• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2005년도 제30회 춘계학술대회
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• pp.71-74
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• 2005

To introduce the four-dimensional computed tomography (4DCT, Light Speed RT, General Electric, USA) scanner newly installed in our department and evaluate its feasibility for gated radiotherapy. Respiratory signal measured by real-time position management (RPM$^{\circledR}$, Varian Medical, USA) was recorded in synchronization with the 4DCT scanner. 4DCT data were acquired in axial cine mode and sorted retrospective image based on respiratory phase. PTVs delineated from helical CT and 4DCT images were compared. The PTV delineated from conventional helical CT images was 2 cc larger than that from 4DCT images. Dose in PTV of the plan from retrospective CT was 99.3% (minimum=72.0%, maximum=106.5%) and that of helical CT plan was 95.2% (minimum=24.1%, maximum=106.4%) of prescribed dose. Comparing with DVHs of both plan, the coverage for 4CDT plan was 3.7% improved. It is expected that 4DCT could improve tumor control and reduce radiation toxicity for liver cancer.

• Radiation Oncology Journal
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• 제23권4호
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• pp.217-222
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• 2005

목적: 호흡동기치료, 호흡조절 방사선치료 등 호흡에 관련된 치료법의 연구를 위해 열전쌍마스크(Respiration Monitoring Mask: ReMM)를 이용한 호흡모사팬톰을 개발하였다. 대상 및 방법: 호흡신호에 따라 실시간으로 움직이는 호흡모사팬톰을 제작하였다. 열전쌍으로 환자의 호흡을 측정하고, 측정된 호흡 신호와 장기의 움직임을 비교 분석하여 팬톰의 성능을 평가하였다. 환자의 호흡 측정에는 본 원에서 개발한 ReMM을 사용하였으며, 호흡모사팬톰의 운동은 $RPM^{(R)}$(Real-time Position Management, Varian, USA)으로 측정하였다. 횡격막 부위의 장기 운동을 확인하기 위하여 X-선 투시기를 사용하였다. 결과: X-선 투시영상과 $RPM^{(R)}$으로 관찰한 장기의 움직임을 ReMM으로 측정한 호흡 신호와 비교했을 경우, 각각 표준편차 9.68% 및 8.53% 이내에서 일치하였다. 호흡 신호에 따른 팬톰 운동의 오차는 호흡진폭에 대하여 표준편차 8.52%이내에서 일치하였다. 결론: ReMM은 환자가 호흡을 하는데 불편함이 없었고, 열전쌍에서 발생되는 호흡 신호를 이용한 호흡모사 팬톰은 장기의 운동을 실시간으로 잘 모사하였다. 호흡모사전통은 호흡동기치료 등 다양한 치료법의 평가에 응용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 수면정신생리
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• 제7권1호
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• pp.27-33
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• 2000

수면 중 나타나는 호흡장애를 좀 더 정확하게 측정하기 위해 고안된 비강 공기압 측정기의 민감도를 온도감지 센서와 비교하기 위해 30명의 수면무호흡 증후군 환자와 6명의 상기도 저항증후군 환자에서 저호흡-무호흡 지수와 각성지수를 비교하였다. 그리고 상기도 저항 증후군에서 각성을 일으키는 상기도 압력변화에 대해 알아보기 위하여 온도감지 센서에서 발견되지 않은 저호흡-무호흡과 관련된 각성에서 상기도의 압력을 측정하였다. 비강 공기압 측정기가 기존의 온도감지 센서보다 훨씬 더 민감한 방법임을 알 수 있었다(p<0.05). 비강 공기압 측정기로 검사하여 저호흡-무호흡지수가 평균 41%가 증가되었고 호흡장애가 심하지 않은 경증의 수면무호흡 증후군이나 상기도 저항 증후군에서 더 많이 증가하였다. 비강 공기압 측정기로 검사한 저호흡-무호흡지수를 비교하면 상기도 저항 증후군이 수면무호흡 증후군의 가장 경미한 형태라는 것을 알 수 있었다. 상기도 저항 증후군에서 나타나는 각성에서 상기도의 압력 변화는 일정한 범위에서 나타나지 않았고 다양한 압력 분포를 보였으며 수면 중 호흡장애의 정도가 심해질수록 압력변화의 폭이 더 커지는 양상을 보였다. 비강 공기압 측정기가 기존의 온도감지 센서보다 더 민감하지만 아직까지 해결해야 할 문제가 일부 남아 있어서 온도 감지 센서를 완전히 대체하기는 어려울 것으로 보인다. 그러나 경증의 수면무호흡 증후군이나 상기도 저항 증후군을 진단하는 데에는 많은 도움이 될 것이다. 특히 상기도 저항 증후군의 진단에 기존에는 상기도 압력 측정이 필요하다고 하였으나 비강 공기압 측정기를 이용하면 불편한 상기도 압력 측정은 필요 없을 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.1082-1090
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• 2009

