• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제33권4호
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• pp.177-183
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• 2012

The inspiratory flow rate of a human is changed with the amount of the workload. The flow characteristic is affected by the inspiratory flow rate. In the flow field of airway, the both of turbulence intensity and secondary flow affect the deposition pattern of particles which is important for the drug-aerosol targeting. Thus the analysis of the flow characteristic in a human airway is important. The purpose of this study is to investigate the effects of the inspiratory flow rate on the flow characteristics in a human airway. The tubular airway is consistent with the oral cavity, pharynx, larynx and trachea. The relatively inspiratory flow rate is used at each case of human states regarding the workload. By the effect of geometric airway changes, transition to turbulent airflow after the larynx can occur with relaminarization further downstream. The low Reynolds number k-${\omega}$ turbulence model is used for analysis with flow regime. As the inspiratory flow rate is larger, the turbulence kinetic energy and secondary flow intensity increase in airway. On the other hand, the area of recirculation zone is smaller.

• 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.197-202
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• 2020

본 연구에서는 20대 여성의 카페인 중독이 심장호흡기계 능력에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구의 대상자는 G 광역시 소재의 H 대학교 여학생 35명을 카페인 중독자(n=17)과 카페인 비중독자(n=18)가 참여하였다. 심장능력을 평가하기 위해 사이클 에르고미터를 사용하여 최대산소섭취량, 최대에너지소비량, METs를 측정하였으며, 호흡기계 능력은 파워브리드 K5를 사용하여 최대들숨압, 평균들숨압, 최대들숨유속, 평균들숨유속, 최대들숨량, 평균들숨량을 측정하였다. 본 연구의 결과는 심장능력에서 카페인 중독군은 카페인 비중독군에 비해 최대산소섭취량과 METs에서 통계학적으로 유의한 감소를 보였으며, 호흡기계 능력에서는 카페인 중독군이 비중독군에 비해 최대들숨압, 평균들숨압, 최대들숨유속, 평균들숨유속에서 통계학적으로 유의한 감소를 보였다. 본 연구의 결과를 종합하면, 카페인 중독은 20대 여성의 심장호흡기계 능력의 감소를 보였다. 따라서 본 연구의 결과는 20대 여성의 카페인 중독예방을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 대한물리의학회지
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• 제12권4호
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• pp.29-37
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• 2017

PURPOSE: This study investigated the immediate effect of inspiratory muscle training with whole-body vibration on the pulmonary function of subacute stroke patients. METHODS: All participants (n=30) were allocated to the following groups: (1) the inspiratory muscle training group with whole-body vibration (n=10), wherein the patients received inspiratory muscle training with whole-body vibration comprising 3minutes of vibration per session and respiratory training of 30 times and 2 sessions for one day. (2) the inspiratory muscle training group with visual feedback (n=10), wherein the patients received inspiratory muscle training with visual feedback. (3) the inspiratory muscle training group (n=10), wherein the patients received inspiratory muscle training. RESULTS: After the experiment, the inspiratory muscle training group with whole-body vibration exhibited significantly higher forced vital capacity, forced expiratory volume at 1 second, peak inspiratory flow rate, maximal inspiratory pressure, and chest expansion (p<.05), compared to the other groups. Inspiratory muscle training group with whole-body vibration had significantly higher peak expiratory flow rate and maximal voluntary ventilation than the other groups (p<.05). CONCLUSION: These results show that pulmonary function, maximal inspiratory pressure, and chest expansion were significantly better in the inspiratory muscle training group with whole-body vibration than in the other groups. Thus, this treatment will help recovery of pulmonary function in stroke patients.

