초록
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.
Peak expiratory flow rate(PEF) is a very important diagnostic parameter obtained from the forced vital capacity(FVC) test. The expiratory flow rate increases during the short initial time period and may cause measurement error in PEF particularly due to non-ideal dynamic characteristic of the transducer. The present study evaluated the initial rise slope($S_r$) on the flow rate signal to compensate the transducer output data. The 26 standard signals recommended by the American Thoracic Society(ATS) were generated and flown through the velocity-type respiratory air flow transducer with simultaneously acquiring the transducer output signal. Most PEF and the corresponding output($N_{PEF}$) were well fitted into a quadratic equation with a high enough correlation coefficient of 0.9997. But only two(ATS#2 and 26) signals resulted significant deviation of $N_{PEF}$ with relative errors>10%. The relationship between the relative error in $N_{PEF}$ and $S_r$ was found to be linear, based on which $N_{PEF}$ data were compensated. As a result, the 99% confidence interval of PEF error was turned out to be approximately 2.5%, which was less than a quarter of the upper limit of 10% recommended by ATS. Therefore, the present compensation technique was proved to be very accurate, complying the international standards of ATS, which would be useful to calibrate respiratory air flow transducers.
