• Radiation Oncology Journal
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• 제26권3호
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• pp.181-188
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• 2008

목 적: 호흡을 고려한 사차원방사선치료의 효용성 증대를 위하여, 규칙적이고 안정된 호흡주기 및 호흡량을 갖도록 환자를 교육하고 호흡을 연습시키는 호흡연습장치 및 프로그램을 자체 제작하여 유용성을 평가하였다. 대상 및 방법: 호흡연습장치를 사용시 및 사용후의 호흡의 규칙도의 변화를 측정하기 위해 11명(자원자 9명, 환자 2명)을 대상으로 실험을 실시하였다. 자유롭게 호흡하는 '자유호흡(free-breathing)'법, 자유호흡 시 시뮬레이션 된 표준 호흡주기를 따라함으로써 일정한 호흡주기를 만드는 '신호모니터-호흡(guided-breathing)'법 및 호흡연습 후 시뮬레이션 신호 없이 호흡하는 '연습 후 호흡(postguided-breathing)'법 등 3가지 방법으로 호흡주기를 기록하여 호흡주기(PTP (Peak To Peak))와 호흡크기(Amplitude) 및 호흡패턴(Area, RMS (Root Mean Square))의 변화를 정량적으로 분석하였다. 결 과: 호흡주기를 보여주는 PTP 값은 '신호모니터-호흡'에서 표준편차 값(standard deviation)이 의미 있게 감소하여 호흡주기가 더 규칙적이었고(자유호흡 0.568 vs 신호모니터-호흡 0.344, p=0.0013), '연습 후 호흡'법에서는 '자유호흡' 시보다 표준변동치가 낮아 호흡주기가 보다 안정적이었으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다(자유호흡 0.568 vs 연습 후 호흡 0.512, p=ns). 호흡량 측정 결과는 '자유호흡'보다 '신호모니터-호흡'의 경우 호흡량의 표준편차 값이 낮아 호흡량이 보다 일정하게 유지되었으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다(자유호흡 1.317 vs 신호모니터-호흡 1.068, p=0.187). 호흡 패턴은 '자유호흡'과 '모니터 호흡' 사이에는 큰 차이가 발생하지 않았지만, '연습 후 호흡'에서는 호흡주기 내 호흡함수의 평균 면적이 7% 감소하였고 RMS 값은 5.9% 감소를 보였다. 결 론: '신호모니터-호흡'에서 호흡주기 및 호흡량이 가장 일정하게 유지되었다. 호흡연습의 효과는 시뮬레이션 신호 없이 호흡하는 '연습 후 호흡'의 경우 시간 경과에 따라 감소할 것으로 판단되었다. 본 연구에서 제작한 호흡연습장치 및 프로그램은 호흡의 주기의 규칙성과 호흡량을 일정하게 유지시키는데 효과적으로 평가되었다.

• 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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제30권2호
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• pp.231-238
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• 2006

The performance of free-breathing polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) was studied experimentally and the effect of cathode separator structure on the cell performance was investigated. Cathode separators were used for the cell with $18cm^2$ active area. In channel type, the contact resistance is low, and the nature convection. which is strongly affected by the cross-sectional shape of cathode separator channel, is dominant in a cell performance. The maximum power density with $18cm^2$ active area is $105mW/cm^2$ using the 10mm depth and 2mm width channel. A computational analysis was optimum structure of free-breathing channel type PEMFC for robotic application.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2834-2838
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• 2008

An free breathing proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) was developed. This paper presents a study of the several effect on the performance of a fuel cell such as air flow rate, opening ratio, and cathode structures. Especially, an air flow rate is critical condition to improve the fuel cell performance. In this paper, we developed a synthetic jet micro air blower to supply high stoichiometric air. The synthetic jet actuation is usually generated by a traditional PZT-driven actuator, which consists of a small cylindrical cavity, orifices and PZT diaphragms. In comparison with free convection fuel cells, the forced-convection fuel cell which equipped synthetic jet micro air blower brings higher performance and stability for long term test. Also, power consumption of the synthetic jet micro air blower is under 0.3W. The results show that the maximum power density was $188mW/cm^2$ at $400mA/cm^2$. The maximum power density was higher 40% than power density of free convection fuel cell.