노력성 폐활량(FVC) 검사시 호식기류의 최대값인 최고호기유량(PEF)은 호흡기능의 평가에 매우 중요하게 활용되는 진단 매개변수이다. PEF는 검사 초기에 매우 짧은 순간에 크게 증가하는 양상을 띠기 때문에 호흡기류센서의 동특성이 충분하지 않은 경우 측정오차가 발생한다. 본 연구에서는 노력성 호식기류 상의 초기 상승속도($S_r$)를 산출하고 $S_r$ 값에 기초하여 센서 출력값을 보정하는 새로운 기법을 제안하였다. 미국 흥부학회(ATS)에서 제공하는 표준 기류신호 파형 26개를 생성하여(F) 속도계측형 호흡기류센서로 통과시키며 센서 출력신호(N)를 축적하였다. F의 최대값인 PEF와 N의 최대값인 $N_{PEF}$, 간에는 당초 예상했던 대로 2차함수 관계가 성립하였으나(상관계수 0.9997), ATS파형 #2 및 26은 상당한 이탈을 보였다(상대오차>10%). $N_{PEF}$의 상대오차와 $S_r$간의 관계를 분석하여 상호 선형적인 관계를 얻었으므로, 이를 이용하여 보정한 결과 PEF 상대오차의 99% 신뢰구간이 약 2.5% 이었다. 이는 국제표준인 ATS의 오차한계인 10%의 1/4 이내로써 매우 정확한 보정이 이루어졌다. 따라서 본 연구에서 제안하는 보정기법은 호흡기류센서 교정시 매우 유용하리라 판단된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제29권3호
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• pp.206-213
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• 2011

Purpose: Intensity modulated radiation therapy (IMRT) is a high precision therapy technique that can achieve a conformal dose distribution on a given target. However, organ motion induced by respiration can result in significant dosimetric error. Therefore, this study explores the dosimetric error that result from various patterns of respiration. Materials and Methods: Experiments were designed to deliver a treatment plan made for a real patient to an in-house developed motion phantom. The motion pattern; the amplitude and period as well as inhale-exhale period, could be controlled by in-house developed software. Dose distribution was measured using EDR2 film and analysis was performed by RIT113 software. Three respiratory patterns were generated for the purpose of this study; first the 'even inhale-exhale pattern', second the slightly long exhale pattern (0.35 seconds longer than inhale period) named 'general signal pattern', and third a 'long exhale pattern' (0.7 seconds longer than inhale period). One dimensional dose profile comparisons and gamma index analysis on 2 dimensions were performed. Results: In one-dimensional dose profile comparisons, 5% in the target and 30% dose difference at the boundary were observed in the long exhale pattern. The center of high dose region in the profile was shifted 1 mm to inhale (caudal) direction for the 'even inhale-exhale pattern', 2 mm and 5 mm shifts to exhale (cranial) direction were observed for 'slightly long exhale pattern' and 'long exhale pattern', respectively. The areas of gamma index >1 were 11.88 %, 15.11%, and 24.33% for 'even inhale-exhale pattern', 'general pattern', and 'long exhale pattern', respectively. The long exhale pattern showed largest errors. Conclusion: To reduce the dosimetric error due to respiratory motions, controlling patient's breathing to be closer to even inhaleexhale period is helpful with minimizing the motion amplitude.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제40권1호
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• pp.32-37
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• 2019

In this study, we designed a blending algorithm for rate adaptive pacing for cardiac pacemaker. Generally, rate adaptive pacing (RAP) is applied to patients whose heart rate does not rise during exercise for chronotropic incompetence (CI) patient. It is very important to develop an algorithm for RAP that can be properly applied to CI patients. In order to design an RAP algorithm we used dual sensors. Firstly, we designed a bio-signal measurement system based on the dual sensors, which are accelerometer and respiratory system. Secondly, we conducted treadmill test for the simulation experiment while using 3-lead ECG as reference. Finally, we designed a blending algorithm based on activation state of the dual sensors. The proposed blending algorithm was subdivided into three sections based on the accelerometer signal, which are rapidly increased section (W1), hardly changed section (W2), and decreased section (W3). Each weight is set aside for each section. To evaluate this algorithm, ten healthy adult males were participated. The correlation and Root Mean Square Error between the proposed algorithm and the reference were compared, and shown to be r=0.88 and 2.82 bpm, respectively. These results show that the proposed blending algorithm of dual sensors enables proper tracking of the heart rate during exercise. Also, it shows the possibility that the proposed blending algorithm can be applied to improve quality of life of the chronotropic incompetence patient.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제29권1호
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• pp.90-97
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• 2021

