• 대한방사선치료학회지
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• 제24권2호
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• pp.167-174
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• 2012

목 적: 호흡동조방사선치료(Respiratory Gating Radiation Therapy, RGRT)에서 호흡의 안정성은 매우 중요한 인자이다. 이러한 호흡의 안정을 위해 본인의 호흡주기를 직접 확인할 수 있도록 시청각시스템을 이용한 호흡유도시스템을 개발하였고 이의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 2011년 6월부터 2012년 4월까지 본원에서 호흡동조방사선치료를 받은 7명의 환자를 대상으로 시청각시스템을 이용하지 않는 자유호흡을 먼저 측정하고 자체개발한 호흡유도시스템을 이용한 호흡을 측정하였다. 시청각시스템을 이용한 호흡연습 후에는 치료실내에서의 자가호흡과 시청각시스템을 이용한 호흡을 각각 측정하였다. 측정된 데이터는 호흡주기, 호흡함수의 면적을 구하여 표준편차를 구하였으며, 이를 분석하여 치료전후의 호흡변화를 알아 보았다. 결 과: 자유호흡과 오디오 유도시스템, 시청각 유도시스템의 표준편차는 PTP (peak to peak)가 각각 0.343, 0.148, 0.078이다. 호흡주기는 각각 0.645, 0.345, 0.171이며, 호흡함수의 면적은 각각 2.591, 1.008, 0.877로 나타났다. 전체 환자의 CT실과 치료실에서의 차이를 평균한 값은 PTP가 0.425, 호흡주기가 1.566, 호흡면적이 3.671로 측정되었다. 호흡유도시스템 적용전후의 표준편자는 PTP가 0.265, 호흡주기가 0.474, 호흡면적이 1.714의 차이를 나타내었다. 자유호흡과 시청각유도시스템 적용전후의 값을 T-검정한 결과에서는 PTP, 주기, 호흡함수면적에서 각각 P-value 0.035, 0.009, 0.010의 값을 나타냈다. 결 론: 호흡동조방사선치료에서 호흡조절은 치료의 성패를 좌우할 만큼 중요한 인자이다. 자유호흡이나 청각에 의존한 호흡주기 획득에 비해 시청각 호흡유도 시스템을 이용한 경우에 보다 안정적인 호흡을 얻을 수 있었다. 특히, 치료실에서도 같은 시스템을 이용하여 호흡을 조절함으로써 호흡주기의 재현성이 뛰어났다. 이러한 시스템은 호흡불안정에 의한 치료시간의 지연을 줄이고 좀 더 정확하고 정밀한 치료가 가능하게 되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권3호
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• pp.135-139
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• 2013

호흡 연동 방사선 치료 시 사용되는 음성 유도 및 음성-영상 유도의 두 가지 호흡생체자기제어 방식이 호흡 재현성 및 선량에 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구에서는 Medical College of Virginia (MCV)에서 획득한 19명의 폐암 환자에 대한 호흡 데이터를 이용하였다. 호흡 데이터는 총 5주간 1주 간격으로 자유 호흡, 음성 유도, 음성-영상 유도의 세 가지 형태로 획득하였으며 선량 평가는 MATLAB을 이용하였다. 그 결과, 자유 호흡의 경우에는 반복되는 치료에서 호흡재현성이 감소하여 CTV 선량이 약 30.0% 감소하는 것을 알 수 있었으며, 음성-영상 유도 방식을 이용할 경우 5주 후 CTV 선량이 20.0% 개선됨을 알 수 있었다. 이는 환자가 영상을 통하여 자가호흡조절 능력이 향상되기 때문으로 판단된다. 또한 음성 유도만 사용할 경우에도 호흡재현성을 유지하는 데는 효과적임을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제19권12호
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• pp.1829-1835
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• 2009

