KR100844119B1 - 이식형 펄스발생기 및 이를 적용한 인공심장박동기 - Google Patents
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Abstract
이식형 펄스발생기의 배터리를 충전할 수 있어 수술을 통해 이식형 펄스발생기를 교체하지 않고도 이식형 펄스발생기를 영구적으로 사용할 수 있는 이식형 펄스발생기가 개시된다. 개시된 이식형 펄스발생기는 케이스에는 전자회로와, 전자회로에 전원을 공급하는 배터리가 내장되며, 상기 전자회로에서 발생되는 전기적 신호를 리드선을 통해 인체장기에 전달시키도록 구성되되, 상기 배터리는 충전지로 구성되고, 이 충전지는 전원공급부로부터 전원을 인가받은 바늘형상의 충전니들이 삽입방식으로 접지되어 충전시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
이식형 펄스발생기, 인공심장박동기, 충전지, 충전니들, 전원공급부
Description
도1은 종래의 일반적인 심장박동기를 도시한 도면이며,
도2는 본 발명에 따른 이식형 펄스발생기의 충전구조가 적용된 인공심장박동기의 사시도이며,
도3은 본 발명에 따른 이식형 펄스발생기의 충전구조가 적용된 인공심장박동기의 단면도이며,
도4는 본 발명에 따른 충전지 충전단자의 다른 실시예의 단면도이며,
도5는 본 발명에 따른 인공심장박동기의 다른 실시예의 단면도이며,
도6a 내 도6d는 본 발명에 따른 인공심장박동기의 충전방법을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 심장박동기 110: 케이스
111: 충전홀 111a: 마개
111b: 가이드턱 120: 전자회로
130: 충전지 131: 충전지 충전단자
140: 리드선 150: 전극
200: 충전니들 210: 절연체
220: 니들 충전단자 300: 전원공급부
310: 컨버터 320: 전원
W: 전선
본 발명은 이식형 펄스발생기 및 이를 적용한 인공심장박동기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이식형 펄스발생기의 배터리를 충전할 수 있어 수술을 통해 이식형 펄스발생기를 교체하지 않고도 이식형 펄스발생기를 영구적으로 사용할 수 있으며, 이식형 펄스발생기 교체 수술에 따른 비용과 부작용이 발생되지 않는 이식형 펄스발생기 및 이를 적용한 인공심장박동기에 관한 것이다.
일반적으로 이식형 펄스발생기(Implantable pulse generator)는 인체 내에 이식되고 프로그램된 전기적 박동을 발생시켜 심장, 신경, 근육등에 전달하여 생리 적인 반응을 만들어냄으로써 치료효과를 얻기 위한 장치이다.
이러한 이식형 펄스발생기는 인공심장박동기, 대뇌신경자극기, 척추신경자극기, 위장신경자극기 등으로 대별되는데, 통상 이러한 이식형 펄스발생기는 전기 자극을 조절하는 전자회로와, 이 전자회로에 전원을 공급하는 배터리와, 상기 전자회로에서 발생되는 전기를 인체장기에 전달하는 리드선으로 구성되어, 상기 전자회로에서 발생되는 전기적 신호를 리드선을 통해 인체장기에 전달시켜줌으로써, 인체장기가 정상적인 기능을 유지할 수 있게 한다.
특히, 상술한 이식형 펄스발생기 중 가장 많이 사용되는 장치는 인공심장박동기로서, 비정상적으로 심장박동수가 느려져 대뇌로 가는 혈액이 부족하여 어지러움증이나 실신 등을 일으키고, 심장박출량이 적어져서 숨이 가쁜고 심부전 등을 일으키는 환자에 사용된다. 즉, 심장의 박동이 적절치 못할 때 심장에 소량의 전기자극을 심장에 보내 적절한 심장 박동수를 유지시킴으로써 이전에 힘이 들어 할 수 없었던 활동 및 운동을 다시 할 수 있도록 도와주는 장치이다.
