Lung cancer 환자 중 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 lung lower lobe에서 stetreotactic radiosurgery(SRS)시 호흡 주기 중 종양의 움직임이 적은 호흡 주기에서만 방사선을 조사하기 위해 respiratory gating system을 사용함으로써 그 유용성에 대하여 알아보고자 한다. lung lower lobe의 SRS 환자 2명을 대강으로 하였으며, 환자의 복부에 maker block(sensor)을 부착하고 tracking camera와 real time position management(RPM)를 이용하여 호흡 주기를 측정하면서 1회 호흡주기에서 10 phases의 4D-CT를 촬영 하였다. 종양의 위치 변화가 급격하지 않은 percent($\%$)의 phases를 치료 phases로 결정하였고, 치료 phases의 CT image를 maximum intensity projection(MIP) 기법으로 재구성 후 volume contouring을 하였다. set up 의 재현성 및 GTV의 위치 변화를 확인하기 위해 치료 전과 치료 중 2회의 4D-CT 촬영을 하였다. GTV의 움직임이 가장 큰 Y(longitudinal)축에서 A환자 full($0\%\~90\%$) phases의 9.4mm가 치료 ($30\%\~60\%$) phases 에서는 2.6mm로, B환자 full($0\%\~90\%$) phases의 11.7mm가 치료($30\%\~70\%$) phases 에서는 2.3mm로 줄었다. 2회의 4D-CT 비교 결과 Set up의 X, Y, Z축 오차는 모두 3mm 이내였다. 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 lung lower lobe에서 SRS 시행 시 respiratory gating system의 사용은 종양의 움직임을 5mm 이내로 감소시킬 수 있어 유용하였다.
Airway clearance technique are used to aid in mucus clearance in a variety of disease states. In this review I discuss airway physiology including airway mucus, action of airways, and airway resistance and review the literature and theory regarding forced expiratory technique, active cycle of breathing technique, and autogenic drainage. Also, I look at the appropriate device such as positive expiratory pressure mask(PEP mask), Flutter, and HFCWO(Vest system) which can be applied in the field of respiratory physical therapy. This study is provided as the basic resource regarding the application method of respiratory physical therapy.
연구배경 : 정상인에서는 운동부하시 증가되는 환기량의 요구를 초기에는 상시호흡량의 증가로 후기에는 호흡수의 증가로 충족시키며, 호흡수 증가에 따라 유발되는 호흡주기의 감소를 보상하기 위해 흡기책임비율이 50% 이상까지 증가하는 것으로 알려져 있다. 반면 만성기도폐쇄 환자에서는 환기능력의 감소와 생리적 사강 호흡의 증가로 인해 최대운동부하시 얕고 빠른 호흡양상을 보인다고 알려져 있지만 책임비율의 변화에 대해서는 연구가 많지 않고 이와 기도폐쇄정도와의 관련성에 대해서는 보고가 없는 실정이다. 방 법 : 12명의 만성기도폐쇄 환자와 10명의 정상인을 대조로 점진적 최대운동부하검사를 실시하였다. 결과 분석은 안정시에서 최대운동부하시점까지의 시간을 100%로 하여 rest, 20%, 40%, 60%, 80%, max 등% control duration으로 분획한 후 각 시점에서 1분 환기량, 상시호흡량, 호흡수, 생리적 사강비율, 흡기책임비율 등의 지표를 양군 간에 비교하였다. 결 과 : 1분환기량과 상시호흡량의 안정시에서 최대운동시까지의 변화는 양군 간에 유의한 차이가 관찰되었으나 호흡수는 유의한 차이를 나타내지 않았다. 생리적사강 비율은 정상대조군에 비해 만성기도폐쇄군에서 그 감소가 유의하게 낮았다. 흡기책임비율은 정상대조군에서 $38.4{\pm}3.0%$에서 $48.6{\pm}4.5%$로 증가한 반면 만성기도폐쇄군에서는 $40.5{\pm}2.2%$에서 $42.6{\pm}3.5%$로 별 변화가 없어 양군간에 유의한 변화의 차이가 있음을 확인할 수 있었고 이러한 흡기책임비율의 변화는 기도폐쇄정도 (FEV1%)와 유의한 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. (r=0.8151, p<0.05). 결 론 : 이상의 결과에서 만성기도폐쇄 환자는 최대운동부하시 정상에서 관찰되는 흡기책임비율의 증가가 발생하지 않으며 이는 기도폐쇄의 정도와 유의한 상관성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다.
