• 대한방사선치료학회지
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• 제23권1호
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• pp.13-19
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• 2011

목 적: 체부 정위방사선치료 시 치료 효과 향상을 위해서는 병소 부위의 정확한 위치 파악과 함께 호흡에 의한 종양의 움직임을 최소화하는 것이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 기존에 자체 개발하여 사용 중인 호흡운동 감소기구를 보다 사용이 편리하고 효과적이도록 개선하여, 체부 정위방사선치료에 있어서 임상 적용의 유용성을 평가하였다. 대상 및 방법: 자체 개발하여 사용 중이던 기존 호흡운동 감소기구의 장단점을 분석하여 재현성과 사용 정확도를 개선하였다. 그리고 개선된 호흡운동 감소기구를 체부 정위방사선치료에 활용하기 위한 유용성 평가 방법으로 첫째, 8명의 폐종양 환자에 대해 들숨(inhalation)과 날숨(exhalation) 상태에서 획득한 고속(spiral) 전산화단층촬영 영상을 통해, 호흡에 따른 종양 움직임을 3차원적으로 정량 분석하였다. 둘째, 선량 평가를 위해 EBT2 필름(Gafchromic, ISP, USA)을 장착할 수 있는 폴리에틸렌 팬텀과 3차원적 종양 움직임을 재현하기 위한 2축의 직교좌표 로봇(Cartesian Robot-2Axis, FARA RCM4H, Samsung Mechatronics, Korea)을 제작하였다. 그리고 전산화단층촬영에서 획득한 결과를 바탕으로 호흡운동을 재현하여, 등선량 곡선 및 2차원 등선량 프로파일을 분석하였다. 결 과: 벨크로 벨트로 제작된 사용이 편리하고 재현성이 우수한 호흡운동 감소기구를 개발하였다. 전산화단층촬영 영상으로 분석한 폐암환자의 호흡에 따른 3차원적인 종양의 움직임은 좌우, 전후, 두미측 방향에 따라 평균 3.2 mm, 4.3 mm, 13.0 mm로 나타났다. 팬텀과 직교좌표 로봇을 이용한 호흡에 의한 선량분포 특성변화의 결과로는, 치료계획 선량보다 방사선을 적게 받은 영역은 두미측 방향으로 각각 8.0%와 16.8%, 좌우측 방향으로 각각 8.1%와 10.9%로 후미측 방향의 선량 왜곡이 가장 크게 나타났고, 길이는 평균 4.2 mm이었다. 호흡주기에 따른 선량 왜곡의 변화는 크게 나타나지 않았다. 결 론: 본 연구를 통해 장기의 움직임을 최소화할 수 있는 사용이 편리하고 효과적인 호흡운동 감소기구를 개발하였다. 개발된 기구를 사용할 경우 평균 6 mm 정도의 CTV-PTV 마진을 사용하면 호흡에 따른 과소선량(underdose)을 극복할 수 있을 것으로 결과를 통해 확인하였다. 이로서 개발된 호흡운동 감소기구는 체부 정위방사선치료에 있어서 호흡동조 방법을 병행할 수 있는, 임상 적용이 용이한 효과적인 보조기구로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제40권6호
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• pp.683-693
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• 1993

