을 알 수 있었다.
나) 제2세부과제 : 상가도 절환을 유발시킨 실험동물에서의 섬모운동 측정 및 조직병리학적 검색
비강내 항원 유발 직후에 마우스가 일으키는 증상점수는 알레르기 유발군에서 정상대조군에 비해 그 빈도가 많았다. 마우스로부터 비강점막 조직내에 침윤된 호산구의 숫자를 측정하였는데 알레르기 군에서만 호산구가 유의하게 많이 관찰되었다. 섬모운동횟수를 측정한 결과 대조군과 알레르기 유발 군에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 주사전자현미경 소견상 섬모의 길이나 직경을 측정한 결과 두 군간에 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 가토의 부비동염 모텔에서는 비강， 비인강， 기관， 주기관지에서 섬모운동횟수가 정상 대조군에서의 섬모운동 횟수에 비하여 낮았다. 또한 광학현미경 소견상 부비동염
모델에서 대조군보다 상악동 점막의 병리소견이 더 뚜렷하게 관찰되지는 않았다.
다) 제3세부과제: 기관지 천식 및 기관지염 동물모헬에서 기도점막 섬모운동에 대한 연구
대조군과 기관지천식을 유발시킨 기니픽에서 비중격， 하비갑개， 기관의 점막에서 조직내로 침윤한 호산구의 수를 광학현띠경 400배하에서 관찰한 결과 대조군에 비하여 기관지천식 모텔에서 호산구의 수가 통계학적으로 의미있게 증가하였다. 기니픽에서 섬모운동횟수 (CBF)를 기관과 주기관지에서 측정한 결과 대조군과 천식유발군에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다. S02 230ppm을 하루 5시간동안 흡입하게 하며 5일간 흡입시킨 기니픽의 기관지의 조직학적 소견은 특이소견이 관찰되지 않았다.5ppm의 S02를 6시간 노출시킨 정상 기니픽의 기관지의 섬모운동횟수는 통계적으로 유의하게 감소하였다.
라) 제4세부과제: 레이저 산란기법에 의한 생채 내 기도섬모운동 측정법 개발과 이를 이용한 정상인의 상기도 섬모운동의 분석
레이저 산란 기법을 이용하여 인체의 기도 점막 세포의 섬모 운동 신호를 획득한 다음 AR파워 스펙트럼 (power spectrum) 방법을 이용하여 생체내 섬모운동횟수(CBF)를 측정하는 방법을 개발하여 정상인의 비강내 CBF를 측정하였다.8명의 정상인의 비강 상피 세포에서 데이터를 수집한 후 잡음이 포함되지 않았다고 생각되는 부분에 대하여 AR 스펙트럼 분석을 통해 CBF를 측정한 결과 정상인의 경우에 있어서 CBF는 5-1Q(Hz) 사이에서 분포했으며 평균적으로는 7.28 ::1: l.08(Hz) 값을 나타냈다.
마) 채5세부과채: 녹화분석방법을 이용한 기도 섬모운동 측정법의 하기도 질환에의 적용
정상인의 비강점막과 기관 그리고 주 기관지의 점막의 평균 섬모운동횟수는 아래쪽에 위치할수록 낮은 수치를 나타내었다. 그리고 lidocaine으로 국소마취한 점막과 마취하지 않은 비강점막간에도 통계적으로 의미 있는 차이가 없었다. 하기도 짙환 환자와 정상인의 기관지 상피세포 섬모운동 횟수의 비교에서 보면 정상인에 비해서 기관지염 환자는 통계적으로 의미있게 낮은 CBF를 나타내었다. 기관지염 환자의 기관지 점막의 광학현미경 소견에서는 정상조직소견을 보이는 부분도 있었지만 일부분에서 많은 수의 중성구와 호산구의 점막하 침윤소견이 관찰되었고 상피세포의 손상이 다수 관찰되었다.
녹화분석방법을 이용한 생체외 섬모운동 측정법과 레이저 산란기법에 의한 생체 내 기도섬모운동 측정법의 개발로 섬모운동을 정량적으로 측정하여 비강， 부비동， 기관， 기도. 기관지 등 상기도 및 하기도 점막에 대한 기초적인 연구를 수행할 수 있고 상기도 및 하기도 질환의 병태생리를 이해할 수 있게 되어 질병의 조기진단, 새로운 치료방법의 개발, 예후판정을 할 수 있으리라 기대된다.

