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1 저작자표시 - 비영리 - 변경금지 2.0 대한민국 이용자는아래의조건을따르는경우에한하여자유롭게 이저작물을복제, 배포, 전송, 전시, 공연및방송할수있습니다. 다음과같은조건을따라야합니다 : 저작자표시. 귀하는원저작자를표시하여야합니다. 비영리. 귀하는이저작물을영리목적으로이용할수없습니다. 변경금지. 귀하는이저작물을개작, 변형또는가공할수없습니다. 귀하는, 이저작물의재이용이나배포의경우, 이저작물에적용된이용허락조건을명확하게나타내어야합니다. 저작권자로부터별도의허가를받으면이러한조건들은적용되지않습니다. 저작권법에따른이용자의권리는위의내용에의하여영향을받지않습니다. 이것은이용허락규약 (Legal Code) 을이해하기쉽게요약한것입니다. Disclaimer

2 의학박사학위논문 심폐소생술중적절한호흡량제공을위한 실시간호흡량감시장치의개발 Development of a Real-time Tidal Volume Monitoring Device to Guide Optimal Ventilation during Cardiopulmonary Resuscitation 2017 년 2 월 서울대학교대학원 의학과의공학전공 유경민

3 심폐소생술중적절한호흡량제공을위한 실시간호흡량감시장치의개발 지도교수이정찬 이논문을의학박사학위논문으로제출함 2016 년 10 월 서울대학교대학원 의학과의공학전공 유경민 유경민의박사학위논문을인준함 2017 년 1 월 위 원 장 김 희 찬 ( 인 ) 부위원장 이 정 찬 ( 인 ) 위 원 서 길 준 ( 인 ) 위 원 권 운 용 ( 인 ) 위 원 조 익 준 ( 인 )

4 Development of a Real-time Tidal Volume Monitoring Device to Guide Optimal Ventilation during Cardiopulmonary Resuscitation by Kyoung Min You A thesis submitted to the Department of Biomedical Engineering in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Medicine at Seoul National University College of Medicine January 2017 Approved by Thesis Committee: Professor Hee Chan Kim Professor Jung Chan Lee Professor Gil Joon Suh Professor Woon Yong Kwon Professor Ik Joon Jo

5 요약 ( 국문초록 ) 연구목적 : 본연구에서는실시간호흡량감시장치 (real-time tidal volume montoring device, TVD) 를개발하고이를이용하여심폐소생술을시행하였을때 적정호흡을늘리고, 과호흡을줄일수있는지평가하고자하였다. 연구방법 : 자석유량계의원리를이용하여실시간으로일회호흡량을측정할수있는감시장치를개발후실제사용중인인공호흡기및인공폐에장치를연결, 인공호흡기를 volume control mode로설정하여기계적으로설정되어제공되는호흡량과실시간호흡량감시장치에서측정되는호흡량의일치도를다양한호흡량에서비교, 평가하였다. 이후마네킹을이용한무작위교차 (randomized, cross-over) 심폐소생술시뮬레이션을통하여기기의유효성을평가하였다. 총 14명의실험참가자를각군당 7명씩무작위로대조군및실험군으로배정한후, 대조군은실시간호흡량감시장치없이기존의방법대로, 실험군은실시간호흡량감시장치를이용하여마네킹시뮬레이션심폐소생술을진행하였다. 적정호흡은 70 kg 성인을기준으로일회호흡량 ml로정의하였다. 첫실험후 2주간의 wash-out 기간을가진뒤, 각군을서로교차 (cross-over) 하여다시시뮬레이션을반복하여진행하였다. Primary outcome은대조군과실험군간의각실험참가자당적정호흡의비율차이 (the difference in the proportion of optimal ventilation per person between the control and TVD groups) 로설정하였다. 결과 : 인공호흡기와실시간호흡량감시장치의일치도평가에서인공호흡기와실 - i -

6 시간호흡량감시장치의일회호흡량간의 difference-ratio는전체측정값의 97.6%, 100% 에서각각 ± 1.5%, ± 2.5% 이내로측정되었다. 마네킹시뮬레이션심폐소생술에서실시간호흡량감시장치를이용하였을때실험참가자당제공하는적정호흡의비율이증가하였다. 대조군과실험군의실험참가자당적정호흡비율의중간값 ( 범위 )(median value(range)) 은각각 37.5%( ), 87.5%( ) 으로측정되었다 (p < 0.001). 또한실시간호흡량감시장치를이용하였을때과호흡도감소함을확인할수있었다. 대조군과실험군에서과호흡의비율은각각 25.0% 와 8.9% 로측정되었다 (p < 0.001). 결론 : 마네킹시뮬레이션심폐소생술에서실시간호흡량감시장치를통하여호흡 량에대한피드백을제공하였을때적정호흡은증가하고과호흡은감소하였다. 주요어 : 심폐소생술 ; 일회호흡량 ; 유량계 ; 적정호흡 ; 과호흡 학번 : ii -

7 본학위논문의연구결과를포함한내용은 2016 년 10 월 11 일 American Journal of Emergency Medicine 에 accept 되어게재예정임을밝힘 (Available online 4 November 2016) (1). - iii -

8 목차 초록 i 목차 iv List of Tables vi List of Figures vii List of abbreviations and symbols x 서론 1 1. 연구배경 1 2. 연구가설 4 3. 연구목적 4 연구방법 5 1. 실시간호흡량감시장치의개발 (Development of a real-time tidal volume monitoring device, TVD) 5 2. 장치의보정 (Device calibration) 13 - iv -

9 3. 장치의기능평가 (Device validation) 마네킹시뮬레이션 (Manikin simulation) 결과분석 24 연구결과 실시간호흡량감시장치의유효성확인 (TVD validation) 적정호흡의비율 (Proportion of optimal ventilation per person) 측정호흡량의분포 (Distribution of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation) 과호흡의비율 (Proportion of hyperventilation) 42 고찰 48 결론 52 참고문헌 53 Supplemental Data 59 초록 ( 영문 ) 62 - v -

10 List of Tables Table 1. Randomized participants characteristics 29 Table 2. Results of manikin simulation. Compression rate, compression depth, and ventilation interval between groups during manikin simulation 30 Table 3. Results of manikin simulation. Proportion of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation per person 31 - vi -

11 List of Figures Fig. 1. System overview of the real-time tidal volume monitoring device (TVD) 6 Fig. 2. Components of the real-time tidal volume monitoring device (TVD) 7 Fig. 3. Circuit of the controller part in the real-time tidal volume monitoring device (TVD) 8 Fig. 4. The position of the round magnet in the flowmeter part 10 Fig. 5. The real-time tidal volume monitoring device (TVD) prototype 12 Fig. 6. Calibration equation of tidal volumes of the Hall-effect sensor 3 (H3) 15 Fig. 7. Calibration equation of tidal volumes of the Hall-effect sensor 4 (H4) 16 Fig. 8. Calibration equation of tidal volumes of the Hall-effect sensor 5 (H5) 17 Fig. 9. Calibration equation of tidal volumes of the Hall-effect sensor 6 (H6) 18 Fig. 10. Randomized, cross-over, manikin-simulation study 22 - vii -