연구배경 : 생체의 운동은 움직임 자체를 수행하기 위한 근육, 관절 및 이를 관장하는 신경계와 운동중 적절한 산소를 공급하기 위한 심혈관계 및 호흡계의 조절이 동반되는 매우 복잡한 기전에 의하여 유지되고 있다. 이들의 상호관련성을 밝히기 위하여 많은 연구들이 진행중이나 특히 관절과 호흡중추의 연계성에 대하여는 아직도 연구가 미진한 편이다. 이에 본 연구는 관절의 정상적인 움직임이 호흡계에 어떠한 영향을 미치는지를 규명하고자 $\alpha$-chloralose로 마취한 고양이의 분당 호흡수, 횡격신경과 흡식신경섬유의 변화를 관찰하였다. 방법 : 26마리의 성숙한 숫고양이에서 슬관절 자극중 횡격신경 및 흡식중추신경의 활동성을 기록하기 위하여 쌍극백금전극과 탄소섬유전극을 이용하여 세포외에서 기록하였다. 슬관절을 자극하기 위하여 슬관절의 굴곡-신전운동, 슬관절 동맥을 통한 화학적인 자극 및 슬관절 신경의 전기적인 자극법 등을 사용하였다. 결과 : 슬관절의 정상 운동각도내에서 120 Hz.의 빠른 운동을 1분간 시킨 경우에는 분당호흡수와 분당호흡신경활동이 유의하게 증가하였으며 3분간 운동을 시킨 경우에는 호흡수, 일회호흡신경활동 및 분당호흡신경활동이 모두 유의하게 증가하였다. 그러나 60Hz.의 운동에 대하여는 전체적인 호흡활동에 뚜렸한 변화가 없었다. 과격한 운동중에 형성되는 젖산의 혈중농도와 같은 농도의 젖산을 슬관절내에 주입한 결과 주입후 30초 동안에 호흡수 이외의 일회호흡신경활동과 분당 호흡신경 활동이 유의한 증가를 보였다. 또한 potassium chloride에 대하여는 젖산의 경우와 유사한 반응을 보였으나 반응기간이 짧았다. 구심성 신경중 I, II군만을 선택적으로 흥분시킬 수 있는 강도인 1V로 슬관적 신경을 자극한 경우 자극기간에 한하여 호흡수를 제외한 일회호흡신경활동 및 분당호흡신경활동이 유의한 증가를 보였다. 또한 구심성 신경을 모두 흥분시키는 강도인 20V 자극에 대하여는 호흡계의 전체적인 항진효과가 있었으며 1V 자극에 비하여 매우 큰 반응을 나타내었다. 흡식중추의 신경세포에서 기록한 결과 횡격신경에서 나타난 반응과 유사한 결과를 얻었다. 결론 : 슬관절 구심성 신경중 제 I, II 군 신경의 흥분에 의하여 호흡중추는 직접적으로 활성화될 수 있으며 이러한 효과는 운동중의 슬관절로부터 중추로 유입되는 정보의 양에 비례하여 증가하는 것으로 생각된다. 따라서 이러한 사실은 슬관절의 정상적인 움직임에 의해서도 생체의 호흡기능이 항진될 수 있다는 것을 시사하고 있다.

• 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.581-587
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• 2020

많은 요추 불안정성 환자들은 호흡 기능 감소와 호흡 패턴 변화로 인해 몸통 움직임 패턴의 변화를 나타낸다. 본 연구는 요추 불안정성 환자의 호흡 패턴 교정 운동 후 안정 및 노력성 호흡 동안 3개의 흉·복부 둘레 선 (겨드랑이, xiphoid junction, 10번째 갈비뼈)에 대한 사용률 변화를 조사하기 위해 실행하였다. 실험군 15명은 호흡 패턴 교정 운동을, 대조군 15명은 요추 안정화 운동을 실시했다. 중재 전, 두군 모두 안정 호흡과 노력성 호흡 동안 3개의 흉·복부 라인 간의 사용률에서 유의한 차이를 보였다(p<.05). 중재 후, 실험군은 안정 호흡 동안에 3 라인간 사용률 차이가 없는(p>.05) 변화를 나타내었고 노력성 호흡 동안에 두 라인 간 사용률의 변화를 나타내었다(p<.05). 호흡 패턴 교정 운동은 호흡 패턴의 회복을 통해 몸통 운동 패턴을 개선하였다. 따라서 우리는 호흡 패턴 교정이 요추 불안정성 환자를 위한 재활-프로그램의 재교육 및 강화 과정에 적용될 수 있음을 제안한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.95-101
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• 2019