이러한 목적으로 최초 제작된 인공심장박동기는 너무나 크고 또한 기능상 여러 가지 문제점을 내포하고 있었으나, 근래에는 전자공학의 발전과 더불어 인체에 이식할 수 있는 소형의 인공심장박동기 제작이 가능하게 됨에 따라 많은 사람들의 생명을 연장시키고 생활의 질도 향상시키고 있다.
상기 인체에 이식 가능한 인공심장박동기는 그 용도에 따라 VVI형(Ventricular pacing, Ventricular sensing, Inhibited by ventricular events), VVD형(Ventricular pacing, Dual chamber sensing, Dual functioning), AAI형(Atrial pacing, Atrial sensing, Inhibited by atrial events), DDD형(Dual chamber pacing, Dual chanber sensing, Dual functioning), ICD형(Inpalntable Cardioverter Defibrillator) 등으로 분류되는 데, 본 발명에서 사용되는 용어 "인공심장박동기"는 용도나 형상에 구애됨이 없이 상술한 인공심장박동기를 통칭하는 것이다.
종래의 일반적인 인공심장박동기는 도1에 도시된 바와 같이 크게 심장박동기(10), 리드선(20), 전극(30)의 세부분으로 이루어지는 데, 구체적으로 상기 심장박동기(10)는 전기 자극을 조절하는 전자회로와 이 전자회로에 전원을 공급하는 배터리로 구성되어 통상 금속으로 된 케이스(11)에 내장되며, 상기 리드선(20)은 상기 심장박동기(10)에서 발생되는 전기를 전달하여 심장을 박동시키거나 심장에서 발생하는 전기적 신호를 심장박동기(10)에 보내는 역할을 하며, 상기 전극(30)은 리드선(20)의 단부에 구성되고 심장의 근육과 직접 접촉하여 상기 리드선(20)을 통하여 전달되는 전기 자극을 심장근육에 전달시켜 심장이 적절한 심장 박동수를 유지시키는 역할을 한다.
하지만, 종래의 인공심장박동기는 배터리의 수명이 5년 내지 7년으로, 배터리의 수명이 다하면 인공심장박동기를 수술을 통해 교체해야 하는 문제점이 있었다. 즉, 50세의 남성환자가 평균 수명인 80세까지 산다고 가정할 때 보통 5개 내지 8개의 인공심장박동기를 교체하는 수술을 해야 하므로, 고가의 인공심장박동기 교체에 따른 시술비용이 부담되는 문제점이 있었다. 또한, 인공심장박동기를 교체하기 위해 수술을 하는 경우 피부를 절개한 후 시술하게 되므로, 그 시술 과정이 복잡하고 회복시간이 오래걸릴 뿐만 아니라 시술 후 부작용이 발생될 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 이식형 펄스발생기의 배터리를 충전할 수 있어 수술을 통해 이식형 펄스발생기를 교체하지 않고도 이식형 펄스발생기를 영구적으로 사용할 수 있으며, 이식형 펄스발생기 교체 수술에 따른 비용과 부작용이 발생되지 않는 이식형 펄스발생기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 이식형 펄스발생기를 적용한 인공심장박동기를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 케이스에는 전자회로와, 전자회로에 전원을 공급하는 배터리가 내장되며, 상기 전자회로에서 발생되는 전기적 신호를 리드선을 통해 인체장기에 전달시키도록 구성되되, 상기 배터리는 충전지로 구성되고, 이 충전지는 전원공급부로부터 전원을 인가받은 바늘형상의 충전니들이 삽입방식으로 접지되어 충전시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 이식형 펄스발생기를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 다른 목적은 케이스에 전자회로와 전자회로에 전원을 공급하는 배터리가 내장된 구성을 갖는 인공심장박동기에 있어서, 상기 배터리는 충전지로 구성되고, 상기 케이스에는 충전홀이 형성되되, 이 충전홀 내부에는 충전지와 전기적으로 연결되는 충전지 충전단자가 마련되며, 상기 충전홀에는 바늘형상의 충전니들이 삽입되게 구성되되, 이 충전니들의 단부는 절연체를 통해 니들 충전단자가 양분되어 상기 충전홀에 삽입된 후 상기 충전지 충전단자와 대응되게 접촉되어 충전지를 충전시키도록 구성되며, 상기 니들 충전단자와 전기적으로 연결되어 상기 니들 충전단자에 전원을 인가하는 전원공급부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인공심장박동기를 제공함으로써 달성될 수 있다.
