• 핵의학기술
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• 제17권1호
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• pp.7-10
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• 2013

PET/CT 검사에서 피검자의 호흡에 의한 움직임은 PET과 CT의 정합오차를 유발하여 영상의 질 저하와 판독의 정확도를 떨어뜨리는 원인이 된다. PET/CT 검사에서 CT 영상 획득 시 자유호흡과 호기 시 잠시 멈춤 상태에서 획득하는 두 가지 호흡법을 이용하여 각 호흡법이 PET과 CT 영상의 정합결과에 끼치는 영향을 평가하였다. 환자 200명을 대상으로 두 집단으로 나누어 CT 영상 획득 시 평소대로 호흡하거나 호기 시 멈추도록 지도하였다. PET과 CT가 정합된 전신영상 관상단면에서 횡경막-간 경계의 정합오차를 길이로 측정하였으며 각 호흡법에 따른 성별, 연령, 상병의 정합오차를 비교하였다. 자유호흡과 호기 시 잠시 멈춤 상태에서 정합오차의 차이는 통계적으로 유의한 차이가 없었으며 호흡법에 따른 정합차이가 99%이상이 5 mm이하였다. 호흡법, 연령, 상병에 따른 정합오차의 차이가 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 본 연구를 통하여 PET/CT 검사시 호흡법에 의한 PET와 CT영상의 정합차이가 없음을 증명하였다. 호흡에 의한 motion artifact를 줄이기 위해서는 더 많은 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.121-126
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• 2021

본 연구는 20대 경도 지적장애인들을 대상으로 풍선불기운동이 복합적인 폐활량과 최대환기량에 어떤 영향을 주는지 알아보고자 한다. 실험군 10명, 대조군 10명으로 실험에 참여하였다. 실험군은 풍선불기운동을 하루에 30분씩 실시하였고, 대조군은 가로막운동을 30분씩 실시하였다. 실험대상자들은 실험전과 실험후에 Fitmate를 사용하여 폐활량과 최대환기량을 측정하였다. 자료분석은 SPSS win 18.0을 실행하였다. 실험대상자는 실험전과 실험후에 차이를 비교하기 위해 대응비교를 실시하였다. 실험 후 실험군은 대조군보다 폐활량과 최대환기량이 더 높게 나타났다. 이 연구를 통해 실험군은 대조군보다 폐활량과 최대환기량이 더 증가되었다. 지적장애인들을 위한 다양한 호흡운동 프로그램을 개발하여 지속적으로 건강을 관리한다면 삶의 질을 높일 수 있다고 생각한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권1호
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• pp.1-10
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• 2017

The difference between three-dimensional (3D) and four-dimensional (4D) dose could be affected by factors such as tumor size and motion. To quantitatively analyze the effects of these factors, a phantom that can independently control each factor is required. The purpose of this study is to develop a deformable lung phantom with the above attributes and evaluate the characteristics. A phantom was designed to simulate diaphragm motion with amplitude in the range 1~7 cm and period up to ${\geq}2s$ of regular breathing. To simulate different tumors sizes, custom molds were created using a 3D printer and filled with liquid silicone. The accuracy of the phantom diaphragm motion was assessed by comparing measured motion with predicted motion. Because the phantom diaphragm motion is not identical to the tumor motion, the correlation between the diaphragm and tumor motions was calculated by a curve fitting method to emulate user-intended tumor motion. Tumors of different sizes were located at same position, and tumor set-up positions were evaluated. The accuracy of phantom diaphragm motion was better than 1 mm. The diaphragm-tumor correlation showed that the tumor motion in the superior-inferior direction increased with increasing diaphragm motion. The tumor motion was larger in the $10cm^3$ tumor than in the $90cm^3$ tumor. The range of difference between the tumor set-up positions was 0 to 0.45 cm. This phantom showed independently adjusting factors such as tumor size and motion to facilitate quantitative analysis of the dosimetric impact of respiratory motion according to these factors.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권4호
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• pp.179-185
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• 2004

