• Title/Summary/Keyword: 흡기산소농도

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Radiant Tube 버너에 있어서 흡기 온도 및 산소분물이 연료 소모에 미치는 영향 (An Experimental Study on Effect of Temperature and Oxygen fraction of Intake Air on Fuel Consumption in Radiant Tube Burner)

  • 김현우;이경환;노동순
    • 에너지공학
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    • 제14권2호
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    • pp.73-81
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    • 2005
  • 강판의 냉간압연 후 소둔을 하기 위한 열처리 공정에서 사용되고 있는 Radiant Tube Burner(이하 RT버너) 연비를 개선하기 위한 효율적인 방법을 실험적으로 조사하였다. 재열기가 설치된 모델 RT버너를 실험에 맞도록 개조하여, 배기 중 산소 농도 조건을 변화시키면서 연료 소모에 대한 흡입공기의 온도와 산소분율의 영향도를 파악하였다. 본 연구의 결과, 흡기 온도를 상승시키면 RT버너의 chamber온도가 상승하나 그 상승폭은 흡기 온도 상승폭의 $10\%$에 지나지 많아, 흡입 공기 온도의 상승만으로는 연료 소모 개선을 기대할 수 없다는 것을 알 수 있었다 그러나, 흡입 공기 중 산소분율 변경 실험 결과, 흡입 공기 중의 산소분율을 $1.5\%$증가시키면 NOx의 배출이 약 $40\%$정도 증가하지만 약 $20\%$의 연비 개선 효과를 보였다. 따라서, NOx 배출 증가를 억제하는 산소 고부하 전용 RT버너는 RT버너 시스템의 연료 소모를 개선하는 효과적인 방법의 하나로 기대된다.

디젤기관의 연료소비율 및 질소산화물 배출물에 미치는 EGR의 영향에 관한 연구 (A Study on Effect of EGR upon Fuel Consumption Rate and NOx Emission in Diesel Engines)

  • 배명환;임재근
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제3권1호
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    • pp.76-88
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    • 1995
  • The effects of exhaust gas recirculation(EGR) on the characteristics of NOx emissions and specific fuel consumption rate have been investigated using an eight-cylinder. four cycle. direct injection diesel engine operating at several loads and speeds. The theoretical NO formation concentration is calculated with the equivalence ratio as a parameter of flame temperature to study the effect of EGR on NOx emissions in the diesel combustion. The experiments in this study are conducted on the fixed fuel injection timing of $38^{\circ}$ BTDC regardless of experimental conditions. It is found that the specific fuel consumption rate is slightly increased with EGR rate. and NOx emissions are markedly reduced owing to the drop of the incoming oxygen concentratio and the increase of equivalence ratio as the EGR rate increases.

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엔진 사이클 시뮬레이션에 의한 직분식 디젤기관의 NO 배출물에 미치는 흡기충전 조건의 영향에 관한 연구 (A Study on Effect of Intake Charging Conditions upon NO Emissions in a DI Diesel Engine Using Engine Cycle Simulation)

  • 함윤영
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제26권6호
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    • pp.679-687
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    • 2002
  • In this study, a cycle simulation using a two-zone model is carried out to investigate the effect of intake charging conditions such as oxygen concentration, temperature and pressure on NO emissions in a DI diesel engine. The model is validated against measurements in terms of cylinder pressure, torque, BSFC and NOx emissions with 2902 cc DI diesel engine. Calculated results can be summarized as follows. The oxygen concentration in the intake charge is decreased with increasing of EGR rate and equivalence ratio. As the intake oxygen concentration is reduced, the combustion pressure and the burned gas temperature decrease and, as a result, NO formation decreases. Also, the results show that as the intake pressure increases and the intake temperature decreases, NO emissions are effectively reduced.

Volume-Controlled Mode의 기계환기시 동일환 I:E Ratio하에서 Inspiratory Pause가 기도압 몇 가스교환에 미치는 영향 (The Effects of Inspiratory Pause on Airway Pressure and Gas Exchange under Same I:E ratio in Volume-controlled Ventilation)