• Korean Journal of Radiology
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• 제22권7호
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• pp.1044-1053
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• 2021

Objective: Motion-corrected averaging with a single-shot technique was introduced for faster acquisition of late-gadolinium-enhancement (LGE) cardiovascular magnetic resonance (CMR) imaging while free-breathing. We aimed to evaluate the image quality (IQ) of free-breathing motion-corrected single-shot LGE (moco-ss-LGE) in patients with hypertrophic cardiomyopathy (HCM). Materials and Methods: Between April and December 2019, 30 patients (23 men; median age, 48.5; interquartile range [IQR], 36.5-61.3) with HCM were prospectively enrolled. Breath-held single-shot LGE (bh-ss-LGE) and free-breathing moco-ss-LGE images were acquired in random order on a 3T MR system. Semi-quantitative IQ scores, contrast-to-noise ratios (CNRs), and quantitative size of myocardial scar were assessed on pairs of bh-ss-LGE and moco-ss-LGE. The mean ± standard deviation of the parameters was obtained. The results were compared using the Wilcoxon signed-rank test. Results: The moco-ss-LGE images had better IQ scores than the bh-ss-LGE images (4.55 ± 0.55 vs. 3.68 ± 0.45, p < 0.001). The CNR of the scar to the remote myocardium (34.46 ± 11.85 vs. 26.13 ± 10.04, p < 0.001), scar to left ventricle (LV) cavity (13.09 ± 7.95 vs. 9.84 ± 6.65, p = 0.030), and LV cavity to remote myocardium (33.12 ± 15.53 vs. 22.69 ± 11.27, p < 0.001) were consistently greater for moco-ss-LGE images than for bh-ss-LGE images. Measurements of scar size did not differ significantly between LGE pairs using the following three different quantification methods: 1) full width at half-maximum method; 23.84 ± 12.88% vs. 24.05 ± 12.81% (p = 0.820), 2) 6-standard deviation method, 15.14 ± 10.78% vs. 15.99 ± 10.99% (p = 0.186), and 3) 3-standard deviation method; 36.51 ± 17.60% vs. 37.50 ± 17.90% (p = 0.785). Conclusion: Motion-corrected averaging may allow for superior IQ and CNRs with free-breathing in single-shot LGE imaging, with a herald of free-breathing moco-ss-LGE as the scar imaging technique of choice for clinical practice.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제22권1호
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• pp.71-77
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• 2018

Purpose: To develop a two-dimensional (2D) image-based respiratory motion correction technique for free-breathing coronary magnetic resonance angiography (MRA). Materials and Methods: The proposed respiratory navigator obtained aliased a 2D sagittal image from under-sampled k-space data and utilized motion correlation between the aliased images. The proposed navigator was incorporated into the conventional coronary MRA sequence including the diaphragm navigator and tested in three healthy subjects. Results: The delineation of major coronary arteries was significantly improved using the proposed 2D motion correction (S/I and A/P) compared to one-dimensional (S/I) correction using the conventional diaphragm navigator. Conclusion: The 2D image-based respiratory navigator was proposed for free-breathing coronary angiography and showed the potential for improving respiratory motion correction compared to the conventional 1D correction.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제30권2호
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• pp.225-230
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• 2006

This study investigates drying condition when a small fan is added to a operating the free-breathing proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) with dry $H_2$ and Air. Polarization tests were conducted on PEMFCs at cell temperatures between 30 and $50^{\circ}C$ under dry operation. In the results, the cell performance strongly depended on the cell temperature and the cathode gas stoichiometric flow rates. The cell performance increases as cell temperature decreases from 50 to $30^{\circ}C$. In the domain where the stoichiometry of air is quite large, reduction of the concentration overpotential compensated the increased internal resistance due to drying. The maximum performance was obtained at the small air flow rate beyond which flooding occurs. This indicates that the fan should be operated in the stoichiometry domain with a well designed cell structure to avoid flooding.