12 Fig. 11. Protocol of randomized, cross-over, manikin-simulation study 23 Fig. 12. Values of tidal volumes of the real-time tidal volume monitoring device (TVD) and a mechanical ventilator (MV) 26 Fig. 13. Difference-ratios in tidal volumes between the real-time tidal volume monitoring device (TVD) and a mechanical ventilator (MV) 27 Fig. 14. Proportion of optimal ventilation per person in the control group and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group in the first trial 32 Fig. 15. Proportion of optimal ventilation per person in the control group and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group in the second trial 33 Fig. 16. Proportion of optimal ventilation per person in the control group and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group in the first and second trials 34 Fig. 17. Distribution of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation in the control group and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group in the first trial 36 Fig. 18. Distribution of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation in the control group and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group in the second trial 37 Fig. 19. Distribution of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation in the control group and the real-time tidal volume - viii -

13 monitoring device (TVD) group in the first and second trials 38 Fig. 20. Distribution of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation. Comparison between the first trial and the second trial in the control groups 40 Fig. 21. Distribution of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation. Comparison between the first trial and the second trial in the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group 41 Fig. 22. Proportion of hyperventilation. Comparison between the control group and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group in the first trial 43 Fig. 23. Proportion of hyperventilation. Comparison between the control group and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group in the second trial 44 Fig. 24. Proportion of hyperventilation. Comparison between the control group and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group in the first and second trials 45 Fig. 25. Proportion of hyperventilation. Comparison between the first trial and the second trial in the control groups 46 Fig. 26. Proportion of hyperventilation. Comparison between the first trial and the second trial in the real-time tidal volume monitoring device (TVD) groups 47 - ix -

14 List of abbreviations and symbols TVD OHCA CPR ROSC AHA ECC IHCA ITD VDDs GNDs CAD 3D UV EP EMT real-time tidal volume monitoring device out-of-hospital cardiac arrest cardiopulmonary resuscitation return of spontaneous circulation American Heart Association emergency cardiovascular care in-hospital cardiac arrest impedance threshold device Voltage Drain, power supply pin GrouND pin computer-aided design 3 dimensional ultraviolet emergency physician emergency medical technician - x -

15 서론 1. 연구배경 심정지는전세계적으로중요한의료문제중의하나이다. 매년병원밖심정지 (out-of-hospital cardiac arrest, OHCA) 환자의수가증가하고있으며, 2011년미국에서발생한병원밖심정지환자는약 350,000명으로추산되고있다 (2). 그동안소생의학의발전과심폐소생술 (cardiopulmonary resuscitation, CPR) 의질을향상시키기위한많은노력들이있었지만, 심정지환자의생존율은여전히낮은수준이다 (3). 특히국내심정지환자의생존율은 3-4% 에불과하며이는선진국의 15-18% 에비하여현저히낮은수준이다 (4, 5). 심폐소생술에서심정지환자의자발순환회복 (return of spontaneous circulation, ROSC) 에는심박출량및관상동맥관류압이관련있으며 (6-8), 심폐소생술중적절한인공호흡 (ventilation) 을통한충분한호흡량의제공역시자발순환회복에중요한요소로작용한다 (9-11). 반면과호흡 (hyperventilation) 은기존의임상연구및실험을통하여심정지환자의예후를악화시키는요인중하나로알려져있다. 과호흡은흉강내압력을증가시켜우심장으로들어오는혈류량을감소시키고, 이로인하여심폐소생술에의해발생하는심박출량이감소되어심폐소생술의효과가떨어지게된다 (12-15). 또한과호흡은심폐소생술중흉부압박을방해함으로써관상동맥관류압감소를유발, 심정지환자의신체각장기로가는혈류량을떨어뜨린다 (16). Aufderheide 등은 2004년병원밖심정지환자들을대상으로한심폐소생술및돼지심정지모델연구에서과호흡으로인한흉강내압력증가와관상동맥관류압감소가심정지생존율감소에유의한영향을미침을 - 1 -

16 보고하였다 (12). 뿐만아니라과호흡은혈중이산화탄소를감소시켜호흡성알칼리증을유발하게되고, 이로인한대뇌자율신경계장애및뇌내혈관축소는신경계의허혈성손상을초래하여심정지후생존환자의신경학적예후에불량한영향을미친다 (17). 이러한이유로현재심폐소생술가이드라인 (2015 American Heart Association (AHA) guidelines update for CPR and emergency cardiovascular care (ECC)) 에서는심폐소생술중의심정지환자에게과호흡의제공을피하도록권고하고있으며, 심폐소생술시제공하는분당호흡수 (ventilation rate) 및일회호흡량 (tidal volume) 의기준을각각분당 10회, kg당 6-7 ml로제시하고있다 (10, 11). 그러나이러한가이드라인에도불구하고, 실제심폐소생술현장에서는여전히과호흡이빈번하게시행되고있다 (18, 19). Abella 등은 2005년병원내심정지 (in-hospital cardiac arrest, IHCA) 환자를대상으로심폐소생술의질을조사한연구에서 60% 이상의병원내심정지환자에게심폐소생술초반 5분동안분당호흡수 20회이상의과호흡이제공되고있음을보고하였다 (18). 기존에진행된여러연구들에서심폐소생술중제공되는인공호흡의분당호흡수또는일회호흡량을줄임으로써과호흡을방지하고자하는노력이있었다. 심폐소생술중메트로놈 (metronome) 의사용은기관삽관전후로제공되는인공호흡시적절한호흡수를제시하는데효과적임이보고되었다 (20). Nehm 등은 2009년마네킹심폐소생술시뮬레이션에서기관삽관후각각 1600 ml 백과 1000 ml 백을사용하여인공호흡을시행하였고, 그결과발생하는분당호흡수와일회호흡량, 분당호흡량을기계식폐모델 (mechanical lung model-training/test Lung Model 1601, Michigan Instruments Inc., Michigan, USA) 을이용하여측정및비교, 적은용량의백을사용하여인공호흡을시행하였을때가이드라인에근접하는분당호흡수, 일회호흡량, 분당호흡량에도달하였음을보고하였다 (21). 또한 - 2 -

