• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.63-63
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• 2003

Purpose: Planning target volume (PTV) for tumors in abdomen or thorax includes enough margin for breathing-related movement of tumor volumes during treatment. We developed a simple and handy method, which can reduce PTV margins in patients with moving tumors, respiratory motion reduction device system (RMRDs). Materials and Methods: The patients clinical database was structured for moving tumor patients and patient setup error measurement and immobilization device effects were investigated. The system is composed of the respiratory motion reduction device utilized in prone position and abdominal presser (strip device) utilized in the supine position, moving phantom and the analysis program, which enables the analysis on patients setup reproducibility. It was tested for analyzing the diaphragm movement and CT volume differences from patients with RMRDs, the magnitude of PTV margin was determined and dose volume histogram (DVH) was computed using a treatment planning software. Dose to normal tissue between patients with RMRDs and without RMRDs was analyzed by comparing the fraction of the normal liver receiving to 50% of the isocenter dose(TD50). Results: In case of utilizing RMRDs, which was personally developed in our hospital, the value was reduced to $5pm1.4 mm$, and in case of which the belt immobilization device was utilized, the value was reduced to 3$pm$0.9 mm. Also in case of which the strip device was utilized, the value was proven to reduce to $4pm.3 mm$0. As a result of analyzing the TD50 is irradiated in DVH according to the radiation treatment planning, the usage of the respiratory motion reduction device can create the reduce of 30% to the maximum. Also by obtaining the digital image, the function of comparison between the standard image, automated external contour subtraction, and etc were utilized to develop patients setup reproducibility analysis program that can evaluate the change in the patients setup. Conclusion: Internal organ motion due to breathing can be reduced using RMRDs, which is simple and easy to use in clinical setting. It can reduce the organ motion-related PTV margin, thereby decrease volume of the irradiated normal tissue.

• 대한물리치료과학회지
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• 제19권4호
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• pp.47-52
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• 2012

Purpose : The purpose of the study was to examine if a respiratory muscle strengthening training in patients with stroke can improve their pulmonary function. Methods : Volunteers were included for the study if a patient diagnosed stroke more than 6 months and had 24 points or higher in MMSE-K scores. Twenty-eight subjects participated in this study and were randomly divided into two groups; a breathing exercise group(n=14) and a control group(n=14). The intervention for all subjects was conducted for 20minutes, three times a week for 4 weeks. Subjects for the breathing exercise group had the respiratory muscle strengthening training using spiro-tigers, where-as subjects in the control group got their usual treatment ie a postural training. The six-minute walking test(6MWT) and the pulmonary function tests(FVC, $FEV_1$, $FEV_1$/FVC, VC, Vt, IRV and ERV) were employed to assess treatment effects at baseline and after their intervention. Results : Twenty-four subjects finished their 4-week treatment programs. The general characteristics between groups were found to be similar (p>0.05). The pulmonary function between groups were also observed no difference across groups at the baseline measurement (p>0.05). In the post treatment group comparison, subjects in the breathing exercise group showed an increase in lung function with VC ($2.73{\pm}0.80{\ell}$) and Vt ($0.87{\pm}0.38{\ell}$) than those in the control group ($1.91{\pm}0.80{\ell}$ and $0.48{\pm}0.22{\ell}$ respectively) (p<0.05). However, there was no difference found in 6MWT, FVC, $FEV_1$, $FEV_1$/FVC, IRV, and ERV across groups (p>0.05). Conclusion : A significant increase in VC and Vt was found in subjects with stroke, who had four-week training on respiratory muscle strengthening. However, respiratory muscle strengthening showed no effect on walking speed and FVC, $FEV_1$, $FEV_1$/FVC, IRV, and ERV in patients with stroke.

• 감성과학
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• 제24권4호
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• pp.69-78
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• 2021