상술한 본 발명의 목적은 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 이식형 펄스발생기 및 이를 적용한 인공심장박동기를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 이식형 펄스발생기는 케이스에 전자회로와, 전자회로에 전원을 공급하는 배터리가 내장되며, 상기 전자회로에서 발생되는 전기적 신호를 리드선을 통해 인체장기에 전달시키도록 구성되되, 상기 배터리는 충전지로 구성되고, 이 충전지는 전원공급부로부터 전원을 인가받은 바늘형상의 충전니들이 삽입방식으로 접지되어 충전 가능하게 구성된다.
즉, 상기 케이스에는 충전홀이 형성되되, 이 충전홀 내부에는 충전지와 전기적으로 연결되는 충전지 충전단자가 마련되며, 상기 충전홀에는 바늘형상의 충전니들이 삽입되게 구성되되, 이 충전니들의 단부는 절연체를 통해 니들 충전단자가 양분되어 상기 충전홀에 삽입된 후 상기 충전지 충전단자와 대응되게 접촉되어 충전지를 충전시키도록 구성된다.
그리고, 상기 니들 충전단자는 전원공급부와 전기적으로 연결되어 전원을 인가 받아도록 구성된다.
여기서, 본 발명에 따른 이식형 펄스발생기는 상술한 바와 같이 인공심장박 동기, 대뇌신경자극기, 척추신경자극기, 위장신경자극기 등 인체내에 이식되고 전자회로에서 발생되는 전기적 신호를 리드선을 통해 인체장기에 전달시켜 인체장기가 정상적인 기능을 유지할 수 있게 하는 장치를 모두 포함한다.
이와 같은 구성된 본 발명에 따른 이식형 펄스발생기는 배터리가 소모되면 충전지 충전단자가 마련된 케이스의 충전홀을 통해 충전니들을 삽입시켜 충전지를 충전할 수 있으므로 수술을 통해 이식형 펄스발생기를 교체하지 않고도 이식형 펄스발생기를 영구적으로 사용할 수 있다는 잇점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이식형 펄스발생기의 일례인 인공심장박동기를 설명한다.
첨부된 도2는 본 발명에 따른 이식형 펄스발생기의 충전구조가 적용된 인공심장박동기의 사시도이며, 도3은 본 발명에 따른 이식형 펄스발생기의 충전구조가 적용된 인공심장박동기의 단면도이다.
본 발명에 따른 인공심장박동기는 종래와 같이 인공심장박동기의 배터리 수명이 다하면 수술을 통해 인공심장박동기를 교체하는 것이 아니라, 인공심장박동기의 배터리를 충전할 수 있도록 구성되어 인공심장박동기를 영구적으로 사용할 수 있으며, 나아가 인공심장박동기의 교체 수술에 따른 비용과 부작용이 발생되지 않 는 것을 특징으로 한다.
첨부된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 인공심장박동기는 심장박동기(100), 충전니들(200) 및 전원공급부(300)을 포함하여 구성된다.
상기 심장박동기(100)는 종래와 같이 케이스(110)에 전기 자극을 조절하는 전자회로(120)와 상기 전자회로에 전원을 공급하는 배터리(130)가 내장된 구성을 갖는다. 물론 상기 심장박동기(100)에는 상기 전자회로(120)에서 발생되는 전기를 전달하여 심장을 박동시키거나 심장에서 발생하는 전기적 신호를 전자회로(120)에 보내는 리드선(140)이 구성되며, 리드선(120)의 단부에는 심장의 근육과 직접 접촉되고 리드선(120)을 통해 전달되는 전기 자극을 심장근육에 전달시켜 심장이 적절한 심장 박동수를 유지하도록 전극(150)이 구성된다.