17 Wenzel 등은 1999년연구에서심폐소생술중기관삽관을시행하지않은환자들을두군으로나누어각각성인용백 (1000 ml) 과소아용백 (500 ml) 을사용하여인공호흡을시행하였을때, 성인용백을사용한환자군에비해소아용백을사용한환자군에서일회호흡량감소및적절한산소공급과이산화탄소의배출, 최고기도압력의감소, 위장팽창의감소등이관찰됨을보고하였다 (22). 그러나이러한연구결과들에도불구하고, 실제심폐소생술현장에서일회호홉량을효율적으로감시하고조절할수있는방법은아직전무한실정이다 (23, 24). 최근에는심정지환자에서의 impedance threshold device (ITD) 사용에대한임상연구및실험들이보고되었다 (25-27). ITD는심폐소생술시흉부압박중, 흉벽반동 (chest wall recoil) 시기에흉강내로들어가는인공호흡량을감소시켜흉강내압력을낮추어우심장으로들어가는정맥혈류량을늘리기위해개발된장치이다. 2002년 Lurie 등은돼지심실세동심정지모델에서심폐소생술중 ITD 의사용이 24시간생존율및신경학적회복을향상시킴을보고하였다 (25). 또한병원밖심정지환자에서심폐소생술중 ITD의사용은대조군에비해평균수축기혈압의상승및단기생존율향상에영향을줌이보고되었다 (26, 27). 그러나이후연구들에서 ITD의사용이심폐소생술중관상동맥관류압증가및자발순환회복향상에유의한효과를주는지에대한의문들이제기되고있으며 (28, 29), Aufderheide 등은 2011년병원밖심정지환자들을대상으로한대규모무작위대조연구 (randomized controlled trial) 에서심폐소생술중 ITD의사용이심정지장기생존율향상에도움을주지못함을보고하였다 (30). 해당연구에서저자들은자발순환회복후의지속적인 ITD 사용은폐간질내액과폐혈관압력을증가시킴으로써심부전을야기할수있음을제시하였고, 이는결국정맥압을증가시켜결과적으로뇌관류압을감소시킬수있음을보고하였다 (30). 또한 ITD는실제일회호흡량에대한임상적인정보를제시하지못할뿐아니라심정지환자의체중및 - 3 -

18 다양한임상적상황에맞추어인공호흡을제공할수없다는한계가있다. 2. 연구가설 심폐소생술중제공되는백 - 밸브인공호흡중실시간으로일회호흡량을감시할 수있는장치를개발하여이를심폐소생술에적용한다면, 심폐소생술중적정호흡 을제공하고과호흡을효과적으로예방할수있을것이다. 3. 연구목적 본연구에서는실시간호흡량감시장치 (real-time tidal volume monitoring device, TVD) 를개발하고이장치를마네킹시뮬레이션심폐소생술중적용하여호흡량에대한피드백을제공함으로써적정호흡을증가시키고과호흡을감소시킬수있는지확인하고자한다

19 연구방법 1. 실시간호흡량감시장치의개발 (Development of a real-time tidal volume monitoring device, TVD) 본연구에서개발한실시간호흡량감시장치의전체적인시스템구성도는 Fig. 1, 2와같다. 전체시스템을조절하는 controller는 Arduino Board(UNO, Arduino, Italy) 를사용하였고, On-off 스위치와 9 V 배터리 (9 V battery holder with switch, Adafruit, New York, NY, USA) 가 power source로사용되었다. 여섯개의 highly sensitive sensor(h1-h6, WSH138-XPCN1, Winson Semiconductor Corp., Hsinchu, Taiwan) 에서 Hall-effect를감지하여그 analogue output이 Arduino Board의 analogue input pin으로전달되게연결하였고, 각 Hall-effect sensor(h1-h6) 의 VDDs(Voltage Drain, power supply pin), GNDs(GrouND pin), signal pin 을 Arduino Board 에적절하게배치하여 부착하였다 (Fig. 3). Arduino Board의 source code는 supplemental data에제시하였다. Hall-effect data는 specific numerical equation을통해실제일회호흡량으로수치화되어장치의 display part(monochrome OLED 128*64, Adafruit) 에표시되게하였다. Flowmeter part와 Hall-effect sensor, Arduino Board, 배터리, on-off 스위치및 display part를싸고있는케이스는 computer-aided design(cad) software(solidworks, Dassault Systemes, Paris, France) 를이용하여디자인하였고, 3 dimensional(3d) printer(projet 3500, 3D systems, Rock Hill, SC, USA) 와 ultraviolet(uv) curing plastic (VisiJet M3 Crystal, 3D systems) 을이용하여제작하였다

20 Fig. 1. System overview of the real-time tidal volume monitoring device (TVD)(1) - 6 -

21 Fig. 2. Components of the real-time tidal volume monitoring device (TVD) (1) - 7 -

22 Fig. 3. Circuit of the controller part in the real-time tidal volume monitoring device (TVD) - 8 -

23 Flowmeter part는본체 (main body) 와원형자석 (round magnet, HXNN-8-3, diameter: 8 mm; length: 3 mm; material: neodymium; MISUMI, Tokyo, Japan), 스프링 (customized spring, outer diameter: 8 mm; free length: 35 mm; wire diameter: 0.3 mm; material: stainless steel) 및본체커버 (main body cover) 로구성되었다 (Fig. 4)

24 Fig. 4. The position of the round magnet in the flowmeter part (1)

25 공기가 air inlet을통하여 flowmeter part의본체로들어오면원형자석이파이프형태의 flowmeter part 내부에서움직이면서 air pathway가열리게되고, air outlet을통하여공기가기기외부로빠져나가게된다. 공기가흐르지않을때는스프링의 restoring force 때문에원형자석이원래의위치로돌아가고 air inlet을완전히막게된다. 본체및그커버는 epoxy glue(locktite Epoxy Instant Mix 5 minutes, Locktite, Thief River Falls, MN, USA) 로밀봉하였다. 여섯개의 Hall-effect sensor는 flowmeter와 controller part 사이에일정한간격으로배치하였다 (Fig. 2). Air trapping 및환자로부터역류하는 air 또는 secretion의유입을막기위하여 air outlet의원위부에 one-way check valve를추가적으로설치하였다 (Fig. 5)

26 A B Fig. 5. The real-time tidal volume monitoring device (TVD) prototype used for validation and manikin simulation (A) and TVD prototype connected between the bag-valve and the endotracheal tube (B). An additional one-way check valve was connected to the distal part of the air outlet could prevent air trapping in the patient and backflow of air or secretion from the patient to the device (B) (1)