선형 가속기를 통한 세기 변조절 방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT), IGRT, 3D-CRT (Three-Dimensional Conformal Radiotherapy) 및 사이버나이프를 통한 치료와 같은 3차원 방사선 치료에서 호흡에 의해 발생하는 종양의 움직임은 실제 치료에 있어 매우 중요한 요소이다. 이와 관련하여 움직이는 종양에 보다 정확한 방사선량을 조사시키기 위하여 ABC (Active Breathing Control), 호흡동기 방사선 치료 등의 여러 방법들이 사용되고 있다. 본 연구에서는 방사선 치료시 호흡에 따른 내부 장기의 움직임 감소 장치를 개발하여 내부 장기 중 횡격막 운동이 얼마나 효율적으로 감소하였는지에 대한 연구를 시행하였다. 4개의 벨트로 구성된 움직임 감소 장치를 환자에게 장착시키고, 환자의 복부 위에 작은 진공쿠션(Vaccum cusion)을 놓아 최대한 호흡을 내쉬게 한 후, 벨트로 환자의 횡격막 주위를 묶는 방법을 사용하였다 이때 횡격막에 움직임 감소 장치를 사용한 경우와 사용하지 않는 경우로 나누어 투시영상(fluoroscopy)에 나타난 횡격막의 움직임을 디지털 카메라 동영상 모드로 촬영하였다. 이 파일을 퍼스널 컴퓨터에 연결 후 포토샵 6.0 소프트웨어 프로그램을 통하여, 횡격막의 가장 높은 지점이 움직이는 최대점과 최소점을 관찰하여 횡격막 운동의 범위를 측정하였다. 움직임 감소장치를 사용하지 않은 경우 횡격막 움직임의 범위는 최소 1.14 cm에서 최대 3.14 cm였고, 그 평균값은 2.14 cm였다. 그러나 횡격막에 움직임 감소 장치를 사용한 결과 그 범위는 0.72～l.95 cm로, 평균값은 1.16 cm로 감소하였다. 횡격막 운동은 20～68.4％ (평균 44.9%) 감소효과가 있었다. 횡격막 운동의 주기의 경우에는, 움직임 감소 장치를 사용한 결과 호흡 주기의 평균값이 4.4초에서 3.07초로 줄어들어 호흡이 빨라졌음을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 움직임 감소 장치를 사용함으로써 내부 장기 중 횡격막 움직임의 범위가 감소함과 동시에 CTV-PTV 마진이 크게 줄어드는 결과를 확인하였다. 이 결과를 통하여 흉부 또는 복부에 종양을 가진 환자 치료 시 더욱 질 높은 방사선 치료가 실현될 것으로 기대한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.157-163
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• 2013

본 연구는 각 호흡 위상에 따른 계획용표적체적(planning target volume. PTV)의 움직임 및 체적(PTV volume)의 변화를 횡격막(diaphragm)의 움직임을 이용하여 정량적으로 분석함으로써 폐암의 호흡 동기 방사선치료를 위한 최적화된 호흡 위상을 알아보고자 하였다. 비특이적 호흡이나 불규칙적인 호흡에 의한 체계적 오류(system error)를 화하기 위하여 모의 호흡 훈련을 시행하였다. 정규화된 호흡 동기 방사선치료 절차에 따라 각 호흡 위상 i에 따른 4차원 전산화치료계획(4-dimensional computed tomography. 4DCTi)을 시행하였으며 0~90%, 30~70%, 40~60% 호흡 위상으로 재구성된 4DCTi 영상에서 PTV를 정의하고 PTVi의 움직임 및 체적의 변화를 정략적으로 분석하였다. 모의호흡 훈련에 의한 평균 호흡 주기는 $3.4{\pm}0.5$초로 나타났으며 임상적으로 유도되는 예상 값과 실제 측정값의 일치 정도를 나타내는 R-제곱 값은 1에 근접하여 유의하였다. 또한 각 호흡 위상 i에 따른 PTVi의 움직임은 0~90% 호흡 위상의 경우 $13.4{\pm}6.4mm$, 30~70% 호흡 위상의 경우 $6.1{\pm}2.9mm$, 40~60% 호흡 위상의 경우 $4.0{\pm}2.1mm$ 이었으며 PTVi의 체적 변화는 30~70% 호흡 위상의 경우 $32.6{\pm}8.7%$, 40~60% 호흡 위상의 경우 $41.6{\pm}6.2%$ 감소되었다. 결론적으로 짧은 호흡 위상(40~60%: 30% duty cycle) 폭을 적용하였을 때 PTV의 움직임 및 체적의 변화가 감소되어 호흡을 고려한 PTV 마진이 4mm 이내이면서 PTV 내 선량의 균일성을 얻을 수 있었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권4호
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• pp.736-745
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• 1998