요즘은 건강을 위한 스마트 헬스 케어 웨어러블의 개발이 가속화되는 시대이다. 그 중 활발한 연구 분야 중 하나인 EMS 전기자극을 활용한 웨어러블 제품이 많이 출시되었다. 하지만 연구되거나 출시되어있는 EMS 웨어러블은 근육의 세분화에 집중하지 못한 포괄적인 전신 슈트나 복부 전체를 덮는 벨트 형식으로 출시되어있다. 이에 본 연구에서는 특정 근육을 세분화시킨 EMS 패턴을 적용하고 복압 벨트에 호흡을 측정할 수 있는 스트레치 센서를 부착하여 두 가지 호흡법을 활용해 연구를 진행하고자 한다. 측정방법은 들숨과 날숨으로 실험을 진행하며 대상자는 건강한 신체의 20대 남성 10명을 대상으로 진행했다. 본 연구의 결과 흉식호흡과 복식호흡 모두 센서의 민감도는 5mm, 3mm, 기본 센서 순으로 센서별 순위 결과를 확인할 수 있었고 EMS 복압 벨트를 통해 전기자극을 적용 전, 후로 나누었을 때 전기자극을 적용한 후 호흡의 활성화가 향상되었음을 알 수 있었다. 연구의 결론은 2가지 호흡법을 신체 기능적 근거로 제작한 2가지 패턴으로 인해 호흡법에 적합한 전기자극을 적용 시 적용하지 않았을 때 보다 3가지 센서로 호흡 활성화 효과와 센서 간 민감도 차이를 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 EMS 패턴과 스트레치 센서가 통합된 의복형 웨어러블 제품에 실시간 모니터링이 가능한 호흡 스마트 의류를 개발하고자 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권3호
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• pp.127-136
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• 2015

본 연구의 목적은 진폭 기반 호흡연동 체적변조회전방사선치료의 선량학적인 평가를 하고자 한다. 이 치료를 받은 환자의 호흡 Log 파일을 획득하여 분석하였으며, 4D CT 호흡 형태의 40%~60% 위상 영상 구간 진폭을 기준으로 치료 Log 파일 호흡 진폭의 구간이 4D CT의 진폭 구간과 일치하는 호흡 형태(CBP)와 일치하지 않는 호흡 형태(IBP)로 구분하였다. 상대적인 등선량 분포는 EBT3 필름을 사용하여 측정하였으며, 절대 선량 측정은 PTW $0.6cm^3$ 이온전리함을 이용하여 측정하였다. 감마 인덱스 3%/3 mm을 적용한 환자 1, 2, 3의 CBP 호흡인 경우 각각 93.18%, 91.16%, 95.46%이며, 환자 1, 2, 3의 IBP 호흡인 경우 각각 66.77%, 48.79%, 40.36%으로 분석되었다. 또한 감마 인덱스 2%/2 mm을 적용한 환자 1, 2, 3의 CBP 호흡인 경우 각각 73.05%, 67.14%, 86.85%이며, IBP 호흡인 경우 각각 46.53%, 32.73%, 36.51%으로 분석되었다. 모든 CBP호흡인 경우의 이온전리함 측정값은 치료계획 시스템에서 계산된 값과 평균 3.5% 이내로 일치하였으며, 정적인 팬톰 조사와의 차이는 평균 2.0% 이내로 일치하였다. 환자 3의 IBP 호흡인 경우 이온전리함 측정값과 계산된 값과의 차이가 평균 56%로 큰 차이를 보였다. 이는 4D CT의 진폭 구간과 치료시의 진폭 구간의 차이가 크기 때문인 것으로 사료되며, 4D CT 모의 치료시와 환자 치료시의 진폭의 크기를 일정하게 유지하는 것이 중요하다고 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권3호
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• pp.107-116
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• 2011

호흡동조 방사선치료 및 체부정위방사선치료시 치료계획과 치료시 치료대상장기가 동일하게 움직이는 것을 확인하는 것은 매우 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 호흡의 상태를 모니터하는 RPM 자료와, OBI 영상을 이용하여, 치료 중 치료장기의 움직임을 유추하고 분석하는 프로그램을 개발하였다. 기개발된 호흡연습/유도장치를 사용하여 환자호흡의 규칙성을 확보하였다. 호흡의 상태는 RPM 자료를 실시간 모니터하고 또 치료 후에 저장된 RPM 자료를 이용하였고, 호흡 변위를 내부장기의 움직임으로 환산하기 위하여 호흡의 0%, 50% 호흡동조 OBI 영상을 촬영하였다. OBI 영상촬영 시각을 기록하여, 해당시각의 RPM 자료를 읽고, RPM의 변위와 OBI에서 관찰한 종양의 움직임의 상호비례계수를 구하였다. 치료 후 RPM 자료를 읽어 RPM 자료의 최대값, 최소값, 평균값과 표준편차를 자동으로 계산하는 프로그램을 Labview로 제작하였고, 계산된 결과는 excel 파일로 출력되도록 고안하였다. 분석된 RPM 자료에 비례계수를 적용하여 치료시행중 대상장기의 움직임을 유추하도록 하였다. 이와 같이 개발한 방법은 구동팬텀을 이용하여 정확성을 시험하였고, 간의 체부정위방사선치료를 받는 10명의 환자에 대하여 개발한 방법을 적용하여 유용성을 평가하였다. 본 연구에서 개발한 호흡분석 방법은 구동팬텀을 이용하여 정확성을 확인하였다. 4 sec 주기의 2 cm의 sine 함수형태의 규칙적인 움직임에서 주기는 0.052 sec (1.3%) 크게, 움직임의 크기는 1.952 cm로 0.048 cm 작게 측정되었다. 환자에게 시험적용에서는 1명의 환자는 치료 전 연습을 위한 가치료시간의 자료분석에서 체부정위방사선치료에 적합하지 않은 것으로 판명되었고, 1명의 환자는 치료계획시보다 장기의 움직임이 크게 분석되어 호흡동조 방사선치료로 전환하였다. 본 연구에서 개발한 호흡분석프로그램은 복부부위의 방사선을 받는 모든 환자들의 내부장기의 움직임을 유추하는 데 유용한 것으로 평가되며, 체부정위방사선치료 대상환자들에 대하여, 치료계획시와 동일하게 움직임이 유지되는지 모니터하는 데 유용하였다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제41권3호
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• pp.270-276
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• 1994