여기서, 본 발명에 따른 심장박동기(100)는 충전식으로 구성될 수 있도록 배터리는 충전지(130)로 구성되고, 상기 케이스(110)에는 충전홀(111)이 형성된다. 그리고 상기 충전홀(111)의 내부에는 후술할 충전니들(200)에서 공급되는 전류를 받아드려 충전지(130)를 충전시키는 도전성의 충전지 충전단자(131)가 구성된다. 바람직하게 상기 충전홀(111)은 통상 심장박동기의 두께가 얇게 구성되기 때문에 케이스(110)의 측면에서 시작되어 충전지(130)의 중심 방향으로 일정깊이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 충전니들(200)은 소정길이의 바늘 형상으로 마련되어 상기 충전홀(111)에 삽입된다. 여기서, 충전니들(200)은 소정의 탄성을 갖도록 마련되고, 내부는 빈 형태로 마련하여 충전니들의 내부를 통해 후술할 전원 공급부와 전선으로 연결되도록 구성되는 바람직하며, 상기 충전니들(200)의 길이는 인체 외부에서 인체 내부에 설치된 심장박동기의 충전홀(111)에 삽입될 수 있도록 적당한 길이로 구성하면 된다.
여기서 충전니들(200)의 단부 즉 충전홀(111)에 삽입되는 단부는 절연체(210)를 통해 니들 충전단자(220)가 양분되도록 마련하여, 상기 충전니들(200)의 단부가 상기 충전홀(111)에 삽입되면, 니들 충전단자(220)가 상기 충전지 충전단자(131)와 대응되게 접촉되도록 구성된다. 즉 충전니들(200)의 단부는 절연체(210)를 기준으로 일측은 +극 다른 일측은 -극의 니들 충전단자(220)로 양분되어 상기 충전지 충전단자(131)와 대응되게 접촉된 후 전원을 공급함으로써 충전지를 충전시킨다.
한편, 상기 충전지 충전단자(131)는 도4에 도시된바와 같이 볼록 구조로 마련될 수 있는 데, 이와 같이 상기 볼록 형상의 충전지 충전단자(131)에 니들 충전단자(220)가 결합되어 충전구조를 구성하면, 충전단자(131,220)간의 접지력이 월등히 향상되어 안정된 충전을 이룰 수 있다.
상기 전원공급부(300)는 니들 충전단자(220)와 전기적으로 연결되어 상기 니들 충전단자(220)에 전원을 인가한다. 즉, 상술한 바와 같이 니들 충전단자(220)와 충전니들(200)의 내부를 통해 전선(W)으로 연결되어 충전지(130)의 충전에 필요한 전원을 니들 충전단자(220)에 공급한다. 여기서 전원공급부(300)는 충전용 배터리 등 공지된 다양한 수단이 사용될 수 있으나, 도시된 바와 같이 전원(320)을 통해 공급되는 AC전원을 변화시켜 상기 니들 충전단자(220)에 DC전원을 인가할 수 있는 컨버터(310)로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 컨버터(310)는 전원(320)에서 공급되는 90V 내지 250V의 AC전원을 공급받아 충전지(130)에 필요한 전원인 DC전원을 공급한다. 여기서, 도시되지는 않았지만 컨버터(310)에는 충전지(130)의 충전이 완료되면, 자동으로 전원 공급이 차단되는 차단회로가 구성되는 것이 바람직하다.
나아가, 도5에 도시된 바와 같이 상기 충전홀(111)의 입구에는 복원력이 좋은 마개(111a)를 설치하여 충전홀(111)의 내부를 밀폐시키는 것이 바람직하다. 여기서 상기 마개(111a)는 복원력이 우수하면서 인체에 해가 없는 고무나 절연실리콘 재질로 마련하여 충전홀(111) 입구에 결합 고정시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 충전홀(111)을 마개(111a)를 통해 밀폐시킴으로써, 인체에서 분비되는 분비액이 충전홀(111)의 내부로 침투되는 것이 방지될 뿐만 아니라, 충전지의 충전을 위해 충전니들(200)이 충전홀(111)에 삽입될 때에도 충전홀(111) 입구에서 마개(111a)가 충전니들(200)의 외면을 감싸면서 밀착되므로 분비액이 충전홀(111) 내부로 침투되 는 것이 방지된다. 또한, 충전지(130)의 충전이 완료된 후 충전니들(200)이 충전홀(111)에서 분리되더라도 복원력이 우수한 마개(111a)가 다시 수축하여 충전홀(111)을 밀폐시키게 되므로 분비액이 충전홀(111) 내부로 침투되는 것이 방지된다.