연구배경: 횡격막의 운동은 흉부 단순 촬영과 fluoroscopy로 관찰해 왔으나 근래 초음파에 의해서 횡격막의 운동거리와 두께를 측정하는 연구들이 있어왔다. 초음파 검사의 장점을 살펴보면 간편하고 비침습적이며 방사선조사가 없고 재현성과 정확성이 있다는 점을 들 수 있다. 본 연구에서는 이러한 횡격막 운동 측정에 대한 초음파의 장점을 이용하여 정상인과 만성폐쇄성 폐질환 환자에서 횡격막 운동을 조사하고 그 결과를 폐기능 지표들과 비교하였다. 연구방법: 정상 성인 28례(의과대학생 16례, 나이를 고려한 대조군 12례)와 만성폐쇄성 폐질환 환자 17례를 대상으로 각각에서 폐기능 검사, 최대 흡기압, 최대 호기압과 초음파상 횡격막의 이동 거리를 측정하여 비교하였다. 초음파는 Aloka 사의 KEC-620 모델을 이용하였으며 앙와위 상태에서 환자의 쇄골 중심선에 해당하는 부위의 우상복부에 횡으로 3.5MHz 탐촉자를 대고 간을 에코창으로 이용하여 M-mode 상에서 평상 호흡시와 폐활량 호흡 또는 최대 호흡시의 횡격막 이동 거리를 3회 측정하여 그 평균값을 얻었으며 최대 흡기압과 최대호기압은 Chest사의 Vitalopower KH-101을 이용하여 3회 측정하여 그 평균값을 얻었다. 결 과: 정상인에서의 횡격막 이동거리는 평상호흡에는 1.5cm-1.7cm를 보였고 최대호흡시에는 5.7cm-6.7cm를 보였다. 정상인에서의 최대호흡시에 횡격막 이동거리는 $FEV_1$ $FEV_1/FVC$, PEF, PIF, 신장과 유의한 상관관계를 보였으나 다중 희귀분석에서는 $FEV_1$ 만이 유용한 예측지표로 계산되었다. 만성폐쇄성 폐질환 환자에서의 횡격막 이용거리는 평상호흡시에는 $1.5{\pm}0.6cm$로 정상인과 유의한 차이가 없었으나 최대호흡시에는 $3.7{\pm}1.3cm$로 대조군에 비해 유의하게 감소되어 있었다. 만성폐쇄성 폐질환 환자군의 각 병기에 따라 횡격막 이동거리를 비교해 본 결과 최대호흡시 횡격막의 이동거리는 $FEV_1$이 감소할수록 짧은 경향을 보였으나 통계적 의의는 없었다. 만성폐쇄성 폐질환 환자에서의 최대호흡시에 횡격막 이동거리는 연령, PEmax, %FVC와 유의한 상관관계를 보였으나 다중 회귀분석에서는 최대호기압(PEmax)과 연령이 유의한 예측인자로 계산되었다. 결 론: 만성폐쇄성 폐질환 환자의 횡격막 이동거리는 정상인에 비해 유의하게 감소하였으며 최대호기압과 가장 좋은 상관관계를 보였다. 그러나 만성폐쇄성 폐질환 환자에서 횡격막 이동거리는 $FEV_1$과 유의한 상관관계를 발견할 수 없어서 초음파를 통한 횡격막 운동검사가 폐기능 평가의 또다른 생리적 지표로 이용될 수 있음을 시사하였다.

• The Journal of Korean Physical Therapy
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• 제28권1호
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• pp.46-51
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• 2016

Purpose: This study intended to classify voluntary respiratory exercise and exercise using breathing training equipment to suggest proper respiratory exercise to relieve symptoms of patients with severe chronic obstructive pulmonary disease. Methods: Sixteen subjects were randomly selected for experimental group I, which performed feedback breathing exercise and 15 subjects were randomly selected for experimental group II, which performed a complex breathing exercise. The mediation program was performed 30 minutes a session, once a day, three times a week, for five weeks. This study analyzed before and after results within groups and between groups through measurement of respiratory muscle activity and health-related quality of life. Results: Activity of sternocleidomastoid muscle and scalene muscle increased meaningfully within experimental group I and activity of diaphragm increased significantly within experimental group II (p<0.05) and there was a meaningful difference in health-related quality of life within experimental group II (p<0.05). Significant differences in change of activity of respiratory muscle and health-related quality of life were observed between groups (p<0.05). Conclusion: This study showed conflicting results between activity of agonist and synergist in patients with severe chronic obstructive pulmonary disease according to types of respiratory exercise and that complex respiratory exercise is more effective in health-related quality of life. Therefore, it found that the more severity increase, the more self-respiratory technique is an effective program. Diversified approach methods will be needed to improve respiratory function and quality of life for patients, and continuous clinical studies will be needed in the future.