  • 최원준;정성한;이정아;최강현
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제45권5호
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    • pp.1022-1030
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    • 1998
  • 연구배경: Volume controlled ventilation(VCV)시 inspiratory pause의 사용은 흡기시간을 연장하여 평균기도압을 상승시키고 가스교환을 호전시키는 것으로 알려져 있다. 그러나 같은 흡기시간을 유지하더라도 inspiratory pause를 사용하였을 경우 평균기도압과 가스교환의 변화에 대하여는 잘 알려지지 않았다. 방 법: 저자들은 VCV으로 기계호흡을 받는 12명의 환자를 대상으로 흡기산소농도, 상시호흡량, 호흡수 및 I : E ratio(1 : 3)는 변화시키지 않고 5%의 pause를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우의 기도압 및 가스교환의 변화를 관찰하여 비교하였다. 결 과: 동맥혈 이산화탄소분압은 pause를 사용한 경우 $38.6{\pm}7.4$ mmHg로 시용하지 않은 경우의 $41.0{\pm}7.7$ mmHg보다 유의하게 낮았다 (p<0.01). 동맥혈 산소분압은 pause를 사용한 경우 $94.4{\pm}23.2$ mmHg로 사용하지 않은 경우의 $91.8{\pm}19.7$ mmHg보다 높은 경향이 있었으나 (p=0.054), 폐포-동맥혈 산소분압차$(P(A-a)O_2)$는 pause 유무에 따른 차이가 없었다 ($185.3{\pm}86.5$ mmHg vs. $184.9{\pm}84.9$ mmHg, P=0.766). 평균기도압은 pause를 사용한 경우 $9.7{\pm}4.0\;cmH_2O$로 사용하지 않은 경우의 $8.8{\pm}4.0\;cmH_2O$보다 유의하게 높았다 (p<0.01). Pause를 사용했을 때의 pause pressure와 pause를 사용하지 않을 때의 최고흡기압의 차이는 호흡기계의 저항과 역상관관계를 보였으나 (r=-0.777, p<0.01), pause가 없을 때의 최고흡기압에서 pause를 사용했을 때의 최고흡기압으로의 증가는 호흡기계의 저항과 정상관관계를 보여 (r=0.811, p<0.01), 평균기도압의 차이는 호흡기계의 저항과 유의한 정상관관계를 보였다(r=0.681, p<0.05). 평균기도압의 변화는 $PaCO_2$의 변화와 상관관계를 보이지 않았다. 결 론: Volume control ventilation시 동일한 1:3 의 I:E ratio하에서라도 5%의 inspiratory pause를 사용하는 것이 평균기도압을 더 높게 유지할 수 있으며 폐환기를 호전시킬 수 있는 것으로 사료되었다. 또한 호흡기계의 저항이 증가되어 있을수록 평균기도압의 상승이 많았으나 평균기도압의 상승 정도는 폐환기의 변화와 상관관계를 보이지 않았다.

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디젤 저온연소 운전 영역에서 흡기압이 엔진 성능에 주는 영향 (Effect of Intake Pressure on Emissions and Performance in Low Temperature Combustion Operation of a Diesel Engine)

  • 이선엽;장재훈;이용규;오승묵;김용래;김득상
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.88-94
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    • 2012
  • One of the effective ways to reduce both $NO_x$ and PM at the same time in a diesel CI engine is to operate the engine in low temperature combustion (LTC) regimes. In general, two strategies are used to realize the LTC operation-dilution controlled LTC and late injection LTC - and in this study, the former approach was used. In the dilution controlled regime, LTC is achieved by supplying a large amount of EGR to the cylinder. The significant EGR gas increases the heat capacity of in-cylinder charge mixture while decreasing oxygen concentration of the charge, activating low temperature oxidation reaction and lowering PM and $NO_x$ emissions. However, use of high EGR levels also deteriorates combustion efficiency and engine power output. Therefore, it is widely considered to use increased intake pressure as a way to resolve this issue. In this study, the effects of intake pressure variations on performance and emission characteristics of a single cylinder diesel engine operated in LTC regimes were examined. LTC operation was achieved in less than 8% $O_2$ concentration and thus a simultaneous reduction of both PM and $NO_x$ emission was confirmed. As intake pressure increased, combustion efficiency was improved so that THC and CO emissions were decreased. A shift of the peak Soot location was also observed to lower $O_2$ concentration while $NO_x$ levels were kept nearly zero. In addition, an elevation of intake pressure enhanced engine power output as well as indicated thermal efficiency in LTC regimes. All these results suggested that LTC operation range can be extended and emissions can be further reduced by adjusting intake pressure.