27 본장치에서는 Hall-effect sensor에의해감지되는원형자석의위치와 air pathway의 total open time에대한정보를이용하여실제일회호흡량을계산하였으며, Arduino Board의 universal serial bus port와 laptop computer를연결하여 Hall-effect sensor의측정값을기록후, calibration equation을추론하였다. 또한 Hall-effect sensor에의해감지되는자기장의세기 (magnetization intensity) 및관련 hardware wiring status에대한기록을위하여 Arduino program, version 1.7. 및관련 library(adafruit SSD1306 and Adafruit GFX, Adafruit) 를사용하였다. 2. 장치의보정 (Device calibration) 실시간호흡량감시장치의보정 (calibration) 은다음과같은단계로시행하였다. 먼저, non-conducting plastic stick을이용하여원형자석을 1 mm에서 5 mm까지 1 mm 간격으로 translational하게움직이도록하였다. 이과정을다섯차례반복후, 각 Hall-effect sensor(h1-h6) 에서감지된원형자석의자기장의세기의평균값을계산하였다. 장치에사용된원형자석양면의극성때문에 H1와 H2에서의측정값이모든높이에서 saturate되어이두 Hall-effect sensor에서의값은제외하였고, 나머지 H3, H4, H5, H6에서의측정값을 calibration에사용하였다. 다음으로 air pathway의 total open time을실시간으로기록하였다. 이과정에는 6개의 Hall-effect sensor에서의측정값중가장 linear한변화를보인 H3의데이터를사용하였다 (Fig. 6). 장치내부로유입되는 air flow volume에대한 calibration equation은 H3의 linear interpolation equation을 air pathway의 total open time으로적분하여구하였다 (Fig. 6). 이러한과정을통하여얻어진

28 calibration equation 을실제 air flow 의 volume 과비교하여 ( 장치의기능평가, device validation 부분참조 ) 최종적으로 conversion equation 을구하였다 (Fig. 6-9)

29 Fig. 6. Calibration equations of tidal volumes of the real-time tidal volume monitoring device (TVD). The calibration equation of tidal volumes of the Hall-effect sensor 3 (H3) (1)

30 Fig. 7. Calibration equations of tidal volumes of the real-time tidal volume monitoring device (TVD). The calibration equation of tidal volumes of the Hall-effect sensor 4 (H4) (1)

31 Fig. 8. Calibration equations of tidal volumes of the real-time tidal volume monitoring device (TVD). The calibration equation of tidal volumes of the Hall-effect sensor 5 (H5) (1)

32 Fig. 9. Calibration equations of tidal volumes of the real-time tidal volume monitoring device (TVD). The calibration equation of tidal volumes of the Hall-effect sensor 6 (H6) (1)

33 3. 장치의기능평가 (Device validation) 본연구에서개발된실시간호흡량측정장치를인공호흡기 (GE Datex-Ohmeda S/5 Aespire Anesthesia Machine, GE Healthcare, Buckinghamshire, UK) 에연결, 인공호흡기를 volume-controlled mode(frequency of 10 minute -1, I:E ratio of 1:5) 로설정후인공호흡기에서설정되어제공되는일회호흡량과실시간호흡량감시장치에서측정되는일회호흡량을비교하여일치도를평가하였다. 일회호흡량은 200, 300, 400, 500, and 600 ml로설정, 각일회호흡량당 25회씩, 총 125회측정하여실시간호흡량감시장치와인공호흡기간의 difference-ratios in tidal volumes, 즉 (tidal volume of TVD - tidal volume of mechanical ventilator) / tidal volume of mechanical ventilator 값을계산하였다. 4. 마네킹시뮬레이션 (Manikin simulation) 심폐소생술시뮬레이션중실시간호흡량감시장치의유효성을평가하기위하여무작위교차마네킹시뮬레이션 (randomized, cross-over, manikin-simulation study) 을시행하였다. 본연구는헬싱키선언 (Fortaleza, Brazil, 2013) 에의거하여시행하였고, 서울대학교의과대학 / 서울대학교병원의학연구윤리심의위원회를통한 IRB 승인 (IRB number, H ) 이후에시행하였다. 연구에참가하는모든참가자들에게 written informed consent를구하였다. Primary outcome은대조군과실험군간의각실험참가자당적정호흡의비율차이 (the

34 difference in the proportion of optimal ventilation per person between the control and TVD groups) 이다. 적정호흡 (optimal ventilation) 은일회호흡량 6-7 ml/kg을 70 kg 성인마네킹을기준으로적용할때 ml로정의하였다. 기존연구들에의하면심폐소생술중적정호흡량의비율은 25% 를넘지않는것으로보고되어있으며 (21, 31, 32), 실시간호흡량감시장치를통하여적정호흡의비율을 95% 까지향상시킬수있을것으로기대하였을때, 필요한 sample size는각군당 7명으로계산되었다 (power of 0.8, significance level of 0.05). Secondary outcome은대조군과실험군간의저호흡, 적정호흡, 과호흡의횟수차이 (the differences in the numbers of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation events between the control and TVD groups) 로설정하였다. 4명의응급의학과전문의및 10명의응급구조사를포함한총 14명의참가자가마네킹시뮬레이션심폐소생술에참여하였다. 1차실험에서참가자들을무작위로대조군 (n = 7, 2명의응급의학과전문의와 5명의응급구조사 ) 과실험군 (n = 7, 2 명의응급의학과전문의와 5명의응급구조사 ) 으로배정, 대조군은실시간호흡량감시장치의피드백없이마네킹에게백-밸브인공호흡을실시하도록하였고, 실험군은실시간호흡량감시장치의피드백하에백-밸브인공호흡을실시하도록하였다 (Fig. 10). 무작위배정 (randomization) 은서울대학교병원의학연구협력센터 (Medical Research Collaborating Center of Seoul National University Hospital ( )) 에의뢰, 층화 ( 응급의학과전문의 vs. 응급구조사 ) 2, 4 블록무작위법 (stratified 2, 4 block randomization method) 을통하여시행하였다. 2주간의 wash-out period 후에대조군과실험군을교차 (cross-over) 하여 2 차실험을진행하였다 (Fig. 11). 시뮬레이션에앞서참가자들을대상으로 30분간전문인명구조술 (advanced

35 cardiovascular life support, ACLS) 교육을시행하였다. 교육내용에는현재 CPR and ECC guidelines 에서제시하는적절한인공호흡에대한내용을포함하였 다. 이후, 마네킹 (Resusci Anne QCPR-D , Leardal Medical, Stavanger, Norway) 에기관삽관을시행하였고, 실시간호흡량감시장치를 1500 ml 용량의백-밸브 (Ambu Silicone Resuscitator, Ambu, Ballerup, Denmark) 와기관내관 (endotracheal tube) 사이에연결한후 (Fig. 5), 마네킹시뮬레이션심폐소생술을시행하였다. 한참가자가백-밸브인공호흡을실시하는동안다른참가자는메트로놈가이드하에마네킹에깊이 5 cm, 분당속도 100회로흉부압박을실시하였다. 각참가자당 2분동안분당 10회의호흡수로총 20 회의인공호흡을시행하였다. 실험참가자의흉부압박속도 (compression rate), 흉부압박깊이 (depth) 및인공호흡간격 (ventilation interval) 은 SimPad SkillReporter (Laerdal Medical) 를이용하여기록하였다