본 연구의 목적은 20대 여대생을 대상으로 45도 기대어 앉은 자세와 바로 누운 자세에서 PNF를 융합한 호흡운동을 실시하였을 때 폐기능에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 20대 정상인 20명을 대상으로 실험군 10명, 대조군 10명으로 무작위 배치하였다. 실험은 4주간 실시하였으며, 주당 5회 30분씩 실시하였다. 실험군은 45도 기대어 앉은 자세에서 PNF 호흡운동 30분을 실시하였고 대조군은 바로 누운 자세에서 PNF 호흡운동 30분을 실시하였다. 실험대상자들은 실험전과 실험후에 폐활량분석기를 통해 폐기능을 평가하여 분석하였다. 본 연구의 결과는 실험군이 대조군보다 호기예비용적과 폐활량, 최대환기량에서 유의한 증가를 보였다. 본 연구를 통해 45도 기대어 앉은 자세에서 PNF호흡패턴운동을 실시한 실험군이 바로 누워 PNF호흡운동을 실시한 대조군보다 폐기능의 증진을 볼 수 있었다.

• 한국운동역학회지
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• 제19권4호
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• pp.627-636
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• 2009

본 연구는 한국무용 시 내면의 아름다움뿐만 아니라, 외면으로 표현되고 기술적으로 한층 세분화된 한국무용의 호흡에 대한 중요성을 인식하는 연구의 필요성을 갖고, 호흡의 사용이 한국무용 걸음체 동작에 어떠한 영향을 미치는 가를 분석하여, 무용의 추상적인 아름다움을 과학적인 근거로 명확하게 제공하는 데 연구의 목적을 갖는다. 연구 결과, 호흡을 사용한 걸음체가 호흡을 사용하지 않는 걸음체 보다 신체중심과 골반이 이동변위가 낮게 나타났다. 슬관절과 족관절의 각변위에서 호흡을 사용하는 걸음체가 호흡을 사용하지 않는 걸음체보다 굴곡되어 굽힘이 많이 사용되었고, 이것은 굴신이 일어나고 있는 시전에서 나타났다. 호흡을 사용한 걸음체 동작은 수직지면반력에서 호흡을 사용하지 않은 걸음체에서 볼 수 없는 pre정점이 나타났고 이것은 한국무용 걸음체 시 호흡이 시작되는 들숨의 시점을 의미하며, 뒤꿈치 닿는 구간(1정점)에서 호흡을 사용한 걸음체의 부하 값이 날숨에 의해 호흡을 사용하지 않는 걸음체 보다 부하 값이 더 크게 나타났다. 전후지면반력 결과 호흡을 사용한 걸음체가 제동력이 더욱 크게 나타났다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권5호
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• pp.1039-1046
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• 1998

연구배경: 주기성 사지운동장애(PLMD)는 여러 수면장애와 함께 공존하는 경우가 많으며, 특히 수면관련 호흡장애(SRBD)와의 관계는 밀접하다고 알려져 있다. PLMD는 반복적이고 상동증적인 사지의 움직임에 의하여 전기생리적인 각성을 일으키기 때문에 불면증과 주간 졸립증을 초래하므로 이에 대한 관심이 필요하다. 본 연구는 SRBD 환자에서 PLMD의 빈도를 조사하고, PLMD로 진단된 환자군의 특성을 조사함으로써, SRBD 환자에서 PLMD의 동반 이환에 대한 이해를 높이는데 있다. 대상 및 방법: 진단적인 수면다원 검사로 수면관련 호흡장애의 진단이 내려진 106명을 대상으로 이들의 수면기록을 후향적으로 조사하였다. 수면다원 검사의 기록과 판독은 표준적인 방법을 사용하였다. OSA 의 진단은 RDI가 10 이상인 경우 내렸고, UARS는 낮 동안에 심한 졸림증을 호소하고 수면다원 검사상 RDI가 5 이하이나 호흡노력의 증가에 이어서 짧은 각성이 반복되는 경우 내렸다. 수면중 주기성 사지운동장애의 진단은 주기성 사지운동지수가 5 이상일 때 내렸다. 자료처리는 SPSS/$PC^+$를 이용하였다. 곁 과: 평균연령은 49.5세였고, 성별은 남자 76명, 여자 30명이었다. 진단은 폐쇄성 무호흡증 78명, 상기도저항증후군 28명이었다. 전체 연구대상의 평균 수면효율은 76.3%, 평균 호흡장애 지수는 22.3/hr, 평균 혈중 산소포화도는 84.9%로 중등도의 수면중 호흡장애가 있음을 알 수 있다. 평균 주지성 사지운동 장애지수는 13.1/hr였으며 70% 이상의 환자들이 32/hr 이하에 분포하였고 개인차이가 많았다. 주기성 사지운동 장애지수가 5 이상으로 수면중 주기성 사지운동장애를 동반한다고 판단된 군이 47명으로 전체의 44.3%를 차지하였다. 수면중 주기성 사지운동장애를 동반하는 군과 동반하지 않는 군의 비교에서, 두 군간에 나이, 무호흡 지수, 성별, 1 단계 수면의 백분율에서 유의한 차이가 있었다. 결 론: 본 연구의 결과는 이전의 타 연구들보다 수면관련 호흡장애에서의 주기성 사지운동장애의 동반이환율이 더 높다. PLMD를 동반하는 군의 나이가 유의하게 더 많고, 여성에서의 동반율이 더 높고, 무호흡 지수(apnea index)가 유의하게 더 낮다. 수면중 주기성 사지운동장애는 수면관련 호흡장애와 함께 불면증과 주간 졸림증을 초래하고, 본 연구에서 뒷받침 하듯이 수면중 호흡장애 환자에서 흔히 함께 동반되기 때문에, 수면관련 호흡장애 환자의 진단 및 가료시 이에 대한 배려가 필요하다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.122-125
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• 2004

