출혈을 일으킨 흰 쥐에서의 회귀식과 인공신경망을 이용한 생존예측 모델
저자
발행사항
서울 : 연세대학교 대학원, 2009
학위논문사항
학위논문(석사)-- 연세대학교 대학원 : 생체공학협동과정 전기전자공학전공 2009. 8
발행연도
2009
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
서울
기타서명
(A) predictive survival model in hemorrhage-induced rats using regression equation and neural network
형태사항
ix, 45장 : 삽화 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 김덕원
소장기관
쇼크란 조직에 필요한 산소 요구량과 산소 공급 간의 불균형에 의해 유발되는 임상증후군을 말하며 이러한 조직의 산소 불균형 상태는 모든 형태의 쇼크에서 가장 기초적인 문제이다. 응급실에 내원한 외상 환자 중에서 출혈성 쇼크는 사망 원인 중 주된 원인으로 알려져 있으나, 이 상태를 정량적으로 평가할 수 있는 지표는 매우 드물다. 또한, 쇼크의 상태를 평가하기 위해 다양한 요인들을 분석을 하여 적용하고 있지만, 임상에서 측정이 용이한 변수로 쇼크를 예측하는 방법은 별로 없다. 따라서, 본 연구에서는 외상 환자의 사망 원인 중에서 높은 비율을 차지하고 있는 출혈성 쇼크의 효과적인 조기 치료 및 치료 효과 예후의 객관적 판정에 도움을 주고자 Sprague-Dawley계 흰쥐(SD rat)를 이용하여 연구를 진행하였다. 이를 근간으로 하여 로지스틱 회귀분석과 인공신경망을 도입하여 출혈성 쇼크를 사전에 예측하고자 하였다.
본 연구에서는 45 마리의 체중 300-360g 수컷 흰쥐를 임의로 3군으로 나누어 15분 동안 각각 체중 100g 당 2㎖, 2.5㎖, 3㎖의 출혈을 일으켜 출혈성 쇼크를 유도하고 사망시까지 혈압, 심박수, 호흡, 체온 변화를 비교, 관찰하였다. 그 결과 출혈량에 따라 수축기 혈압과 평균 혈압은 감소하였으며, 2㎖, 2.5㎖, 3㎖의 출혈군 모두에서 심박수 감소 후, 다시 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 체온은 출혈량에 따라 큰 차이를 보이지 않았으며, 시간에 따른 차이가 더 크게 존재하였다.
이를 근간으로 분석한 로지스틱 회귀분석에서는 출혈 종료 5분전-5분후 분석구간(Hosmer-Lemeshow : 0.855, p=0.999)과 출혈종료 2분전-2분후 분석구간(Hosmer-Lemeshow : 0.146, p=1.000)은 생존률 예측 적합도가 우수하였으나, 출혈종료 5분전 분석(Hosmer-Lemeshow : 3.786, p=0.876)은 떨어지는 것으로 나타났다. 또한, ROC 곡선 아래 영역은 3개 분석 구간 모두 0.98이상을 나타내어 예측 정도가 우수함을 알 수 있었다. 또 다른 분석 방법인 인공신경망을 이용한 생존률 예측 결과에서는 은닉층의 노드 수가 4개 일 때, ROC 곡선 아래 영역이 0.997로 가장 큼을 알 수 있었다. 또한, 데이터수가 가장 많은 출혈종료 5분전-5분후 분석구간의 민감도와 특이도가 각각 98.4%와 96.6%의 결과를 보여줬으며, ROC 곡선 아래 영역도 0.996으로 다른 두 분석구간 결과보다 좋은 결과를 보여줬다.
본 연구를 바탕으로 임상에서 측정이 용이한 변수로 결과를 예측할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 본 연구가 동물실험으로 인하여, 임상에서의 예와는 차이가 존재할 수 있다. 그 이유는 외상 변수가 없고 출혈을 제어했기 때문이다. 그러나, 순수한 저혈량성 쇼크로 인한 생리적 변수의 영향을 본 것이기에 본 연구의 의의가 있다고 볼 수 있다. 이는 임상에서 동맥절단과 같이 다른 장기의 손상이나 출혈이 없는 저혈량성 쇼크에 적용이 가능하다. 추후에는 본 동물실험의 결과를 실제 임상에 어떻게 적용할 수 있는 가에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다.
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