36 Fig. 10. Randomized, cross-over, manikin-simulation study comparing the control group, in which participants provided bag-valve ventilation to a manikin without tidal volume feedback (The participants could not see the display part of the real-time tidal volume monitoring device.)(a), and the TVD group, in which participants provided bag-valve ventilation to a manikin under real-time tidal volume feedback with the TVD (The participants could see the display part of TVD.) (B)

37 Fig. 11. Protocol of randomized, cross-over, manikin-simulation study comparing the control group and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group (1)

38 5. 결과분석 각군의결과변수의비교에는 Mann-Whitney U test, Χ 2 test 및 Fisher s exact test 를사용하였다. P 값이 0.05 미만인경우통계적으로유의한의미가있 는것으로판단하였으며, 유의수준설정에는양측검정을사용하였다. 통계분석에는 SPSS version 22.0 for Windows (SPSS, Chicago, IL, USA) 를사용하였다

39 연구결과 1. 실시간호흡량감시장치의유효성확인 (TVD validation) 실시간호흡량감시장치에서측정한일회호흡량과인공호흡기의일회호홉량의일치도는 Fig. 12와같다. 실시간호흡량감시장치와인공호흡기간의일회호흡량차이의평균 (the mean value of the differences in tidal volumes between the TVD and mechanical ventilator) 은 1.02 ± 0.15 ml로측정되었다. 총 125 개의측정값 (the difference-ratios in tidal volumes between the TVD and mechanical ventilator) 중, 122개 (97.6%) 가오차범위 ± 1.5% 이내, 125개 (100%) 가오차범위 ± 2.5%, 이내로측정되었다 (Fig. 13)

40 Fig. 12. Validation data. Values of tidal volumes of the real-time tidal volume monitoring device (TVD) and a mechanical ventilator (MV) (1)

41 Fig. 13. Validation data. The difference-ratios in tidal volumes, defined as (tidal volume of TVD - tidal volume of MV) / tidal volume of MV, between the TVD and MV (1)

42 2. 적정호흡의비율 (Proportion of optimal ventilation per person) 대조군과실험군간의참가자의성별및연령에는유의한차이가없었고 (Table 1), 1차실험, 2차실험모두흉부압박속도, 흉부압박깊이및인공호흡간격에양군간의차이는관찰되지않았다 (Table 2). 1차실험과 2차실험각각에서참가자당적정호흡의비율은실험군에서대조군에비해높게측정되었다 (p = and 0.001, respectively) (Table 3, Fig. 14 and 15). 1차및 2차실험을종합했을때의참가자당총적정호흡의비율역시실험군에서대조군에비해높게측정되었다 (p < 0.001) (Table 3, Fig. 16). 각참가자당저호흡의비율은 2차실험에서실험군에서대조군에비해낮게측정되었다 (p = 0.004) (Table 3)

43 Table 1. Randomized participants characteristics (1) Abbreviations: EP, Emergency Physician; EMT, Emergency Medical Technician; SD, standard deviation a P-values comparing the total of group A and B b P-values calculated by Mann-Whitney U test

44 Table 2. Results of manikin simulation (1) Compression rate, compression depth, and ventilation interval between groups during manikin simulation Abbreviations: TVD, real-time tidal volume monitoring device; SD, standard deviation a P-values calculated by Mann-Whitney U test

45 Table 3. Results of manikin simulation (1) Proportion of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation per person Abbreviations: TVD, real-time tidal volume monitoring device; SD, standard deviation a P-values calculated by Mann-Whitney U test b P-values < 0.05 between the control and TVD groups

46 Fig. 14. Proportion of optimal ventilation per person. Comparison between the control group (group A, n = 7 participants), in which participants provided bag-valve ventilation to a manikin without tidal volume feedback, and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group (group B, n = 7 participants), in which participants provided bag-valve ventilation to a manikin under real-time tidal volume feedback with the TVD in the first trial (1). The plots are presented as the median(quartiles, ranges)

47 Fig. 15. Proportion of optimal ventilation per person. Comparison between the control group (group B, n = 7) and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group (group A, n = 7) in the second trial (1). The plots are presented as the median(quartiles, ranges)

48 Fig. 16. Proportion of optimal ventilation per person. Comparison between the control group (groups A and B, n = 14) and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group (groups B and A, n = 14) in the first and second trials (1). The plots are presented as the median(quartiles, ranges)

49 3. 측정호흡량의분포 (Distribution of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation) 실시간호흡량감시장치의사용은 1차실험에서대조군대비, 실험군의적정호흡의횟수를증가시켰고, 저호흡및과호흡의횟수를감소시켰으며 ( 대조군 vs. 실험군 = 39/140 vs. 110/140 of optimal ventilation, 51/140 vs. 12/140 of hypoventilation, and 50/140 vs. 18/140 of hyperventilation, respectively, p < 0.001) (Fig. 17), 이러한결과는마찬가지로 2차실험에서도관찰되었다 ( 대조군 vs. 실험군 = 50/140 vs. 126/140 of optimal ventilation, 70/140 vs. 7/140 of hypoventilation, and 20/140 vs. 7/140 of hyperventilation, respectively, p < 0.001) (Fig. 18). 또한 1차및 2차실험을종합한결과에서도실시간호흡량감시장치의사용이대조군대비, 실험군의적정호흡의횟수를증가시킴과저호흡및과호흡의횟수를감소시킴을알수있었다 ( 대조군 vs. 실험군 = 89/280 vs. 236/280 of optimal ventilation, 121/280 vs. 19/280 of hypoventilation, and 70/280 vs. 25/280 of hyperventilation, respectively, p < 0.001) (Fig. 19)

50 Fig. 17. Distribution of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation. Comparison between the control group (group A, n = 140 ventilations) and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group (group B, n = 140 ventilations) in the first trial (1)

51 Fig. 18. Distribution of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation. Comparison between the control group (group B, n = 140) and the TVD group (group A, n = 140) in the second trial (1)

52 Fig. 19. Distribution of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation. Comparison between the control group (groups A and B, n = 280) and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group (groups B and A, n = 280) in the first and second trials (1)

53 대조군에서적정호흡과저호흡의횟수는 1차실험에비해 2차실험에서증가하였고 (1차실험 vs. 2차실험 = 39/140 vs. 50/140 of optimal ventilation and 51/140 vs. 70/140 of hypoventilation, respectively), 과호흡의횟수는 2차실험에서 1차실험대비, 감소하였다 (1차실험 vs. 2차실험 = 50/140 vs. 20/140) (p < 0.001) (Fig. 20). 실험군에서적정호흡의횟수는 1차실험에비해 2차실험에서증가하였고 (1차실험 vs. 2차실험 = 110/140 vs. 126/140), 저호흡및과호흡의횟수는 2차실험에서 1차실험대비, 감소하였다 (1차실험 vs. 2차실험 = 12/140 vs. 7/140 of hypoventilation and 18/140 vs. 7/140 of hyperventilation, respectively) (p = 0.027) (Fig. 21)