연구배경 : 임상에서 기관지과민성의 측정은 천식의 진단과 심한 정도 판정에 유용하므로 널리 쓰이고 있다. 비특이적 기관지 과민성의 측정은 히스타민등의 약물에 의한 기관지 유발검사법이 비교적 쉽게 시행할 수 있으므로 흔히 사용된다. 약물에 의한 기관지 유발검사시 에어로졸의 흡입방법으로 정량 흡입법(dosing technique with counted number of breaths)과 일정시간 흡입법(timed tidal breathing technique)이 널리 사용되고 있다. 일정시간 흡입법은 간단하면서 정확도와 재현성은 정량 흡입법과 차이가 없으며, 비싼 dosimeter가 필요하지 않다. 저자들은 이러한 관점에서 이 검사법은 국내의 임상 현실에 적합한 방법으로 생각하여 히스타민을 이용하여 일정시간 흡입법으로 기관지과민성 측정하는 방법을 소개하고자 한다. 방법: 대상은 정상대조군 42예, 기관지천식 환자 12예, 비염 환자 10예, 그리고 상기도감염 10예이었다, Jet nebulizer를 사용하였으며, 히스타민을 buffered phosphate saline 에 녹혀서, 0.0625부터 25.0mg/ml까지 연속적인 농도의 용액으로 준비하였다. 검사방법은 코를 nose clip으로 막고 마스크를 이용하여 입으로 에어로졸을 2분간 흡입한다. 흡입 후 $FEV_1$을 30초와 90초 후 2번 측정한다. 먼저 생리식염수를 흡입한 후 기저 $FEV_1$ 구한 후, 최저 농도의 히스타민 용액부터 흡입하여 $FEV_1$이 20% 이상 감소할 때까지 반복 흡입한다. 유발농도 20은 먼저 대수 양-반응곡선을 그린 후, 마지막 두 점을 직선 보간(linear interpolation)하여 구하였다. 결과: 생리식염수 흡입후 FEV1보다 20% 이상 감소하는 농도까지 히스타민 흡입은 정상대조군 42예 중 10예를 제외하고 각각의 대상군에서 모두 가능하였으며, 히스타민 유발농도 20을 구할 수 있었다. 정상대조군의 히스타민 유발농도 20의 기하학적 평균값(Geometric Mean${\pm}$Standard Deviation)은 $8.27{\pm}2.22mg/ml$, 기관지 천식군은 $0.33{\pm}3.02mg/ml$, 비염군은 $0.85{\pm}3.24mg/ml $, 그리고 상기도감염군은 $1.47{\pm}1.98mg/ml$이었다. 히스타민 2.5mg/ml 이상의 고농도 용액의 에어로졸 흡입시는 가벼운 부작용은 있었으나 대부분 흡입이 가능하였다. 결론: 히스타민 일정시간 흡입법은 간단한 기구로 시행할 수 있으므로, 우리 현실에 적합한 기관지 유발검사법이라고 생각한다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제84권3호
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• pp.182-187
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• 2021