압력조절환기법과 용적조절환기법의 호흡역학 몇 가스교환의 비교 (Comparison of Respiratory Mechanics and Gas Exchange Between Pressure-controlled and Volume-controlled Ventilation)

  • 정성환;최원준;이정아;김진아;이문우;신형식;김미경;최강현
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제46권5호
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    • pp.662-673
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    • 1999
  • 연구배경 : Pressure-controlled ventilation(PCV)은 최근 호흡부전 환자에게서 자주 사용되는 환기방식이다. 이론적으로 PCV은 초기에 높은 기류를 제공하므로 volume-controlled ventilation(VCV)에 비해 최고흡기압이 낮고 가스교환에 이점이 있을 것으로 사료된다. 그러나 PCV에서 최고흡기압이 낮은 것에 대해서는 대부분의 보고가 일치하고 있으나 가스교환에 대해서는 상반된 결과를 보고하고 있다. 따라서 본 연구는 호흡부전 환자에서 PCV과 VCV간의 호흡역학과 가스교환의 비교 및 I : E ratio의 변동에 따른 차이가 있는지를 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 호흡부전으로 기계호흡을 받고 있는 9명의 환자를 대상으로 하였다. 각 대상환자에서 흡기산소농도, 일회호흡용적, 호흡수 및 호기말양압은 변화시키지 않고, PCV와 VCV을 번갈아 적용하고 I : E ratio를 1 : 2, 1 : 1.3 및 1.7 : 1로 변화시키면서 기도압과 동맥혈 가스분석, 호기 이산화탄소 농도를 측정하여 PCV과 VCV 간의 호흡역학과 가스교환을 비교하였다. 결 과 : PCV과 VCV 모두에서 I : E ratio를 증가시킴에 따라 평균기도압이 증가하였고, $PaCO_2$와 생리적 사강이 감소하였다. 그러나 P(A-a)$O_2$는 변하지 않았다. 각각의 I : E ratio 모두에서 최고흡기압은 PCV시 더 낮았으며, 평균기도압은 PCV에서 더 높았다. 그러나 $PaCO_2$, 생리적 사강 및 P(A-a)$O_2$는 PCV과 VCV간의 차이를 보이지 않았다. 결 론 : 동일한 일회호흡용적, 호흡수 및 I : E ratio 상태에서는 두 환기 양식의 차이에 따른 가스교환의 차이가 없었다.

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조산아에서 말초혈액 중성구수와 호흡 부전증과의 연관성 (Peripheral Neutrophil Count and Respiratory Failure in Preterm Infant)

  • 이금주;윤수영;이란;현재호;정귀영;박진희;박영선
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제45권5호
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    • pp.596-602
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    • 2002
  • 목 적 : 체순환에서 중성구수의 감소는 과립구에 의해 발생하는 폐손상에서 공통적으로 발견되는 소견으로, 특히 말초 혈액에서 중성구 감소와 폐실질로의 중성구의 이동은 다양한 정도의 호흡 장애와 관련된 것으로 알려져 있다. 저자들은 조산아에서 생후 2시간내에 시행한 말초 혈액 검사에서 중성구수의 감소와 호흡 부전증과의 연관성을 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 출생체중 500 gm에서 1,350 gm 사이의 조산아로 1993년 1월에서 1999년 12월까지 방지거병원에서 출생한 97례 중, 중성구수에 영향을 미칠 수 있는 경우를 제외한 44례를 대상으로 생후 2시간 이내 중성구수가 $1.0{\times}10^9/L$ 미만인 경우를 중성구 감소군 (17례), $1.0{\times}10^9/L$ 이상인 경우를 중성구 비감소군(27례)으로 나누고 후향적인 임상적 고찰을 통해 연구를 시행하였다. 재태연령, 출생체중, 분만방식, 1분 및 5분 Apgar점수를 조사하여 기록하였고, 환아의 입원기간, 기계적 환기요법 기간, 산소 보충요법 기간, 최고 흡기압력, 최고 인공환기 횟수, 최고 흡기농도 등의 호흡지표와 동맥관 개존증의 유무, 폐렴, 기흉, 신생아 호흡부전증, 기관지폐 이형성증, 뇌실내출혈, 미숙아 망막증의 유무를 연구하였다. 결 과 : 중성구 감소군의 출생체중은 $1,046.50{\pm}180.76gm$, 1분 Apgar점수는 $3.41{\pm}1.18$, 5분 Apgar 점수는 $5.41{\pm}0.87$이었고, 중성구 비감소군에서는 출생체중 $1,156.70{\pm}124.99g$, 1분 Apgar점수는 $4.30{\pm}1.46$, 5분 Apgar점수는 $6.15{\pm}0.95$로 출생체중(P=0.021)과 1분 및 5분 Apgar점수(P=0.049, P=0.024)에서 통계적 유의성을 나타냈다. 또한, 신생아 호흡부전증의 발생은 두 군간에 차이가 없었고, 기관지폐 이 형성증은 중성구 감소군에서 12례로 중성구 비감소군의 7례보다 유의하게 많이 발생하였다(P=0.0036). 그리고 재원기간에서 각각 $55{\pm}25$일, $29{\pm}15$일로 나타 났으며 기계적 환기요법기간에서는 각각 $41{\pm}20$일, $29{\pm}16$일, 그리고 산소 보충요법 기간에서는 각각 $35{\pm}18$일, $23{\pm}13$일로 유의한 차이를 보였다(P=0.014). 그리고 동맥관 개존증, 뇌실내 출혈, 미숙아 망막증, 폐렴, 기흉, 사망률은 두 군간 다소 차이는 있었으나 통계적 유의성은 발견할 수 없었다. 또한, 두 군간 주요 독립적인 변수은 출생체중(Odds ratio=5.457, 95% CI=1.551-27.525, P=0.0172), 초기 백혈구수(Odds ratio= 8.308, 95% CI=2.054-52.699, P=0.0087), 기관지폐 이형성증(Odds ratio=0.099, 95% CI=0.017-0.397, P=0.0034) 등으로 나타났다. 결 론 : 본 연구에서는 초기 2시간내에 시행한 혈액 검사상 중성구 감소증을 보이는 군에서 기관지폐 이 형성증의 발병이 증가하면서 폐손상이 심해진다는 것을 확인하였다.

