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영상유도 체부정위방사선 치료시 호흡동조를 위한 휴대형 호흡연습장치의 개발 및 유용성 평가
황선붕,박문규,박승우,조유라,이동한,정해조,지영훈,권수일,Hwang, Seon Bung,Park, Mun Kyu,Park, Seung Woo,Cho, Yu Ra,Lee, Dong Han,Jung, Hai Jo,Ji, Young Hoon,Kwon, Soo-Il 한국의학물리학회 2014 의학물리 Vol.25 No.4
This study developed a portable respiratory training device to improve breathing stability, which is an important element in using the CyberKnife Synchrony respiratory tracking device, one of the typical Stereotactic Radiation Therapy (SRT) devices. It produced an interface for users to be able to select one of two displays, a graph type and a bar type, supported an auditory system that helps them expect next respiration by improving a sense of rhythm of their respiratory period, and provided comfortable respiratory inducement. By targeting 5 applicants and applying individual respiratory period detected through a self-developed program, it acquired signal data of 'guide respiration' that induces breathing through signal data gained from 'free respiration' and an auditory system, and evaluated the usability by comparing deviation average values of respiratory period and respiratory amplitude. It could be identified that respiratory period decreased $55.74{\pm}0.14%$ compared to free respiration, and respiratory amplitude decreased $28.12{\pm}0.10%$ compared to free respiration, which confirmed the consistency and stability of respiratory. SBRT, developed based on these results, using the portable respiratory training device, for liver cancer or lung cancer, is evaluated to be able to help reduce delayed treatment time due to respiratory instability and improve treatment accuracy, and if it could be applied to developing respiratory training applications targeting an android-based portable device in the future, even use convenience and economic efficiency are expected. 본 연구에서는 영상유도 로봇 정위방사선치료장비(Stereotactic Radiation Therapy, SRT) 사이버나이프의 Synchrony 호흡추적장치의 사용에 있어 중요한 요소 중에 하나인 호흡의 안정성을 향상 시키고자 휴대형 호흡연습장치(portable respiratory training device)를 개발하였다. 그래프와 막대 형식의 2가지 디스플레이 중 사용자가 원하는 방식을 선택할 수 있도록 인터페이스를 제작하고, 자신의 호흡주기에 대한 리듬감을 향상 시켜 다음 호흡을 예측할 수 있도록 도와주는 청각시스템을 지원하여 편안한 호흡유도를 제공하였다. 5명의 지원자를 대상으로 자체 프로그램을 통해 검출한 개인고유 호흡주기를 적용하여, '자유호흡(free respiration)'에서 획득한 신호데이터와 시청각시스템을 통해 호흡을 유도하는 '모니터호흡(guide respiration)'의 신호데이터를 획득하고, 호흡주기(period)와 호흡깊이(amplitude)의 편차 평균값을 비교하여 유용성을 평가하였다. 호흡주기의 경우 자유호흡에 비하여 $55.74{\pm}0.14%$로 감소하였고, 호흡깊이의 경우에도 자유호흡의 비해 $28.12{\pm}0.10%$ 감소함으로써 호흡의 규칙성과, 안정성이 향상됨을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 개발한 휴대형 호흡연습장치를 이용한 간암, 폐암 등의 체부정위방사선치료에 있어, 호흡 불안정에 의해 발생되는 치료시간의 지연을 줄이고 치료정확도 향상에 도움을 줄 수 있을 것으로 평가되며, 차후 안드로이드(Android)기반의 휴대용단말기를 대상으로 한 호흡연습 어플리케이션 개발에 적용한다면 사용 편의성과 더불어 경제적 효율까지 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
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