Background: Fractional exhaled nitric oxide (FeNO) is a non-invasive marker for eosinophilic airway inflammation and a good predictor of response to corticosteroids. There is a need for a reliable and accurate measurement method, as FeNO measurements have been widely used in clinical practice. Our study aimed to compare two FeNO analyzers and derive a conversion equation for FeNO measurements in adults. Methods: We included 99 participants who had chief complaints of chronic cough and difficulty in breathing. The participants underwent concurrent FeNO measurement using NIOX VERO (Circassia AB) and NObreath (Bedfont). We compared the values of the two devices and analyzed their correlation and agreement. We then formulated an equation to convert FeNO values measured by NObreath into those obtained by NIOX VERO. Results: The mean age of the participants was 51.2±17.1 years, with a female predominance (58.6%). Approximately 60% of the participants had asthma. The FeNO level measured by NIOX VERO (median, 27; interquartile range [IQR], 15-45) was significantly lower than that measured by NObreath (median, 38; IQR, 22-58; p<0.001). There was a strong positive correlation between the two devices (r=0.779, p<0.001). Additionally, Bland-Altman plots and intraclass correlation coefficient demonstrated a good agreement. Using linear regression, we derived the following conversion equation: natural log (Ln) (NObreath)=0.728×Ln (NIOX VERO)+1.244. Conclusion: The FeNO values of NIOX VERO and NObreath were in good agreement and had positive correlations. Our proposed conversion equation could help assess the accuracy of the two analyzers.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권10호
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• pp.63-70
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• 2018

영상을 이용한 생체 신호 측정 기술이 발전하고 있으며, 특히 생명 유지를 위한 호흡 신호 측정기술 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 기존 기술은 사람의 몸에서 방출하는 열을 측정하는 열화상 카메라를 통하여 호흡 신호를 측정하였다. 또한, 실시간으로 사람의 흉부 움직임을 분석하여 호흡률을 측정하는 연구도 진행되었다. 하지만, 적외선 열화상 영상을 이용하여 영상 처리를 하는 것은 외부 환경 요인으로 인해 호흡 기관의 탐색이 어려울 수 있으며, 이에 따라 호흡률 측정의 정확도가 떨어지는 문제들이 발생했다. 본 연구에서는 호흡 기관의 영역 탐색을 강화하기 위해 가시광 및 적외선 열화상 카메라를 이용하여 영상을 취득하였다. 그리고 두 영상을 기반으로 얼굴 인식, 영상 정합 등의 과정을 통해 호흡 기관 영역의 특징을 추출한다. 추출한 특징 값을 통계학적 분류 방법 중 하나인 k-최근접 이웃 분류기를 통해 호흡 신호의 패턴을 분류한다. 분류한 패턴의 특성에 따라 호흡률을 계산하며, 측정한 호흡률의 성능을 확인하기 위해 실제 호흡률과 비교 과정을 통해 분석함으로써, 호흡률 측정의 가능성을 확인하였다.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제2권1호
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• pp.24-30
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• 2000

The aim of this paper is to describe an advanced method of the fault diagnosis using Control Theory with reference to a crack detection, a new way to localize the crack position under influence of the plant disturbance and white measurement noise on a rotating shaft. As the first step, the shaft is physically modelled with a finite element method as usual and the dynamic mathematical model is derived from it using the Hamilton-principle and in this way the system is modelled by various subsystems. The equations of motions with a crack are established by the adaption of the local stiffness change through breathing and gaping[1] from the crack to the equation of motion with an undamaged shaft. This is supposed to be regarded as a reference system for the given system. Based on the fictitious model of the time behaviour induced from vibration phenomena measured at the bearings, a nonlinear state observer is designed in order to detect the crack on the shaft. This is the elementary NL-observer(EOB). Using the elementary observer, an Estimator(Observer Bank) is established and arranged at the certain position on the shaft. In case, a crack is found and its position is known, the procedure, fro the estimation of the depth is going to begin.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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• pp.754-759
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• 2007

This study exploits the data discriminating capability of silhouette statistics, which combines wavelet-based vertical energy threshold technique for the purpose of extracting damage-sensitive features and clustering signals of the same class. This threshold technique allows to first obtain a suitable subset of the extracted or modified features of our data, i.e., good predictor sets should contain features that are strongly correlated to the characteristics of the data without considering the classification method used, although each of these features should be as uncorrelated with each other as possible. The silhouette statistics have been used to assess the quality of clustering by measuring how well an object is assigned to its corresponding cluster. We use this concept for the discriminant power function used in this paper. The simulation results of damage detection in a truss structure show that the approach proposed in this study can be successfully applied for locating both open- and breathing-type damage even in the presence of a considerable amount of process and measurement noise.