Ultraviolet B (UVB) radiation causes DNA base modifications. One of these changes leads to the generation of 8-oxoguanine (8-oxoG) due to oxidative stress. In human skin, this modification may induce sunburn, inflammation, and aging and may ultimately result in cancer. We investigated whether phloroglucinol (1,3,5-trihydroxybenzene), by enhancing the expression and activity of 8-oxoG DNA glycosylase 1 (Ogg1), had an effect on the capacity of UVB-exposed human HaCaT keratinocytes to repair oxidative DNA damage. Here, the effects of phloroglucinol were investigated using a luciferase activity assay, reverse transcription-polymerase chain reactions, western blot analysis, and a chromatin immunoprecipitation assay. Phloroglucinol restored Ogg1 activity and decreased the formation of 8-oxoG in UVB-exposed cells. Moreover, phloroglucinol increased Ogg1 transcription and protein expression, counteracting the UVB-induced reduction in Ogg1 levels. Phloroglucinol also enhanced the nuclear translocation of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) as well as Nrf2 binding to an antioxidant response element located in the Ogg1 gene promoter. UVB exposure inhibited the phosphorylation of protein kinase B (PKB or Akt) and extracellular signal-regulated kinase (Erk), two major enzymes involved in cell protection against oxidative stress, regulating the activity of Nrf2. Akt and Erk phosphorylation was restored by phloroglucinol in the UVB-exposed keratinocytes. These results indicated that phloroglucinol attenuated UVB-induced 8-oxoG formation in keratinocytes via an Akt/Erk-dependent, Nrf2/Ogg1-mediated signaling pathway.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.28-34
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• 2018

본 논문은 적외선 온도센서를 이용한 재실인원 측정을 통한 출입자 관리 시스템, 방 내부의 움직임 파악하기 위한 PIR센서 모듈, 그리고 취침 상태를 판별하기 위한 스마트 호흡감지 모듈로 구성된다. 센싱부와 알고리즘 구동 부를 일체화 한 임베디드 형태의 센서 모듈과 통신 시스템으로 구성하였다. 고령화 사회가 가속화, 고급화됨에 따라 실버케어에 대한 사회적 비용이 증가하고 프라이버시를 보호하기 위해선 효율적인 실버케어기기 개발을 통하여 비용 감소가 필요하다. 제안된 비 영상 인체감지 IOT 센서 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 구현하였고 기존의 영상에 의한 감시 방법과 비교하여 우수한 성능을 확인하였다.

• 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.

• Radiation Oncology Journal
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• 제24권4호
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• pp.300-308
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• 2006

목 적: 본 연구에서는 선형가속기 갠트리 헤드에 부착된 무선 CCTV 카메라를 이용한 영상처리를 통하여 환자 고정과 치료에 있어서의 정확성과 재현성 향상 방안을 개발하고자 하였다. 대상 및 방법: 선형가속기의 유사-빔 방향상(semi-beams eye view, semi-BEV)을 얻기 위하여 무선 CCTV 모듈을 자체 제작된 아크릴 어플리케이터를 이용하여 갠트리 헤드에 부착하였다. CCTV 카메라의 영상은 2.4 GHz의 고주파를 통해 치료실 벽면의 수신기로 전송된다. 선형가속기 작동 시 발생하는 무선 주파수에 의한 간섭현상(RF interference)과 누설 방사선으로 영상에 잡음이 발생하는데, 구리 호일로 카메라를 차폐하고 미디안 필터링과 같은 영상처리 기법을 이용하여 이러한 잡음을 최소화할 수 있었다. 스테레오 정합 기법과 Gauss-Newton 최적화 방법론을 기반으로 자체 제작된 소프트웨어를 통해, 환자의 고정 상태를 나타내는 3차원적 위치, 이동, 회전 정도를 정량적으로 평가하였다. 시스템의 정확도를 평가하기 위하여 팬톰 실험을 수행하였다. 또, 환자 호흡에 대한 실시간 영상분석을 통해 호흡 동기 시스템(respiratory gating system)을 구현하기 위한 방법론을 개발하였다. 결 과: 구리 호일 차폐와 영상처리를 통해 잡음을 80% 이상 줄일 수 있었다. 3차원 위치정보의 오차는 팬톰 실험을 통해 $1.5{\pm}0.7\;mm$로 나타났고, 이동 및 회전량에 대한 오차는 각각, 1 mm, $1^{\circ}$ 미만으로 나타났다. 환자 호흡에 따른 호흡 동기 시스템을 구현한 결과, 0.2초의 오차 범위 내에서 실시간 모니터링이 가능한 것으로 나타났다. 결 론: 선형가속기에 부착된 CCTV를 이용한 환자 고정 보조기술은 기존의 높은 비용을 필요로 하는 타 IGRT 기법에 비하여 설치와 이용이 간편하다. 시스템이 선형가속기와 근접해 있기 때문에 야기되는 문제점은 본 연구에서 제시된 방법을 통해 해결될 수 있었다. 시스템의 정확도를 평가해 볼 때, 임상적으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.