• 대한통합의학회지
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• 제9권3호
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• pp.203-211
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• 2021

Purpose : It was to compare changes in respiratory function (pulmonary function, inspiratory function) after four weeks of inspiratory muscle strengthening training (diaphragmatic breathing with upper arm exercise, Power-Breathe breathing) for 36 healthy people. Methods : Subjects were randomly assigned to diaphragmatic breathing with upper arm exercise (Group I) and Power-breathe breathing (Group II) was conducted by the protocol for four weeks five times per week. As the main measurement method for comparison between groups For pulmonary function, Forced Vital Capacity (FVC) and Forced Expiratory Volume at One second (FEV1) were used, and for inspiratory function, Maximum Inspiratory Capacity (MIC), Maximum Inspiratory Pressure (MIP), and Maximum Inspiratory Flow Rate (MIFR) were used. Results : In changes in pulmonary function between groups, FVC and FEV₁ showed no significant difference, and in inspiratory function changes, MIC showed no significant difference, but in MIP and MIFR, Group B significantly improved over Group A. Conclusion : The progressive resistance training using the Power-breath device applied to the inspiratory muscle did not show a significant difference in the increase in the amount of air in the lungs and chest cage compared to the diaphragmatic breathing training accompanied by the upper arm exercise. However, by increasing the air inflow rate and pressure, it showed a more excellent effect on improving respiratory function.

• 대한물리치료과학회지
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• 제27권3호
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• pp.1-11
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• 2020

Background: The purpose of this study was to investigated the effects of threshold resistance inspiratory muscle training on respiratory function in chronic stroke patients. Design: Randomized Controlled Trial Methods: Eighteen patient with stroke were randomly assigned to the experimental group (n=9) and control group (n=9) all testing and training. The experimental group underwent threshold resistance inspiratory muscle training with resistance adjusted of maximal inspiratory pressure, 60 breathing a day and general physical therapy 30 minutes a day, 5 times a week for 4 weeks. The control group was taken general respiratory muscle training and general physical therapy for 4 weeks in the same way. Respiratory function, walking ability were evaluated before and after the intervention. Statistical significance of the results were evaluated by ANCOVA between control group and experimental group after intervention. Results: There was a significant increase in FVC and FEV1 in the experimental group in pulmonary function tests (p<0.05). There was a significant difference with the maximum inspiratory pressure and the maximum inspiratory flow rate between experimental and control group (p<0.05). There was no significant difference with the maximum inspiratory capacity between experimental and control group (p>0.05) but the maximum inspiratory capacity of experimental group some increased than that of control group. Conclusion: These finding gave some indications that the threshold resistance inspiratory training may benefit on pulmonary function in people with stroke, and it is feasible to be included in rehabilitation interventions with this population.

• 대한물리의학회지
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• 제15권1호
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• pp.95-104
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• 2020

PURPOSE: A prospective study was conducted to investigate the correlation between the inspiration ability, bone mineral density, lumbar muscle strength, and muscular endurance for the national softball athletes in the national training center. METHODS: The general characteristics of study subjects, inspiration ability, bone mineral density, muscle strength, and muscular endurance data were analyzed using descriptive statistics. In addition, the Pearson product moment correlation was performed to investigate the correlation between the inspiratory capacity, bone mineral density, muscle strength, and muscular endurance. RESULTS: The inspiration, flow rates, and volume were not correlated with the bone mass and bone mineral density. Inspiration and the flow rates and volume were not correlated with the bone mass and bone mineral density. On the other hand, inspiration was correlated with the Extensor muscles (r=.464, p=.006) at an angular velocity of 60°/s and the flexors (r=.463, p=.006) and extensor muscles (r=.615, p<.001) at an angular velocity of 180°/s. The flow rate was also correlated with the extensor muscles (r=.444, p=.009) at an angular velocity of 60°/s and with flexor muscles (r=.432, p=.011) and extensor muscles (r=.589, p<.001) at an angular velocity of 180°/s. Finally, the volume was correlated at the extensor muscles at an angular velocity of 180°/s (r=.534, p=.001). CONCLUSION: The correlation between the inspiratory capacity, bone mineral density, muscle strength, and muscular endurance of softball athletes did not correlate with the bone mass and bone density. On the other hand, the lumbar muscle strength increased with increasing inspiratory capacity.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제42권3호
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• pp.342-350
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• 1995