54 Fig. 20. Distribution of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation. Comparison between the first trial (group A, n = 140) and the second trial (group B, n = 140) in the control groups (1)

55 Fig. 21. Distribution of hypoventilation, optimal ventilation, and hyperventilation. Comparison between the first trial (group B, n = 140) and the second trial (group A, n = 140) in the real-time tidal volume monitoring device (TVD) groups (1)

56 4. 과호흡의비율 (Proportion of hyperventilation) 실시간호흡량감시장치의사용은 1차실험에서대조군대비, 실험군의과호흡의비율을감소시켰고 ( 대조군 vs. 실험군 = 35.7% vs. 12.9%, p < 0.001) (Fig. 22), 2차실험에서도대조군대비, 실험군의과호흡비율을감소시켰다 ( 대조군 vs. 실험군 = 14.3% vs. 5.0%, p = 0.009) (Fig. 23). 또한 1차실험과 2 차실험을종합한결과에서도실시간호흡량감시장치의사용이대조군대비, 실험군에서의과호흡의비율을감소시킴을알수있었다 ( 대조군 vs. 실험군 = 25.0% vs. 8.9%, p < 0.001) (Fig. 24). 대조군과실험군모두에서 2차실험에서의과호흡의비율이 1차실험대비, 감소하였음을확인하였다 (1차실험 vs. 2차실험 = 35.7% vs. 14.3%, p < and 12.9% vs. 5.0%, p = 0.021, respectively) (Fig. 25 and 26)

57 Fig. 22. Proportion of hyperventilation. Comparison between the control group (group A, n = 140 ventilations) and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group (group B, n = 140 ventilations) in the first trial (1)

58 Fig. 23. Proportion of hyperventilation. Comparison between the control group (group B, n = 140) and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group (group A, n = 140) in the second trial (1)

59 Fig. 24. Proportion of hyperventilation. Comparison between the control group (groups A and B, n = 280) and the real-time tidal volume monitoring device (TVD) group (groups B and A, n = 280) in the first and second trials (1)

60 Fig. 25. Proportion of hyperventilation. Comparison between the first trial (group A, n = 140) and the second trial (group B, n = 140) in the control groups(1)

61 Fig. 26. Proportion of hyperventilation. Comparison between the first trial (group B, n = 140) and the second trial (group A, n = 140) in the real-time tidal volume monitoring device (TVD) groups (1)

62 고찰 본연구에서는실시간호흡량감시장치를개발하여마네킹시뮬레이션심폐소생술을통하여그유효성을확인하였다. 심폐소생술에서호흡량을감시하기위한장치는휴대및사용이편리해야하고, 정확한실시간호흡량감시및피드백이가능하여야하며, 심폐소생술중사용되는모든인공호흡방법에대해적용할수있어야한다 (24). 또한심폐소생술중장치를쉽고빠르게이용가능하여야하며, 장치의사용이심폐소생술중시행되는술기및치료를방해하지않아야한다 (24). 기존연구들에서심폐소생술중호흡량을감시하기위한몇가지방법들이제시되어왔다 (24). Thoracic impedance pneumography는호흡주기동안의폐의전기적저항변화 (trans-thoracic electrical impedance variation) 를이용하여간접적으로폐용적변화와일회호흡량을측정하는기기이다 (24, 33, 34). 그러나 thoracic impedance pneumography는조직특이성이떨어지고심폐소생술중흉부압박에의해환자의몸이흔들림에따라측정값의정확도가영향을받게된다는한계가있다 (24, 35). 또한흉부압박에의한 impedance variance 및심폐소생술중흉강내혈류변화에대한보정이필요하기때문에실시간으로호흡량을감시하기에는어려움이있다 (24, 36). Pneumotachometer는전자식폐활량계로환자의들숨및날숨에따른일회호흡량을각각측정할수있다는장점이있다 (24). 그러나이장치는 facial mask를이용하여인공호흡을제공받는환자에게는사용하기어렵다는것이단점이다 (24). Hot wire anemometry는열전달 (heat transfer) 이주변을둘러싸고있는 (surrounding) fluid의속도 (velocity) 와관련이있음을이용하여환자가호흡하는공기의 minute flow rates를측정하는기기이다 (37). 그러나

63 pneumotachometer와마찬가지로 hot wire anemometry 역시기관삽관이되어있는환자이외에서는사용이어렵다는단점이있다 (24). Turbine flowmeter 역시호흡량감시장치로제안되어왔고 (24), 본연구에서도처음에는 turbine flowmeter의원리를이용한장치개발을시도하였다. 그러나 pilot 실험에서 turbine flowmeter를이용하여일회호흡량의측정을시도하였을때 turbine flowmeter의날개 (impeller) 가무거울경우큰관성때문에적은양의호흡량은측정할수가없었고, 반대로 turbine flowmeter에마찰이적은가벼운날개를이용하면적은양의호흡량을감지하는데는민감성이높아지나장치에가 해지는호흡량이클때는한번의호흡량제공에날개의회전이 6 10 초가량지 속되어연속적인일회호흡량의측정이불가능하다는한계가있었다. 따라서본연구에서는 variable area flowmeter의원리와 contactless magnetic measurement mechanism을이용한새로운장치를고안하게되었다. 본장치는어떠한물리적접촉없이 air flow에의한원형자석의 constant area change와 Hall-effect sensor를이용하여자석의위치변화를감지하며, 일회호흡량의연속적반복측정이가능하다. 본연구에서개발된실시간호흡량감시장치는일회호흡량을구체적인수치로보여줌으로써인공호흡시행자에게호흡량에대한피드백을줄수있다. 또한기존의장치들과는달리기관내관을통하여인공호흡을제공받는환자뿐만아니라 facial mask를이용하는환자들에게도사용이가능하다. 장치의원위부에 one-way check valve를부착하여 air trapping을예방하고환자로부터기기로들어오는 air의 backflow나 secretion을막을수있다는것도본장치의장점이다. 본연구에서는마네킹시뮬레이션심폐소생술중실시간호흡량감시장치를이용하여백-밸브인공호흡을시행하였을때적정호흡의비율이유의하게증가하고과호흡의비율이감소함을확인하였다. 또한실시간호흡량감시장치의사용은저