기관내 내독소 투여로 유발된 흰쥐의 급성폐손상에서 surfactant의 치료효과 (The Effect of Surfactant Therapy for Acute Lung Injury Induced by Intratracheal Endotoxin Instillation in Rats)

  • 강윤정;박용범;지현석;최채철;김재열;박인원;최병휘
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제48권4호
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    • pp.487-499
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    • 2000
  • 연구배경 : 급성호흡곤란증후군은 다양한 원인으로 유발된 폐포와 모세혈관 사이의 투과성 증가로 폐부종이 발생하여 저산소성 호흡부전이 유발되는 증후군으로, 여러 종류의 surfactant의 이상이 관찰되어 외부에서 기관을 통해 surfactant를 공급하는 치료방법이 많이 시도되었다. 본 연구에서는 흰쥐를 대상으로 기판내로 내독소를 주입하여 급성 폐손상을 유발한 다음 기관내로 surfactant를 투여하여 치료효과를 알아보았다. 방 법 : 흰쥐를 각각 5마리씩 네 군으로 나누어 제1군은 기관대로 생리식염수를 30분 간격으로 주입하였고, 제2군은 기관내로 내독소를 주입한 이후 30분 뒤에 기관내로 생리식염수를 주입하였으며, 제3군과 4군은 기관내로 내독소를 주입한 후 각각 30분과 5시간 뒤에 기관내로 surfactant를 주입하였다. 결 과 : 생리식영수만 기관내로 주입한 제1군에 비해서 내독소를 기관내로 주입한 제2군과 3군, 4군에서는 호흡수가 증가하고, 흡기유량이 감소하였으며, 기도저항을 나타내는 지표인 Penh은 제2군에서만 증가되었다. 동맥혈액산소분압은 제 2군에서만 유의하게 감소하였다. 기관내 내독소 투여후 24시간에 얻은 기관지폐포세척액의 단백농도는 제 2군에서만 증가하였다. 기관지폐포세척액내의 세포수는 내독소를 투여받은 제2군과 3군, 4군에서 모두 증가하였고 구성세포는 다형백혈구가 다수를 이루고 있었다. 폐조직검사에서 제2군의 폐포내로 다형백혈구를 위주로하는 염증세포의 침윤과 폐포벽의 비후소견이 관찰되었으며, 제3군 및 제4군에서도 비슷한 염증소견이 관찰되었으나 염증의 정도는 제2군에서 제일 심하였다. 결 론 : 기관내 sufactant 투여는 기관내 내독소 투여로 유발된 흰쥐의 급성폐손상에서 의미있는 치료효과를 나타내었다.