International journal of advanced smart convergence
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제12권4호
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pp.378-385
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2023
The importance of wearing respiratory protective equipment has been highlighted even more during the COVID-19 pandemic. Even if the suitability of respiratory protection has been confirmed through testing in a laboratory environment, there remains the potential for leakage points in the respirators due to improper application by the wearer, damage to the equipment, or sudden movements in real working conditions. In this paper, we propose a method to detect the occurrence of leak holes by measuring the pressure changes inside the mask according to the wearer's breathing activity by attaching an IoT sensor to a full-face respirator. We designed 9 experimental scenarios by adjusting the degree of leak holes of the respirator and the breathing cycle time, and acquired respiratory data for the wearer of the respirator accordingly. Additionally, we analyzed the respiratory data to identify the duration and pressure change range for each breath, utilizing this data to train a neural network model for detecting leak holes in the respirator. The experimental results applying the developed neural network model showed a sensitivity of 100%, specificity of 94.29%, and accuracy of 97.53%. We conclude that the effective detection of leak holes can be achieved by incorporating affordable, small-sized IoT sensors into respiratory protective equipment.
방사선 치료에서 일정한 호흡주기의 유지가 필요한 흉부 및 복부를 치료할 때 환자의 자세와 belly board device의 사용 여부에 따라 다르게 나타나는 호흡신호의 차이를 통계적으로 분석하여 임상적용에 관한 유용성을 검정하였다. 호흡주기유지는 supine 자세에서 비교적 양호하게 나타났으며, prone 자세에서 호흡주기 유지가 양호하지 않은 경우에 belly board를 적용하여 85%가 유의하게 다른 패턴의 호흡주기를 보였고, 57%는 호흡주기 유지가 양호하게 변화한 것으로 나타났다. 각 피험자의 비만도와 체중에 따른 호흡주기유지 안정성의 차이는 보이지 않았으며, 안정성의 상대적 비교지수로 분석한 시간의 흐름에 따른 호흡의 안정성 유지는 supine 자세에서 비교적 안정적이었으며, 호흡주기 유지의 검정통계결과와 일치하였다(p=0.044, kappa=0.607). 흉부 및 복부 심지어 골반의 방사선치료에서도 호흡에 의한 환자의 움직임은 중요한 고려사항 중 하나이다. 환자의 치료부위와 target의 위치, 예상되는 plan의 beam arrangement에 따라, 환자의 자세 및 device의 여부가 결정되지만, 본 연구와 같이 호흡신호의 통계적 분석과 이의 적용을 통해, 호흡유지에 최적의 자세, belly board와 같은 device 사용여부를 결정하여, 호흡주기의 유지 및 호흡의 안정도 유지에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.
Effects of GA and IAA on the respiratory and photosynthetic activity of each growth stage during the synchronous culture of Chlorella ellipsodiea, were investigated. 1) GA ($2{\times}10^{-8}M$) affected most insignificantly on the respiratory activity of the stages Dn, Da, $L_1$, $L_2$, $L_3$-cells but only at $L_4$-cells treated with IAA($10^{-3}/M$) were promoted and $L_3$, $L_4$-cells were suppressed. With the treatment of GA-IAA the effects on respiration of eah stage cells were antagonistic. 2) Photosynthetic activity treated with GA during the each stage of Chlorella cells was promoted and IAA treated-cell were suppressed. The effect of GA-IAA upon the process of life cycle was also antagonistic. 3) It was revealed that respiratory and photosynthetic activity of Chlorella cells by the treatment of GA(($2{\times}10^{-8}M$) and IAA($10{\times}^{-3}/M$) had antogonistic effects.