과호흡은 뇌파 측정 시에 사용하는 중요한 부활법 중의 하나이며, 과호흡의 질을 평가하여 결과에 반영하는 것이 진단의 측면에서 중요하다. 본 연구는 과호흡이 제대로 유도되었는지를 살펴보고자 하는 목적으로, 환기량에 따른 뇌파의 변화를 살펴보았다. 쥐를 대상으로 기관 절개를 한 후 삽관하여 인공호흡을 유도하였다. 환기유도 시 조건은 정상 환기량을 160 ml/min으로 하여, 240 ml/min, 300 ml/min의 총 세 군으로 하여, 인공적 과호흡을 유도하였다. 뇌파는 전두부와 두정부에서 측정하였으며 과호흡을 하기 전과 후의 뇌파를 비교하였다. 뇌파는 델타, 세타, 알파, 베타의 네 가지 주파수 영역에서의 파형을 정량적으로 분석하였다. 한편 조직검사 결과, 인공적인 과호흡 유도는 폐조직에 물리적인 손상을 유발하지 않았다. 과호흡을 유도하기 위한 조건인 기관절개술도 뇌파에 미치는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 과호흡은 정상환기량의 약 90%까지 증가하였을 때에 적절한 결과를 보였고, 뇌파는 델타파가 가장 우세하였으며 세타, 알파, 베타 순으로 출현 비율이 높았고, 특히 전두부에서 유의적으로 나타났다. 과호흡으로 인한 뇌파의 변화를 살펴보면, 전두부 델타 파워가 12.8%(p<0.01) 증가하였고 전두부의 세타 파워와 알파 파워는 각각 41.3%(p<0.01), 48.6%(p<0.05) 감소하였으며, 베타파워도 41.9%(p<0.05)가 감소하였다. 이상의 결과를 통해 전 두부의 뇌파가 과호흡의 질을 평가할 수 있는 기초 자료가 될 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2012

본 연구에서는 환자 고유의 호흡 패턴을 적용하여 호흡의 규칙성을 향상 시킬 수 있는 호흡 연습장치(respiratory training system)를 개발하여, 호흡에 의한 움직임이 고려된 4D-RT (4-dimension radiation therapy) 또는 4D-CT (4-dimension computed tomography) 수행 시 효율성과 정확성을 높이고자 했다. 개발한 호흡연습장치는 푸리에 급수(Fourier series)를 기반으로 환자 고유의 호흡패턴을 만들어 환자에게 편안한 호흡 유도를 제공한다. 호흡연습장치를 사용했을 때 호흡의 규칙성 향상 정도를 알아보기 위하여 5명의 지원자를 대상으로 실험을 진행하였다. 10개의 자유호흡신호를 획득하여 실험 대상자의 고유한 호흡패턴(guiding waveform)을 만들고, 자유호흡(free breathing)을 3분 동안 시행한 후, 고유한 호흡패턴을 이용하여 호흡을 유도하는 신호모니터-호흡(guide breathing)을 3분 동안 시행하여 데이터를 획득하였다. 획득된 자유호흡과 신호모니터-호흡의 데이터를 이용하여 호흡크기(displacement)와 호흡주기(period)의 변동성을 Root mean square error (RMSE)를 적용하여 정량적으로 비교 분석하였다. 호흡의 변동성을 분석한 결과 신호모니터-호흡은 자유호흡과 비교하여 호흡크기의 경우 최대 40%, 호흡주기의 경우 최대 76%까지 RMSE 값이 감소하였으며, 모든 지원자들의 데이터를 분석한 결과 평균적으로 호흡주기의 경우 RMSE 값이 55% 감소되었고, 호흡크기의 경우 33% 감소하였다. 본 연구에서 개발한 호흡연습장치는 실험대상자의 고유한 호흡패턴을 이용하여 규칙적인 호흡을 유도했기 때문에 피실험자는 큰 노력 없이도 신호모니터-호흡을 따라 할 수 있었다. 따라서 규칙적인 호흡을 오랜 시간 지속시킬 수 있다는 측면에서 장점을 가질 수 있으며, 4D RT, 4D CT를 시행 할 경우 규칙적인 호흡을 통해 효율성과 정확성을 향상 시킬 수 있다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권4호
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• pp.264-270
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• 2014