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일산화탄소 폐확산능검사에서 단회호흡법과 호흡내검사법의 비교 (Comparison of Single-Breath and Intra-Breath Method in Measuring Diffusing Capacity for Carbon Monoxide of the Lung)

  • 이재호;정희순;심영수
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제42권4호
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    • pp.555-568
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    • 1995
  • 연구배경: 폐확산능은 산소를 이용하여 측정하는 것이 가장 생리적이지만 폐모세혈의 산소분압측정이 어려워 임상에서는 일산화탄소를 이용하여 측정하고 있으며, 단회호흡(single-breath)폐확산능검사법이 가장 널리 사용되고있는 방법이다. 그러나 총폐용량까지 흡기한후 10초간 숨을 참는 과정을 기침, 호흡곤란 등이 있는 환자로선 수용하기 곤란하므로 이러한 과정없이 낮은 유량의 일회호기만을 필요로 히는 호흡내(intra-breath)폐확산능검사법이 고안되었다. 본 연구에서는 단회호흡법과 호흡내법으로 측정한 폐확산능간에 유의한 차이가 있는지 그리고 차이가 있다면 어떤 인자가 영향을 미치는지를 알아보고자 하였다. 방법: 특정질환과 무관하게 임의로 73명을 선택하고 유량-용적곡선 검사를 3회 시행한후 노력성 폐활량(FVC)과 1초간 노력성호기량($FEV_1$)의 합이 가장 큰 검사에서 노력성폐활량, 1초간 노력성호기량, 1초간 노력성호기량의 노력성 폐활량에 대한 비($FEV_1$/FVC)를 구했다. 폐확산능은 5분간격으로 각각 3회씩 단회호흡법과 호흡내법으로 측정하였으며, 선형적 상관분석으로 어떤 인자가 두 방법간의 폐확산능의 차[단회호흡법과 호흡내법에 의한 각각의 폐확산능의 차이의 평균치(mL/min/mmHg)]에 영향을 미치는지를 평가하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 결과: 1) 단회호흡법 및 호흡내법 모두 검사내 재현성은 우수하였다. 2) 단회호흡법과 호흡내법으로 측정한 폐확산능간에는 전체적으로 유의한 상관관계가 있었지만, 두 방법의 측정치간에는 의미있는 치아가 있었다($1.01{\pm}0.35ml/min/mmHg$, p<0.01). 3) 단회호흡법과 호흡내법간의 폐확산능의 차이는 노력성폐활량과는 상관관계가 없었지만, 1초간 노력성호기량, $FEV_1$/FVC 및 환기배분의 지표인 메탄농도의 기울기와는 유의한 상관관계가 있었고 다중상관분석결과 $FEV_1$/FVC에 의한 영향이 가장 컸다(r=-0.4725, p<0.01). 4) 단회호흡법과 호흡내법간의 폐확산능의 차이와 $FEV_1$/FVC를 도식화하면 두 방법간의 폐확산능의 차이는 $FEV_1$/FVC가 50~60%인 구간에서 두 군으로 분리됨을 알수 있으며, $FEV_1$/FVC가 60% 이상에서는 두방법간에 유의한 차이가 없으나($0.05{\pm}0.24ml/min/mmHg$, p>0.1) 60% 미만에서는 유의한 차이가 있었다($-4.65{\pm}0.34ml/min/mmHg$, p<0.01). 5) 메탄농도의 기울기가 정상범위인 2%/L이내에선 단회호흡법과 호흡내법의 폐확산능이 모두 $24.3{\pm}0.68ml/min/mmHg$로 측정방법에 따른 차이가 없지만 2%/L를 초과한 경우에는 단회호흡법에 의한 폐확산능이 $15.0{\pm}0.44ml/min/mmHg$ 호흡내법에 선 $11.9{\pm}0.51ml/min/mmHg$로 두 방법간에 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 따라서 $FEV_1$/FVC가 60% 미만일때는 호흡내법으로 측정한 폐확산능이 단회호흡법보다 의미있게 낮은 값을 보이는데, 그 이유는 주로 환기배분의 장애로 추정되지만 폐확산능 이 단회호흡법에서 과대평가되거나 폐확산능의 감소가 호흡내법에서 더 예민하게 나타 났을 가능정도 배제할수 없다. 결론: 73명을 대상으로 폐확산능을 단회호흡법과 호흡내법으로 측정해본 결과 호흡내법은 검사의 재현성도 우수하고 폐기능이 정상이거나 제한성 장애, 그리고 경도의 폐쇄성장애가 있는 경우에는 단회호흡법을 대체해서 사용할수 있지만, 중등도 이상의 폐쇄성장애가 있는 경우에는 단회호흡법보다 유의하게 낮은 검사치를 보였다. 호흡내법과 단회호흡법에 의한 폐확산능의 차이가 호흡내법이 단회호흡법에 비해 폐확산능의 감소를 예민하게 나타내주는 것인지 혹은 환기의 불균형에 의한 영향을 많이 받아서인지는 연구가 더 필요할 것이다.

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