• 대한통합의학회지
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• 제8권4호
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• pp.155-161
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• 2020

Purpose : This study was conducted to investigate the effect of positive active pressure technique and active breathing technique on lung function in healthy adults. Methods : In this study, the passive lung expansion technique and active respiration enhancement technique using an air mask bag unit were conducted in 30 normal adults to observe changes in pulmonary function with forced vital capacity (FVC), Forced expiratory volume at one second (FEV1). In order to observe the change in the level of respiratory function, we would like to investigate the peak expiratory flow (PEF) and the forced expiratory flow (FEF 25-75 %). Results : As a result of this study, there was no significant difference in comparison between the passive lung expansion technique and the active breathing enhancement technique (p>.05). The passive lung expansion technique effectively increased the effortful expiratory volume and the median expiratory flow rate of 1 second (p<.05). And the passive lung expansion technique effectively increased the effortless lung capacity and the maximum expiration flow rate (p<.05). Conclusion : The passive lung expansion technique effectively increases the range of motion of the lungs and chest cages, intrathoracic pressure, and elasticity of the lungs, and the active breathing technique increases the muscle functions such as the diaphragm and the biceps muscles. It is expected that it will be able to selectively improve the respiratory function of patients with respiratory diseases or functional limitations as it is found to be effective.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권1호
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• pp.41-52
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• 2002

목적 : 호흡주기에 따른 위치변동 감지센서를 이용하여 종양의 위치가 일정워치에 있을 때만 방사선을 치료하는 호흡 동기치료기구를 제작하고 일정한 호흡주기 상태에서 수행된 CT simulation과 3차원 입체조형치료계획에 따라 방사선을 치료하는 시스템을 개발하고자 하였다. 호흡유무에 따른 종양의 치료 마진(margin)을 측정하고 계획용표적체적(planning target volume:PTV)의 크기에 따른 선량체적표(dose volume histogram:DVH)와 종양억제확률(tumor control probability:NTCP), 건강조직손상확률(normal tissue complication probability:NTCP) 및 선량 통계자료를 통하여 치료성과를 평가하고 선량증강 범위를 예측하고자 하였다. 대상 및 방법 : 종양이 비교적 작고 전이가 없는(T1N0M0) 5명의 폐암환자를 선택하여 X-선 조준장치를 이용하여 횡격막의 이동거리를 측정하는 방법으로 내부장기의 운동을 평가하였다. 호흡동기치료기구는 끌어당김 센서가 부착된 허리띠 모양으로 구성되었으며 이를 흉곽 또는 복부에 부착하여 호흡주기에 의한 흉곽의 크기변동에 따라 센서의 회로가 개폐되고 이것을 선형가속기의 조종간에 연결하는 간단한 기구로서 감도와 재현성이 높았다. 호흡을 배기한 후 일시적 호흡이 정지된 상태에서 Spiral-CT (PQ-5000)로 3차원 영상을 획득하고 Virtual CT-simulator (AcQ-SIM)에 의하여 종양의 위치와 주위 장기들을 확인 도시하였으며 3차원 치료계획장치(Pinnacle, ADAC Co.)를 이용하여 3차원 입체조형치료를 계획하였다. 치료계획의 평가는 호흡동기치료기구의 사용유무에 따른 PTV의 크기에 따라 최적 선량분포를 구사하였으며 각각의 DVH, TCP, NTCP 및 선량통계자료를 도출 비교 검토하였다. 결과 : X-선 simulation에서 폐암환자의 횡격막 이동은 약 1 cm에서 2.5 cm로서 평균 1.5 cm로 측정되었고 자유호흡시 PTV는 CTV (clinical target volume)에 약 2 cm 마진을 주었으며 호흡동기치료기구를 사용하였을 때는 0.5 cm 마진이 적당한 것으로 측정되었다. 종양의 PTV는 연장 마진의 거의 자승비로 증가하였으며 TCP의 값은 마진 범위 $(0.5\~2.0\;cm)$에 관계없이 거의 일정하였고 NTCP의 값은 마진 크기에 따라 평균 $65\%$로 급속히 증가하였다. 결론 : 호흡주기에 따른 위치변동 감지센서를 이용한 호흡동기치료기구는 종양의 위치가 일정할 때만 방사선이 조사되는 간단하고 정확한 장치로서 3차원 입체조형치료 및 강도변조방사선치료에서 매우 유용한 장치임을 확인할 수 있었다. 또한 호흡조절 방사선입체조형치료방법의 기술과 시술절차를 확립시키고 정량적인 선량평가를 위하여 DVH, TCP, NTCP 등의 정량분석과 종양의 투여 선량 증가량(dose escalation)을 예측하는 기초자료를 제공할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.492-495
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• 2008

As the obesity patients increase recently, breath disease such an OSA(obstructive sleep apnea) is also increasing. When the breath disease occurs, the risk comes to be high. Dependence degree the PAP(positive airway pressure) is also coming to be high. The mechanical simulator is composed cylinder, valve, ball screw and the motor that they correspond to the lung and airway, the diaphragm of the human. In order to confirm the characteristic of the motor and the valve, it accomplished an test. The simulator traces breath pattern against the normal breath and the OSA.