폐, 간 등의 상 복부에 위치한 종양의 방사선 조사 체적은 호흡에 의한 종양의 이동을 포함하기 때문에 방사선 조사체적이 증가되어 방사선 독성 및 정상조직 선량이 증가하게 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 동 팬텀과 초음파센서를 이용하여 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 획득하고, 획득한 데이터의 역 값을 이용해 환자침대를 조절해줄 수 있는 호흡운동 조절 방사선치료 기술을 개발하고자 한다. 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 평가하기 위해 제작한 팬텀은 조정기(BS II, 20 Mhz, 8K Byte), 센서(Ultra-Sonic, range 3 cm${\sim}$3 m), Computer(RS232C), Servo Motor (Torque 2.3 Kg)등으로 구성하였고, 제어와 구동을 위한 획득-보정-분석 프로그램을 작성하였다. 최대 2 cm 범위 내에서 팬텀을 움직이게 하였고, 팬텀의 움직임과 보정이 순차적으로 일어나도록 프로그램 하였으며, x, y, z가 연속적으로 움직이도록 구성하였다. 임의의 움직임 데이터(유격이 2 cm이 되도록 하여 3차원 데이터 형태)를 입력하여 동 팬텀을 조정하고, 동시에 팬텀 움직임을 초음파 센서를 이용하여 획득한 후, 두 데이터 간의 비교, 분석을 시행하였다. 이후 쥐(Guinea-pig, about 500g)를 이용하여 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 획득한 후 획득한 데이터의 역 값으로 팬텀을 구동시킴으로써 실시간 호흡운동 조절 방사선치료 기술을 평가하였다. 팬텀 실험에서 3 차원 입력데이터에 대한 팬텀 보정 데이터 간의 정확성을 시간에 대한 거리 값으로 비교한 결과 ${\pm}$1% 이내의 정확성을 알 수 있었고, 이에 필요한 보정시간은 2.34 ${\times}$ 10-4 초임을 알 수 있었다. 또한 동물 실험에서도 동일한 방법으로 시간에 대한 거리 그래프와 획득-보정 간의 지연 시간 등을 분석한 결과 팬텀 데이터와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 팬텀, 동물 실험 모두에서 시간에 대한 거리 값과 각각의 경우에 획득-보정 간의 지연 시간을 분석한 결과 데이터 값은 ${\pm}$1%이내에서 일치하였으며, 데이터 획득-보정 지연 시간은 2.34 ${\times}$ 10-4 초 이내 즉, 실시간으로 얻을 수 있어 새로운 호흡운동 조절 방사선치료 기술의 임상적용에의 가능성을 확인할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제22권4호
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• pp.316-324
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• 2004