• 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.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제15권1호
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• pp.22-31
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• 2011

목적: 이 연구의 목적은 간 병변 발견에 있어 1.5-T 자기공명영상에서 자유 호흡 확산강조 영상과 호흡 유발 확산강조 영상의 유용성을 비교하는데 있다. 대상 및 방법: 47명의 환자(평균 57.9세, 남성:여성 = 25:22)가 한번의 간 자기공명 영상검사에서 자유호흡 확산 강조 영상과 호흡유발 확산 강조 영상을 동시에 시행하였다. 이를 두 명의 영상의학과 의사가 호흡유발 이미지 세트(B50, B400, B800 확산강조 영상과 ADC map)와 자유호흡 이미지 세트를 2주간의 시간 간격을 두고 무작위로 후향적 분석을 시행하였다. 영상분석을 위하여 특정영역(ROI)를 설정한 후에 간의 신호대 잡음비 (signal-to-noise ratio, SNR)와 대조도(contrast-to-noise ratio, CNR)를 계산하였다. 결과: 32개의 낭종, 13개의 혈관종, 7개의 간세포암, 6국소 호산구성 간질환, 2개의 전이, 1개의 초점성 결절성 과증식과 글리슨막의 가성지방종을 포함하는 총 62개의 병변이 두 명의 평가자에 의하여 분석되었다. 비록 통계적 유의성을 없었으나, 전체적인 병변 발견의 sensitivity는 호흡유발 확산강조 영상이 [평가자 1:평가자 2, 47/62(75.81%):45/62(72.58%)] 자유호흡 확산강조 영상보다 [44/62(70.97%):41/62(66.13%)] 더 높은 수치를 보였다. 특히 1 cm보다 작은 국소 간 병변 발견의 sensitivity는 호흡유발 확산강조 영상이 [24/30(80%): 21/30(70%)] 지유호흡 확산강조 영상보다 [17/30(56.7%):15/30(50%)] 더 우월하였다. 진단적 정확도활 계산하기 위하여 ROC curve (Az value)를 구하였으며 자유호흡 확산강조 영상과 호흡유발 확산강조 영상간에는 통계적 차이는 없었다. 간의 신호대 잡음비 (SNR)와 대조도 (CNR)는 호흡유발 확산강조 영상이 ($87.6{\pm}41.4$, $41.2{\pm}62.5$) 자유호흡확산강조 영상보다 ($38.8:{\pm}13.6$, $24.8{\pm}36.8$) 높았으며 통계적인 유의성이 있었다. (p value < 0.001). 결론: 1.5-T자기공명 시스템서 1 cm보다 작은 간 병변발견에 있어서 호흡유발 확산강조 영상이 자유호흡 확산강조 영상보다 좋으며 이는 호흡유발 확산강조 영상이 높은 신호대 잡음비 (SNR)와 대조도(CNR)를 보이기 때문이다.

• 국제물리치료학회지
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• 제10권2호
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• pp.1797-1802
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• 2019

Background: Breathing is the essential step of Pilates exercise and can be used to activate core muscles. Although the effects of breathing exercise on pain, breathing muscles, and cervical posture have been extensively studied, little is known about the impact of Pilates breathing on spinal posture and alignment. Purpose: To determine the effect of 3D-Pilates breathing exercise on spinal curvature and alignment of healthy adults during corrected to normal alignment. Design: One group pre-post test design Methods: Eighteen participants were given a 3D-pilates breathing exercise twice a week (20 minutes per session) for three weeks and warmed up for 10 minutes before each exercise session. To examine spinal curvature and alignment of each subject, this study used radiation free rasterstereography (Formetric III, Germany). Paired t-test and Wilcoxon signed rank test were performed to determine the difference between pre and post exercise. Results: There were statistically significant differences in height (p<.001), kyphosis angle (p<.05), trunk imbalance (p<.05), kyphotic apex (p<.01), cervical fleche (p<.05), pelvic tilt (p<.01), and lateral deviation (p<.05) between before and after 3D Pilates breathing exercise. However, there was no significant difference in lordosis angle. Conclusions: The study results indicated that three week 3D-pilates breathing exercise program could be presented as an effective rehabilitation method for improving spinal curvature and alignment.