연구배경: 만성폐쇄성폐질환 환자에서 기관지확장제 사용후 임상 증상의 호전을 보이는 경우에도 폐기능 검사상 $FEV_1$의 증가가 뚜렷하지 않은 경우가 종종 관찰된다. 이러한 현상은 만성폐쇄성폐질환 환자에서 $FEV_1$이 환기기능의 변화를 예민하게 반응하지 못하기 때문으로 알려져 있다. 만성폐쇄성폐질환 환자에서 기저 병태생리는 호기시 기도폐쇄이지만 결과적으로 흡기시 호흡시스템의 부하가 증가하는 것이다. 그러므로 기관지확장제로 인한 환기역학의 개선으로 임상 증상이 호전되는데 이는 흡기시 부하가 감소된 결과일 가능성이 있다. 이에 저자들은 기관지확장제에 대한 흡기시 환기역학의 반응을 보기 위한 연구를 시행하였다. 방법: 대상은 17명의 만성폐쇄성폐질환환자이며 이중 3명은 여자였고 14명은 남자였다. 나이는 45세에서 80세 사이였으며($65.5{\pm}9.4$세) 검사전 최근 2주사이에 급성악화의 병력이 없는 안정상태에 있었다. 먼저 안정상태에서 호기와 흡기의 노력성유량-기량곡선(Forced F1ow-volume Curve)을 측정한 후 salbutamol($Ventolin^{(R)}$) 용액 10mg을 jet nebulizer($Devilbiss^{(R)}$ model 646)를 이용하여 4분간 흡입후 15분 뒤 다시 각각 호기와 흡기의 노력성유량-기량곡선을 측정하였다. 결과: 17명 환자의 기관지확장제 홉입전 $FEV_1$은 $0.92{\pm}0.34L$($38.3{\pm}14.9%$), FVC는 $2.25{\pm}0.81L$($71.1{\pm}21.0%$), $FEV_1$/FVC%는 $43.1{\pm}14.5%$였다. 기관지확장제 흡입후 $FEV_1$, FVC, Peak Inspiratory Flow(PIF)의 증가는 각각 $0.15{\pm}0.13L$, $0.58{\pm}0.38L$, $1.0{\pm}0.56L/sec$ 였으며, 초기값에 대한 변화율은 각각 $17.0{\pm}14.3%$, $29.0{\pm}22.5%$, $37.5{\pm}16.7%$ 였다. PIF의 증가는 $FEV_1$ 증가의 2배이상 되었으며(p<0.001), 기관지 확장제 흡입후 $FEV_1$의 증가가 거의 없었던 3례에서도 PIF의 증가는 각각 35.0%, 44.0%, 55.2% 였다. 결론: 만성폐쇄성폐질환 환자에서 기관지확장제에 의한 환기역학의 호전은 호기의 지표보다 흡기의 지표가 더 예민하게 반영하는 것으로 보인다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권2호
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• pp.380-387
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• 1998

연구배경: 압력보조환기법은 기계호흡으로부터 이탈시 최근에 많이 이용되는 인공환기법으로 적절한 압력보조 수준이 이탈 과정에 중요하며 특히 최소압력보조 (minimal pressure support) 수준에서 환자의 환기 상태가 적절하면 치료자는 인공 호흡기로 부터 여탈 및 기관내 관을 발관할 수 있다. 그러나 부적절한 최소압력 보조 수준의 적용은 환기 이탈 기간의 장기화나 이탈 실패를 초래할 수 있다. 본 연구는 이탈기 환자들이 최소압력보조 치의 범위를 알아보고 또한 최대 흡기유량과 총환기계 저항의 곱으로 구한 최소압력보조치의 계산값과 환자의 기관내 관 끝에서 실측한 값 사이의 차이를 비교함으로써 유도식으로 계산된 최소압력 보조 값의 임상적 유용성을 예측하고자 하였다. 방 법: 기저 질환이 호전되어 기계호흡으로부터 이탈이 가능한 환자 16명을 대상으로 폐 감시기 (CP-100 pulmonary monitor, Bicore, USA)를 이용하여 부가된 호흡일을 구한 후 최소압력보조의 수준을 직접 측정하였고, 이들 중 9예에서는 또한 유도식 (peak inspiratory flow rate$\times$total ventilatory system resistance=minimal pressure support)을 이용하여 최소합력보조의 수준을 구하였다. 결 과: 대상환자 16명중 14명에서 측정한 최소압력보조의 실측치는 4~12.5 cm$H_2O$로써 환자에 따라 차이가 심하였다. 대상 환자 중 2명에서 각각 15, 21 cm$H_2O$로써 높게 측정되었으나 기관내 관을 발관 후 내강이 기도 분비물로 심한 폐쇄가 발견되었다. 실측치를 측정한 16명중 9명에서 유도식을 이용하여 최소압력 보조의 계산치를 구하였으며 실측치와 계산치의 비는 평균 0.81로 실측치 보다 높게 나타나는 경향을 보였으나 실측치와 계산치의 상관 계수는 0.88(p=0.002)로 통계학적으로 유의한 상관관계를 보였다. 결 론: 압력보조환기법에 의한 이탈 시도시 최소압력보조 수준의 결정은 유도식을 이용하여 계산된 값을 적용하는 것이 치료자가 임의적으로 일정한 값을 적용하는 것보다 더 나을 것으로 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제43권2호
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• pp.201-209
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• 1996