본 연구에서는 영상유도 로봇 정위방사선치료장비(Stereotactic Radiation Therapy, SRT) 사이버나이프의 Synchrony 호흡추적장치의 사용에 있어 중요한 요소 중에 하나인 호흡의 안정성을 향상 시키고자 휴대형 호흡연습장치(portable respiratory training device)를 개발하였다. 그래프와 막대 형식의 2가지 디스플레이 중 사용자가 원하는 방식을 선택할 수 있도록 인터페이스를 제작하고, 자신의 호흡주기에 대한 리듬감을 향상 시켜 다음 호흡을 예측할 수 있도록 도와주는 청각시스템을 지원하여 편안한 호흡유도를 제공하였다. 5명의 지원자를 대상으로 자체 프로그램을 통해 검출한 개인고유 호흡주기를 적용하여, '자유호흡(free respiration)'에서 획득한 신호데이터와 시청각시스템을 통해 호흡을 유도하는 '모니터호흡(guide respiration)'의 신호데이터를 획득하고, 호흡주기(period)와 호흡깊이(amplitude)의 편차 평균값을 비교하여 유용성을 평가하였다. 호흡주기의 경우 자유호흡에 비하여 $55.74{\pm}0.14%$로 감소하였고, 호흡깊이의 경우에도 자유호흡의 비해 $28.12{\pm}0.10%$ 감소함으로써 호흡의 규칙성과, 안정성이 향상됨을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 개발한 휴대형 호흡연습장치를 이용한 간암, 폐암 등의 체부정위방사선치료에 있어, 호흡 불안정에 의해 발생되는 치료시간의 지연을 줄이고 치료정확도 향상에 도움을 줄 수 있을 것으로 평가되며, 차후 안드로이드(Android)기반의 휴대용단말기를 대상으로 한 호흡연습 어플리케이션 개발에 적용한다면 사용 편의성과 더불어 경제적 효율까지 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권1호
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• pp.33-40
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• 2013

목 적: 호흡동조방사선치료 시 호흡에 따른 종양의 위치를 정확하게 파악하여 치료하기 위해서는 안정되고 일정한 호흡유지가 중요하다. 이에 본 연구에서 Real time monitor와 Ventilator를 이용하여 측정한 호흡유지방법을 소개하고 그 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 7명의 실험자를 대상으로 하여 Gate on time (Beam on time) 600초를 기준으로 실험자를 총 5개의 그룹 -자연 호흡, Monitor를 이용하여 유도한 호흡, Ventilator를 이용하여 유도한 호흡, Monitor와 Ventilator를 동시에 이용하여 유도한 호흡, 실험자 스스로 Real time monitor를 이용하여 주기적 Breath-hold 상태를 유지하는 호흡- 으로 분류 하였다. 분류 후 ANZAI 4D system을 이용하여 각각의 호흡신호를 획득 하였다. 호흡신호별 총 소요 시간을 비교하고 호흡주기 상의 Gate on/off time 평균값, 표준편차, 분산, 평균 호흡 주기의 횟수와 변화 등을 각각 분석하여 호흡의 안정성을 평가 하였다. 동시에 실험자들을 대상으로 설문조사를 실시하여 각 장치들의 의존성을 정성적으로 조사하였다. 결 과: 5개 그룹의 호흡신호 편차변화를 비교하여 실험자의 각 호흡신호 안정성을 평가하였다. 그 결과 모든 실험자는 Gate on time 600초 동안 소요되는 시간이 Monitor와 Ventilator를 동시에 사용 했을 경우에 실험시간이 가장 짧게 걸렸고, 가장 안정된 호흡을 유지한 것으로 나타났다. 결 론: 본 연구에서 Real time monitor와 Ventilator를 사용하여 호흡유도를 진행해본 결과 실험대상자들의 안정적인 호흡유지에 유용성이 있는 것으로 나타났다. 2개의 장비를 독립적으로 사용하였을 경우 보다 동시에 사용할 경우 호흡유지 안정도가 더 우수한 것으로 나타났다. Real time monitor와 Ventilator를 이용하여 환자의 호흡조건을 설정하여 환자에게 적용시킨다면 호흡조절방사선치료 시 치료의 정확도를 높일 수 있으리라 예상되며 동시에 치료시간도 단축될 것으로 사료된다. 특히 규칙적인 호흡조절이 가능한 환자의 경우 Real time monitor를 활용한 Breath-hold 방법의 활용은 치료시간 단축의 효과를 현저히 높일 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국임상수의학회지
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• 제27권3호
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• pp.257-261
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• 2010