목적 : 간 등의 상 복부에 위치한 종양의 방사선 조사 체적은 호흡에 의한 종양의 이동을 포함하기 때문에 방사선 조사 체적이 증가되어 방사선 독성 및 정상조직 선량이 증가하게 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 동 팬텀과 초음파센서를 이용하여 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 획득하고, 획득한 데이터의 역 값을 이용해 환자침대를 조절해줄 수 있는 호흡운동 조절 방사선치료 기술을 개발하고자 한다. 대상 및 방법 : 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 평가하기 위해 제작한 팬텀은 조정기(BS II, 20 Mhz, 8K Byte), 센서(Ultra-Sonic, range $3\~3$ m), Computer (RS232C), Sewo Motor (Torque 2.3 Kg) 등으로 구성하였고, 제어와 구동을 위한 획득-보정-분석 프로그램을 작성하였다. 최대 2 cm 범위 내에서 팬텀을 움직이게 하였고, 팬텀의 움직임과 보정이 순차적으로 일어나도록 프로그램하였으며, x, y, z가 연속적으로 움직이도록 구성하였다. 임의의 움직임 데이터(유격이 2 cm이 되도록 하여 3차원 데이터 형태)를 입력하여 동 팬텀을 조정하고, 동시에 팬텀 움직임을 초음파 센서를 이용하여 획득한 후, 두 데이터간의 비교, 분석을 시행하였다. 이후 쥐(Guinea-pig, about 500g)를 이용하여 호흡운동에 의한 환자 체표면의 움직임을 획득한 후 획득한 데이터의 역 값으로 팬텀을 구동시킴으로써 실시간 호흡운동 조절 방사선치료 기술을 평가하였다. 결과 : 팬텀 실험에서 3 차원 입력데이터에 대한 팬텀 보정 데이터간의 정확성을 시간에 대한 거리 값으로 비교한 결과 ${\pm}1\%$ 이내의 정확성을 알 수 있었고, 이에 필요한 보정시간은 $2.34{times}10^{-4}$초임을 알 수 있었다. 또한 동물 실험에서도 동일한 방법으로 시간에 대한 거리 그래프와 획득-보정간의 지연 시간 등을 분석한 결과 팬텀 데이터와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 결론 : 팬텀, 동물 실험 모두에서 시간에 대한 거리 값과 각각의 경우에 획득-보정간의 지연 시간을 분석한 결과 데이터 값은 ${\pm}1\%$ 이내에서 일치하였으며, 데이터 획득-보정 지연 시간은 2.34H10-4 초 이내 즉, 실시간으로 얻을 수 있어 새로운 호흡운동 조절 방사선치료 기술의 임상적용에의 가능성을 확인할 수 있었다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권4호
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• pp.319-326
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• 2001