Using the synchronous culture method and the manometric technique, changes in respiratory activities, utilization of some organic acids (succinate, malate, lactate and acetate etc.) and its effect on glucose metabolism in Chlorella cells at different growing stages were measured. 1) Endogenous respiration of the cells was not active at growing stage and was almost constant throughout the early ripening, maturing and division stages. 2) Lactate was utilized as respiratory substrate better than other organic acids tested. Exogenous respiration of glucose was most active at growing and maturing stages and was decreased strikingly at division stage. 3) Succinate and citrate inhibited endogenous and glucose respiration of the cells throughout the all life cycle. 4) Malate and acetate were utilized in the cells at early growing and division stages better, and malate enhanced the glucose respiration while in case of acetate it was depressed. 5) Calcium ion inhibited not only permeability of respiratory substrate but endogenous respiration itself.
본 연구는 동맥의 압력에 따라 변하는 맥파전달시간(pulse transit time, PTT)을 이용하여 호흡노력을 검출하기 위하여 호흡에 따른 PTT 변화를 관찰하였다. PTT는 심전도의 R파 피크로부터 말초에서 나타나는 광전용적맥(photoplethysmograph, PPG)의 최대기울기점까지 시간이다. 생체 신호를 아날로그-디지탈 변환하여 PC에서 매번 심장주기마다 PTT를 측정하였으며 이산적인 결과를 스플라인 보간법을 사용하여 그래프로 제시하였다. 소프트웨어는 $C^{++}$을 사용하여 windows 환경에서 운용하였다. 안정상태 호흡 시에는 호흡의 주기와 일치하는 주기적인 PTT의 변화가 있었다. 호흡 심도를 증가시킴에 따라 PTT의 진폭이 증가하였으며, 기도저항을 증가시킨 경우에도 PTT의 진폭이 증가하는 양상을 보였다. 이러한 결과는 PTT가 호흡노력에 따라 반응하는 것을 시사한다. 아울러 PTT를 이용한 호흡노력 모니터링은 비침습적 방법으로써 호흡장애를 감시하는데 유용하게 사용될 수 있음을 시사한다.
목 적 : 폐암 환자 중 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 폐 하엽에서 정위적 방사선수술 시 호흡에 의한 종양의 움직임을 감소시키는 방법으로 종양의 움직임이 적은 호흡 주기에서만 방사선을 조사할 수 있는 respiratory gating system을 사용함으로써 그 유용성에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 폐 하엽의 정위적 방사선 수술 환자 2명을 대상으로 하였으며, 환자의 복부에 maker block (sensor)을 부착하고 tracking camera와 Real Time Position Management (RPM)를 이용하여 호흡 주기를 측정하면서 1회 호흡주기에서 10 phases로 4D-CT를 촬영하였다. 종양의 위치 변화가 급격하지 않은 호흡주기 (%)의 phases를 치료 phases로 결정하였고, 치료 phases의 CT image를 Maximum Intensity Projection (MIP) 기법으로 재구성 후 volume contouring을 하였다. Set up의 재현성 및 GTV의 위치 변화를 확인하기 위해 치료 전과 치료 중 2회의 4D-CT 촬영을 하였다. 결 과 : GTV의 움직임이 가장 큰 Y(longitudinal)축에서 A환자는 전체 호흡주기($0{\sim}90%$)에서 9.4 mm가 치료 호흡 주기 범위 ($30{\sim}60%$)에서는 2.6 mm로, B환자는 전체 호흡주기 ($0{\sim}90%$)에서 11.7 mm가 치료 호흡주기의 범위($30{\sim}70%$)에서는 2.3 mm로 감소하였다. 2회의 4D-CT 비교 결과 set up의 X, Y, Z축 오차는 모두 3 mm이내였다. 결 론 : 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 폐 하엽에서 정위적 방사선수술 시행 시 respiratory gating system의 사용은 종양의 움직임을 5 mm이내로 감소시킬 수 있어 유용하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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