산염기 불균형과 수반되는 치료과정에서 혈액 이온들은 변동되어 질 수 있다. 생리적 그리고 생물학적 활성을 가진 순환 이온화 $Mg^{2+}$ 측정이 수의 임상분야에도 적용되고 있다. 실험동물모델에서 급성 대사성 알칼리증 및 호흡성 알칼리증에 수반하는 혈액 이온화 $Mg^{2+}$ 변동을 관찰하였다. 대사성 알칼리증은 $NaHCO_3$ 정맥투여로 그리고 호흡성 알칼리증은 과호흡에 의해 유도하였다. 혈액 이온화 $Mg^{2+}$은 $NaHCO_3$에 의해 유도된 대사성 알칼리증에서는 가역적인 감소를 보인 반면, 과호흡에 의해 유도된 호흡성 알칼리증에서는 비가역적인 증가를 보였다. 따라서 산염기 불균형 치료에 있어 혈액 이온화 $Mg^{2+}$의 잠재적 변동 가능성을 고려하여야 한다고 판단된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.833-835
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• 2014

본 연구에서는 호흡동조방사선치료(Respiratory Gating Radiation Therapy, RGRT)에서 매우 중요한 요소 중에 하나인 호흡의 안정성을 효과적으로 향상 시킬 수 있는 호흡연습장치(respiratory training system)를 개발하였다. 개발한 호흡연습장치는 개인고유의 호흡주기를 적용하여 환자에게 편안한 호흡유도를 제공한다. 충분한 연습시간을 부여하기 위해 언제 어디서나 쉽고 간편하게 연습 할 수 있도록 휴대형 기기에 모듈화 시켰으며, 이를 환자에게 제공함으로써 호흡동조방사선치료의 효율성과 정확성을 높이고자 했다. 호흡연습장치를 사용했을 때 호흡의 규칙성, 안정성, 지속성 향상 정도를 알아보기 위해 5명을 대상으로 실험을 진행 하고자 한다. 개인이 자유롭게 호흡하는 '자유호흡(free breathing)' 개인고유 호흡주기를 적용하여 시청각 프로그램을 통해 호흡을 유도하는 '모니터호흡(guide breathing)' 호흡연습 후 시청각 프로그램 없이 호흡하는 '예측호흡(predict breathing)' 3가지 호흡법의 데이터를 이용하여 호흡주기(period)와 호흡깊이(amplitude) 및 호흡패턴(Area)의 변화를 정량적으로 분석함으로써 휴대형 호흡연습장치의 유용성을 평가하고자 한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2024년도 제69차 동계학술대회논문집 32권1호
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• pp.195-198
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• 2024

이 연구의 목적은 EMG 바이오피드백을 이용한 가로막 호흡 재교육 운동이 전방머리자세 성인의 들숨 기능의 효과를 알아보고자 하였다. 이연구 결과 EBDBEG에서 최대들숨압(PIP) 유의하게 증가하였다(P<.0.5). 따라서 바이오피트백을 적용한 시각적 되먹임을 통해 가로막호흡운동 시 보다 정확하게 가로막의 수축과 이완의 움직임을 인지하고 호흡 보조근을 억제를 유도할 수 있을 거라 생각되며 좀 더 장시간의 적용은 호흡기능 및 전방머리자세에도 긍정적인 역할을 할 것이다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.362-370
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• 2014

본 연구는 자유로운 호흡 상태에서 사이버나이프 영상유도 방사선 치료장치(IGRT)를 이용하여 흉 복부 종양의 움직임과 외부호흡과의 상관관계 측정하여 분석하였다. 대상은 방사선 치료를 시행한 폐종양(n=10), 간종양(n=10), 췌장암(n=10) 환자 총 30명으로, 종양추적시스템(MTS)의 로그 데이터를 변환하여 분석하였다. 자유로운 호흡 중에서 폐종양과 외부호흡의 Peason 상관관계는 두미 방향 0.646(p<0.05), 좌우 방향 0.365(p<0.088), 전후 방향 0.196(p<0.115)로 나타났다. 간종양의 상관관계는 두미 방향 0.841(p<0.000), 좌우 방향 0.346 (p<0.179), 전후 방향 0.691(p<0.001)로 나타났다. 췌장 종양의 상관관계는 두미 방향 0.683(p<0.000), 좌우 방향에서는 0.397(p<0.006), 전후 방향 0.268(p<0.127)로 나타났다. 영상유도장치를 이용한 흉 복부 종양의 움직임 측정 결과는 정확한 치료 체적의 결정에 유용하게 적용할 수 있을 것이다. 또한 외부 호흡과 내부 종양 움직임의 상관관계를 분석을 통하여 다양한 방사선 치료 기술에서 종양의 움직임을 보상해 줄 수 있는 중요한 정보를 제공할 것이다.