64 호흡의비율도감소시킴을알수있었다. 이전연구들은주로심폐소생술중과호흡을방지하는데주력하고있으나, 실제본연구에서는마네킹을이용한심폐소생술시뮬레이션중과호흡뿐아니라저호흡또한상당한비율로관찰되었다. 심폐소생술중인공호흡은체내산소공급과이산화탄소제거를담당하고있고, 심정지시간이길어질경우흉부압박만으로는충분한폐내가스교환이이루어지지않게된다. 따라서심정지시간이길어질경우적절한양의인공호흡의제공은심정지환자의자발순환회복과관련이있는것으로알려져있다 (38, 39). 본연구에서개발된장치는일회호흡량의값을실시간으로직접적인수치로제시함으로써과호흡뿐아니라저호흡을방지하는데에도도움이될것으로생각된다. 심폐소생술중과호흡에대하여연구한기존논문들에서는과도한일회호흡량보다는주로빠른호흡수에의한과호흡에대하여보고하고있다 (19, 40). 본연구에서는마네킹시뮬레이션심폐소생술시제공하는인공호흡속도를메트로놈을이용하여분당호흡수 10회로고정하였고, 대조군및실험군간의인공호흡속도에는유의한차이가관찰되지않았다. 만약본연구에서개발된실시한호흡량감시장치에추가적으로메트로놈과같은기능을더한다면일회호흡량뿐만아니라인공호흡속도에대한가이드도가능하여심폐소생술중적절한인공호흡을실시하는데더욱더유용하게사용될것으로생각된다. 본연구에는다음과같은제한점이있다. 첫째, 인공호흡기를이용한장치의기능평가 (validation) 에서인공호흡기와실시간호흡량감시장치간의일회호흡량의 difference-ratio가대부분오차범위 ± 1.5% 이내에포함되었다. 그러나인공호흡기에서제공되는일회호흡량이커질수록두장치간의일회호흡량의 difference-ratio가증가하는결과를보였다. 아마도실시간호흡량감시장치의자석과본체내부벽사이의마찰력이스프링이원래위치로바로돌아오는데방해로작용하였던것으로생각되며, 일회호흡량이커질수록이마찰력으로인한차

65 이가커졌을것으로추정된다. 본체내부벽을좀더마찰력이작은소재로제작한다면이문제를해결할수있을것으로생각된다. 둘째, 1차실험과 2차실험사이에 2주간의 wash-out period를두었으나, 대조군과실험군모두에서 1차실험대비, 2차실험에서의적정호흡의비율이증가하였고, 과호흡의비율은감소하였다. 이러한결과는 2주간의 wash-out period가 1 차실험에서의실시간호흡량감시장치의사용으로인한효과를완전히없애기에는충분하지않았다는점을시사한다. 그러나이러한결과로미루어볼때, 실시간호흡량감시장치를활용하여심폐소생술교육을실시한다면인공호흡의질평가및향상과같은교육적효과또한기대할수있겠다. 최근보고된연구결과들에따르면아직까지심폐소생술중인공호흡의질을평가할수있는정형화된방법은전무한실정이다 (23). 셋째, 본연구에서실시간호흡량감시장치의임상적유효성평가는마네킹시뮬레이션심폐소생술을통해서만이루어졌다. 향후돼지심정지모델을이용한추가적인연구를통하여 (41), 실시간호흡량감시장치를통해측정되는일회호흡량과동맥혈가스, 호기말이산화탄소, 흉강압력및심박출량과같은 physiologic data 간의연관성을분석하고실시간호흡량감시장치의임상적유효성에대하여확인할수있을것으로생각된다

66 결론 본연구에서개발된실시간호흡량감시장치를통하여호흡량에대한피드백을 제공함으로써마네킹시뮬레이션심폐소생술중인공호흡의적정호흡을증가시키 고과호흡을감소시킬수있었다

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70 randomized trial. Resuscitation 2010;81: Nehme Z, Boyle MJ. Smaller self-inflating bags produce greater guideline consistent ventilation in simulated cardiopulmonary resuscitation. BMC Emerg Med 2009;9: Wenzel V, Keller C, Idris AH, et al. Effects of smaller tidal volumes during basic life support in patients with respiratory arrest: good ventilation, less risk? Resuscitation 1999;43: Khoury A, De Luca A, Sall FS, Pazart L, Capellier G. Performance of manual ventilation: how to define its efficiency in bench studies? A review of the literature. Anaesthesia 2015;70: Terndrup TE, Rhee J. Available ventilation monitoring methods during pre-hospital cardiopulmonary resuscitation. Resuscitation 2006;71: Lurie KG, Zielinski T, McKnite S, Aufderheide T, Voelckel W. Use of an inspiratory impedance threshold valve improves neurologically intact survival in a porcine model of ventricular fibrillation. Circulation 2002;105: Pirrallo RG, Aufderheide TP, Provo TA, Lurie KG. Effect of an inspiratory impedance threshold device on hemodynamics during conventional manual cardiopulmonary resuscitation. Resuscitation 2005;66: Thayne RC, Thomas DC, Neville JD, Dellen AV. Use of an impedance threshold device improves short-term outcomes following out-of-hospital cardiac arrest. Resuscitation 2005;67:

71 28. Mader TJ, Kellogg AR, Smith J, et al. A blinded, randomized controlled evaluation of an impedance threshold device during cardiopulmonary resuscitation in swine. Resuscitation 2008;77: Menegazzi JJ, Salcido DD, Menegazzi MT, et al. Effects of an impedance threshold device on hemodynamics and restoration of spontaneous circulation in prolonged porcine ventricular fibrillation. Prehosp Emerg Care 2007;11: Aufderheide TP, Nichol G, Rea TD, et al. A trial of an impedance threshold device in out-of-hospital cardiac arrest. N Engl J Med 2011;365: Losert H, Sterz F, Kohler K, et al. Quality of cardiopulmonary resuscitation among highly trained staff in emergency department setting. Arch Intern Med 2006;166: Park SO, Shin DH, Baek KJ, et al. A clinical observational study analysing the factors associated with hyperventilation during actual cardiopulmonary resuscitation in the emergency department. Resuscitation 2013;84: Frerichs I, Hahn G, Hellige G. Thoracic electrical impedance tomographic measurements during volume controlled ventilation-effects of tidal volume and positive end-expiratory pressure. IEEE Trans Med Imag 1999;18(9): Cotter G, Moshkovitz Y, Kaluski E, et al. Accurate, noninvasive continuous monitoring of cardiac output by whole-body electrical bioimpedance. Chest 2004;125(4):