연구배경: Auto-PEEP 혹은 intrinsic PEEP은 호기말에 폐용적이 전체 호흡기계의 이완 용적으로 돌아오지 않음으로써, 증가된 호흡기계의 탄성반도압만큼 호기말 폐포내압(alveolar pressure) 이양의 값을 보이는 것을 말한다. Auto-PEEP 이 존재하는 만성폐쇄성폐질환 환자에게 externa1 PEEP을 적용하면 환자의 호흡 일을 줄일 수 있어서, 질환의 급성악화시 혹은 기계호흡으로부터의 이탈시 환자의 자발호흡을 보조하기 위한 요법으로 제시되고 있다. 이에 기계호흡중인 환자에서 auto-PEEP의 존재가 호흡 일에 미치는 영향을 알아보고, externa1 PEEP의 사용이 auto- PEEP에 의해 증가된 호흡 일을 줄이는지를 알아보기 위해 본 연구를 시행하였다. 방법: 호흡부전으로 기계호흡을 하고 있는 환자 15명을 대상으로 연구가 이루어 졌으며, 이들 7명에서 auto-PEEP이 관찰되었고(auto-PPEP군) 8명에서 auto-PEEP이 auto-PEEP군). 양군 간의 환자의 호흡역학적 지표의 차이를 조사하였으며, auto-PEEP이 존재하는 환자들에 대해 3cm $H_2O$의 external PEEP을 적용한 뒤 호흡역학적 지표들의 변화를 조사하였다. 호흡역학적 지표는 상시호흡량(tidal volume, 이하 $V_T$), 분당 호흡수, 분당환기량 (minute ventilation 이하 $V_E$), 최고흡기유량(peak inspiratory flow rate, 이하 PIFR), 최고호기유행peak expiratory flow rate, 이하 PEFR), 최고흡기압(peak inspiratory pressure, 이하 PIP), $T_I/T_{TOT}$, auto-PEEP, 폐 동적탄성 (dynamic compliance of lung, 이하 Cdyn), 호기 기도저항(expiratory airway resistance, 이하 RAWe), 평균 기도저항(mean airway resistance, 이하 RAWm), $P_{0.1}$, 환자에 의해 수행되는 호흡 일 (work of breathing performed by patient, 이하 호흡 일), pressure-time product(이하 PTP)등이었다.

• 센서학회지
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• 제18권4호
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• pp.294-300
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• 2009

Cardiopulmonary resuscitation(CPR) is performed by artificial ventilation and thoracic compression for the patient under emergent situation to maintain at least the minimum level of respiration and blood circulation for life survival. Quality of the pre-hospital CPR not only significantly affects the patient's survival rate but also minimizes side effects caused by CPR. Good quality CPR requires monitoring respiration, however, traditional respiratory air flow transducers cannot be used because the transducer elements are located on the flow axis. The present study developed a new technique with no physical object on the flow stream but enabling the air flow measurement and easily incorporated with the CPR devices. A turbulence chamber was formed in the middle of the respiratory tube by locally enlarging the cross-sectional area where the flow related turbulence was generated inducing energy loss which was in turn converted into pressure difference. The turbulence chamber was simply an empty enlarged air space, thus no physical object was placed on the flow stream, but still the flow rate could be evaluated. Both inspiratory and expiratory flows were obtained with symmetric measurement characteristics. Quadratic curve fitting provided excellent calibration formula with a correlation coefficient>0.999 (P<0.0001) and the mean relative error<1 %. The present results can be usefully applied to accurately monitor the air flow rate during CPR.