Abstract ▼

By their rapid and periodic actions, the cilia of the human respiratory tract play an important role in clearing inhaled noxious particles. Based on the automated image-processing technique, we developed the method analyzing ciliary beat frequency (CBF) objectively and quantitatively. Microscopic ci

By their rapid and periodic actions, the cilia of the human respiratory tract play an important role in clearing inhaled noxious particles. Based on the automated image-processing technique, we developed the method analyzing ciliary beat frequency (CBF) objectively and quantitatively. Microscopic ciliaη images were transformed into digitized gray ones through an image-grabber, and from these we extracted signals for CBF. By means of a FFT, maximum peak frequencies were detected as CBFs in each partitioned block for the entire digitized field. With these CBFs, we composed distlibution maps visually showing the spatial distribution of CBFs. Through distribution. maps of CBF, the whole aspects of CBF changes for celIs and the difference of CBF of neighboring cells can be easily measured and detected. Histogram statistics calculated from the user-defined polygonal window can show the local dominant frequency presumed to be the CBF of a cell.
We acquired tracheal, nasopharyneal, and main bronchial mucosa in noilllal rats, mice and guinea pigs for measUling CBF. A cluster of epithelial cells was placce in a specially designed sterile culture dish and flxed it using a ring of platinum wire for easier microscopic observation.
In order to keep the temperature constant, we used a warming plate and thermoregulator suited for the culture bottle sustaining the temperature of the bottle at 37℃ during observation. CBF was measured through at recording with a charged coupled device (CCD) camera under an inverted microscope with 1000 times magniflcation. There was no signiflcant differences in CBFs among the species and sites of animals except for bronchial mucosa of guinea pig, which had lower CBF. Our ciliary beat analysis system will contribute to the investigation of the pathophysiology of common respiratory diseases and the development of new treatment methods.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구개발 최종보고서 ... 2
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 문 (총괄) ... 4
• 요 약 문 (제1세부) ... 7
• SUMMARY ... 8
• 요 약 문 (제2세부) ... 9
• SUMMARY ... 10
• 요 약 문 (제3세부) ... 11
• SUMMARY ... 12
• 요 약 문 (제4세부) ... 13
• SUMMARY ... 14
• 요 약 문 (제5세부) ... 15
• CONTENTS ... 17
• 목 차 ... 19
• 제 1 세부과제 ... 22
• 제 1 장 서론 ... 23
• 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 24
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 27
• 제 1 절 재료 및 방법 ... 27
• 제 2 절 연구수행 결과 ... 29
• 제 3 절 고 찰 ... 31
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 37
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 38
• 제 6 장 참고문헌 ... 39
• 제 2 세부과제 ... 42
• 제 1 장 서론 ... 43
• 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 44
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 46
• 제 1 절 연구수행 방법 ... 46
• 제 2 절 연구수행 결과 ... 50
• 제 3 절 고 찰 ... 53
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 56
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 57
• 제 6 장 참고문헌 ... 58
• 제 3 세부과제 ... 61
• 제 1 장 서론 ... 62
• 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 64
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 65
• 제 1 철 연구수행 방법 ... 65
• 제 2 절 연구수행 결과 ... 67
• 제 3 절 고 찰 ... 69
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 75
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 76
• 제 6 장 참고문헌 ... 77
• 제 4 세부과제 ... 81
• 제 1 장 서론 ... 82
• 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 84
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 86
• 제 1 절 연구수행 방법 ... 86
• 제 2 절 연구수행 결과 및 고찰 ... 87
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 91
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 92
• 제 6 장 참고문헌 ... 93
• 제 5 세부과제 ... 96
• 제 1 장 서론 ... 97
• 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 99
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 100
• 제 1 절 연구수행 방법 ... 100
• 제 2 절 연구수행 결과 및 고찰 ... 101
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 104
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 105
• 제 6 장 참고문헌 ... 106
• 최종보고서 요약 (초록) ... 108
• 끝페이지 ... 109