72 35. Cohen KP, Ladd WM, Beams DM, et al. Comparison of impedance and inductance ventilation sensors on adults during breathing, motion, and simulated airway obstruction. IEEE Trans Biomed Eng 1997;44(7): Malmivuo J, Plonsey R. Bioelectromagnetism-principles and applications of bioelectric and biomagnetic fields. New York: Oxford University Press, 1995: Quanjer PH, Tammeling GJ, Cotes JE, Pedersen OF, Peslin R, Yernault JC. Lung volumes and forced ventilatory flow. Report Working Party Standardization of Lung Function Tests, European Community for Steel and Coal. Official Statement of the European Respiratory Society. Eur Respir J Suppl 1993;16: Idris AH. Reassessing the need for ventilation during CPR. Ann Emerg Med 1996;27: Idris AH, Banner MJ, Wenzel V, Fuerst RS, Becker LB, Melker RJ. Ventilation caused by external chest compression is unable to sustain effective gas exchange during CPR: a comparison with mechanical ventilation. Resuscitation 1994;28: O Neill JF, Deakin CD. Do we hyperventilate cardiac arrest patients? Resuscitation 2007;73: Suh GJ, Kwon WY, Kim KS, et al. Prolonged therapeutic hypothermia is more effective in attenuating brain apoptosis in a Swine cardiac arrest model. Crit Care Med 2014;42:e

73 Supplemental data. Source codes of the Arduino Board in the real-time tidal volume monitoring device (TVD) #include <SPI.h> #include <Wire.h> #include <Adafruit_GFX.h> #include <Adafruit_SSD1306.h> #define OLED_MOSI 9 #define OLED_CLK 10 #define OLED_DC 11 #define OLED_CS 12 #define OLED_RESET 13 Adafruit_SSD1306 display(oled_mosi, OLED_CLK, OLED_DC, OLED_RESET, OLED_CS); #define NUMFLAKES 10 #define XPOS 0 #define YPOS 1 #define DELTAY 2 void setup() { display.begin(ssd1306_displayon); display.cleardisplay(); Serial.begin(9600); } const int analoginpin3 = A3; int sensorvalue3 = 0; double a=0; double b=0; double c=0;

74 int flag=0; double bvalue; void loop() { int avalue =analogread(analoginpin3)+10; if (avalue<438){ if (flag>15) { a=0; flag=0; } c= *(avalue); bvalue=(5*sqrt(10*c)-87305)/52738; a=a+bvalue; } else{ flag=flag+1; b=0; } if (a>5 a==5){ b= *a*a *a ; } else if (a>0.3 a==0.3 a<5){ b= *a*a *a; } else {

75 } b=0; Serial.print(aValue); Serial.print(" t"); Serial.print(bValue); Serial.print(" t"); Serial.print(a); Serial.print(" t"); Serial.print(b); Serial.print(" t"); Serial.println(); display.settextsize(2); display.settextcolor(white); display.setcursor(30,40); display.println(b); display.display(); display.cleardisplay(); } delay(2);

76 Abstract Development of a Real-time Tidal Volume Monitoring Device to Guide Optimal Ventilation during Cardiopulmonary Resuscitation Kyoung Min You Dept. of Medicine, Biomedical Engineering Major The Graduate School Seoul National University Purpose: The purpose of this study is to develop a real-time tidal volume monitoring device (TVD) and investigate whether the real-time tidal volume feedback using TVD increases optimal ventilation and decreases hyperventilation during manikin-simulated cardiopulmonary resuscitation (CPR). Methods: In the present study, a new TVD was developed, which estimated tidal volume in real time using a magnetic flowmeter. The device was validated with a mechanical ventilator with a volume-controlled mode in various tidal volumes. A randomized, cross-over, manikin-simulation study was then conducted to evaluate the clinical feasibility of the TVD, in which 14 participants were randomly divided into a control (without tidal volume feedback, n = 7) and a TVD groups (with real-time tidal volume feedback, n = 7). The optimal ventilation was defined as ml of

77 tidal volumes for 70 kg adult manikin. After 2 weeks of the wash-out period, the simulation was repeated via the cross-over of the participants. The primary outcome was the difference in the proportion of optimal ventilation per person between the control and TVD groups. Result: In the validation study, among 125 values of the difference-ratios in tidal volumes between the mechanical ventilator and TVD, 122(97.6%) and 125(100%) of the difference-ratios in tidal volumes between the two devices were within ± 1.5% and ± 2.5%, respectively. During manikin-simulated CPR, TVD use increased the proportion of optimal ventilation per person. Its median values(range) of the control group and the TVD group were 37.5%( ) and 87.5%( ), respectively, p < 0.001). TVD use also decreased hyperventilation. The proportions of hyperventilation in the control group and the TVD group were 25.0% vs. 8.9%, respectively (p < 0.001). Conclusion: Real-time tidal volume feedback using the newly developed TVD guided rescuers to provide optimal ventilation and to avoid hyperventilation during manikin-simulated CPR. Keywords : Cardiopulmonary resuscitation; Tidal volume; Flowmeters; Optimal ventilation; Hyperventilation Student Number :

법학박사학위논문 실손의료보험연구 2018 년 8 월 서울대학교대학원 법과대학보험법전공 박성민

법학박사학위논문 실손의료보험연구 2018 년 8 월 서울대학교대학원 법과대학보험법전공 박성민 저작자표시 2.0 대한민국 이용자는아래의조건을따르는경우에한하여자유롭게 이저작물을복제, 배포, 전송, 전시, 공연및방송할수있습니다. 이차적저작물을작성할수있습니다. 이저작물을영리목적으로이용할수있습니다. 다음과같은조건을따라야합니다 : 저작자표시. 귀하는원저작자를표시하여야합니다. 귀하는, 이저작물의재이용이나배포의경우, 이저작물에적용된이용허락조건을명확하게나타내어야합니다.

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문학석사학위논문 존밀링턴싱과이효석의 세계주의비교 로컬 을중심으로 년 월 서울대학교대학원 협동과정비교문학 이유경

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Precipitation prediction of numerical analysis for Mg-Al alloys

Precipitation prediction of numerical analysis for Mg-Al alloys 저작자표시 - 비영리 - 변경금지 2.0 대한민국 이용자는아래의조건을따르는경우에한하여자유롭게 이저작물을복제, 배포, 전송, 전시, 공연및방송할수있습니다. 다음과같은조건을따라야합니다 : 저작자표시. 귀하는원저작자를표시하여야합니다. 비영리. 귀하는이저작물을영리목적으로이용할수없습니다. 변경금지. 귀하는이저작물을개작, 변형또는가공할수없습니다. 귀하는, 이저작물의재이용이나배포의경우,

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저작자표시 - 비영리 - 동일조건변경허락 2.0 대한민국 이용자는아래의조건을따르는경우에한하여자유롭게 이저작물을복제, 배포, 전송, 전시, 공연및방송할수있습니다. 이차적저작물을작성할수있습니다. 다음과같은조건을따라야합니다 : 저작자표시. 귀하는원저작자를표시하여야합니다. 비영리. 귀하는이저작물을영리목적으로이용할수없습니다. 동일조건변경허락. 귀하가이저작물을개작, 변형또는가공했을경우에는,

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