목적 : 폐, 간 등의 상 복부에 위치한 종양의 방사선 조사 체적은 호흡에 의한 종양의 이동을 포함하는 영역으로 조사 체적이 증가된다. 이로 인하여 방사선 독성 및 정상조직 선량이 증가되며, 호흡으로 인한 환자자세의 변화로 인해 종양의 정확한 위치파악이 어렵게 된다. 본 연구에서는 호흡에 따른 장기 움직임 유형을 분석하여 호흡에 의한 장기의 움직임을 최소화 할 수 있는 호흡운동 감소장치를 고안하고 방사선치료 시 호흡운동 감소장치의 유용성을 평가해 보고자 하였다. 대상 및 방법 : 간암환자 10명을 대상으로 하여 MeV-Green과 벨트, 스티로폼판 등을 사용하여 호흡운동감소장치(respiratory motion reduction device, RRD)를 제작하였다. 내부장기의 이동정도는 모의치료 시에 관찰된 횡경막의 이동 정도로 평가하였으며 앙와위와 복와위 및 RRD의 사용 시 이동정도를 쏠아보았고, 각각의 경우에서 이동정도를 고려하여 방사선치료계획을 수립하였다. 선량체적 히스토그램(dose-volume histogram, DVH)을 통해서 전체 간 용적 중 처방선량의 $50\%$가 조사되는 정상간 용적을 구하였다. 결과 : 호흡에 따른 횡경막의 평균이동거리는 앙와위 자세에서 $16{\pm}1.9\;mm$ 이었고, 복와위 자세에서는 $12{\pm}1.9mm$임을 알 수 있었다. 복와위 자세에서 본원에서 자체 제작한 RRD를 사용한 경우에는 $5{\pm}1.4\;mm$으로 감소되었고, 벨트 고정장치의 추가 사용 시에는 $3{\pm}0.9\;mm$으로 감소하여 총 9 mm 감소함을 알 수 있었다. 방사선치료계획에 따른 DVH에서 처방선량의 $50\%$가 조사되는 정상간의 용적은 호흡운동감소장치를 사용하지 않은 경우에 앙와위 자세에서 $43.7\%$, 복와위 자세에서 $40\%$ 이었고, 호흡운동 감소장치를 사용한 경우에 복와위 자세에서 $30.7\%$, 여기에 벨트 고정장치를 추가 사용하였을 경우에는 $21\%$로서 전체 간 용적 중 방사선에 조사되는 정상 간 용적은 최대 $22.7\%$ 감소됨을 알 수 있었다. 결론 : 호흡에 따른 내부장기의 움직임을 최소화 할 수 있는 RRD를 사용하여 정상조직에 불필요하게 조사되는 방사선을 감소시킬 수 있었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제44권5호
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• pp.1040-1050
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• 1997

연구배경 : 만성폐쇄성폐질환 환자의 치료에 널리 적용되고 호흡재활치료는 폐기능을 호전시키지는 못하지만 호흡곤란 등의 증상과 운동능력을 호전시키는 것으로 알려져 있다. 그러나 이런 운동능력 개선의 기전은 여러 각도에서 해석되고 있다. 저자들은 $^{31}P$ MRS를 이용하여 만성 폐질환 환자들을 호흡재활치료 전후 전박근의 대사 변화를 관찰함으로써, 호흡재활치료 후 운동능력호전에 골격근 대사개선을 기여할 가능성을 조사하였다. 방 법 : 총 9명의 만성 폐질환을 갖고 있는 남자 환지들을 대상으로 하였고 이들의 평균 연령은 $58{\pm}11$세였으며, 이들의 기저 질환은 만성폐쇄성폐질환 8예 및 폐유육종증 1예였다. 호흡재활치료는 근육강화운동, 답차운동(treadmill walking), 자전거 운동(stationary bicycle riding) 및 상지 운동력측정계(arm ergometer)를 이용한 상지운동으로 구성했으며, 호흡재활치료 전후로 폐기능 검사, 운동부하 검사, 상하지의 지구력 측정 및 6분 보행거리 검사를 실시하였다. $^{31}P$ MRS검사를 치료 전후 전박근을 대상으로 안정시, 운동시 및 20분간의 회복시에 시행하여 세포내 산소성 인산화 능력을 반영하는 Pi/PCr의 비와 pHi(intracellular pH)를 구하여 비교하였다. 결 과 : 호흡재활치료 후 환자의 폐기능과 가스 교환의 호전은 없었으나, 운동지구력 및 보행능력은 현저한 호전을 보였으며 최대산소섭취량은 증가하는 경향을 보였고, 동 운동량에서의 분당환기량은 감소하는 경향을 나타내었다. $^{31}P$ MRS를 이용하여 재활치료 전후의 골격근 대사를 비교해 본 결과, 치료 후 운동시 및 극심한 피로상태에서의 pHi는 유의하게 높았고 산소성 인산화 과정을 반영하는 지표인 Pi/PCr는 감소하는 경향을 보였으나 안정시 및 회복기의 골격근 대사과정은 변화가 없었다. 결 론 : 이상으로 만성 폐질환 환자에서 6주간의 호흡재활치료는 운동지구력 및 보행 호전시켰으며 이러한 운동능력 호전에는 골격근 대사의 개선으로 초래된 골격근 세포내의 산성화 지연으로 인한 환기량의 감소가 기여할 사료되었다.