더 나아가, 도5에 도시된 바와 같이 상기 충전홀(111)의 입구는 경사지게 형성되고, 상기 충전홀(111) 입구 일측에 케이스의 상하방향으로는 가이드턱(111b)이 형성되는 것이 바람직하다. 즉 인공심장박동기의 충전지(130)를 충전하기 위해 인체내에 삽입된 충전니들(200)의 단부는 충전홀(111) 입구에 형성된 가이드턱(111b)에 걸려 충전홀(111)의 입구로 자연스럽게 슬라이딩되게 되고, 충전홀(111)의 입구는 경사지게 형성되어 충전홀(111) 입구의 면적이 넓게 형성되므로 충전니들(200)이 충전홀(111)로 용이하게 삽입될 수 있기 때문이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 인공심장박동기의 충전방법을 도6a 내지 도6d를 참고하여 살펴보면, 도6a에 도시된 바와 같이 충전니들(200)이 삽입될 위치를 소독액으로 닦고 극소마취를 시행한 후, 충전니들(200)을 심장박동기의 충전홀(111) 방향으로 삽입시킨다. 이때, 상기 충전니들(200)은 심장박동기(100)의 측면에 형성된 충전홀(111)에 대응되도록 인체(M)의 측면에서 삽입하는 것이 바람직하며, 방사성 투시 영상기를 이용하여 충전니들(200)의 정확한 삽입위치를 확인하면서 시술하는 것이 바람직하다.
그리고, 도6b에 도시된 바와 같이 충전니들(200)의 단부가 충전홀(111)의 입구에 위치하게 되면, 인체(M) 내에 삽입된 충전니들(200)의 단부는 충전홀(111) 입구에 형성된 가이드턱(111b)에 걸려 충전홀(111) 입구에 설치된 마개(111a)를 관통하면서 충전홀(111)의 입구로 자연스럽게 슬라이딩 진입하게 된다.
그러면, 도6c에 도시된 바와 같이 충전홀(111) 내부에 충전니들(200)의 단부가 삽입되고, 충전홀(111) 내부에 마련된 충전지 충전단자(131)에는 충전니들(200)의 단부에 구성된 니들 충전단자(220)가 대응되게 밀착된다. 이때, 상기 충전홀(111) 입구에 설치된 마개(111a)는 관통된 충전니들(200)의 외면을 감싸면서 밀착되어 분비액이 충전홀(111) 내부로 유입되는 것이 방지된다. 이 후 컨버터(310)를 ON시키면 전원에서 공급되는 AC전원이 DC전원으로 변환되어 상기 니들 충전단자(220)에 인가되고, 상기 니들 충전단자(220)와 접촉된 충전지 충전단자(131)를 통해 충전지(130)를 충전시키게 된다.
이후, 도6d에 도시된 바와 같이 충전지(130)의 충전이 완료되면 충전홀(111)에서 충전니들(200)을 분리시킨 다음 인체(M) 외부로 충전니들(200)을 배출하면 본 발명의 시술이 완료된다. 이때, 충전홀(111)에서 충전니들(200)이 분리되더라도 충전홀(111) 입구에 설치된 복원력이 우수한 마개(111a)가 다시 수축하여 충전홀(111)을 밀폐시키게 되므로 분비액이 충전홀(111) 내부로 침투되는 것이 방지된 다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 인공심장박동기는 종래와 같이 배터리의 수명이 다한 인공심장박동기를 교체할 필요없이, 인공심장박동기의 배터리가 소모되면 충전지를 충전시켜 인공심장박동기를 재사용할 수 있으므로, 고가의 인공심장박동기의 교체에 따른 비용이 전혀 발생되지 않는다는 잇점이 있다.
또한, 종래와 같이 인공심장박동기를 교체하기 위해 피부를 절개한 후 시술할 필요가 없이, 충전니들을 삽입시켜 인공심장박동기의 충전지를 충전하게 되므로, 수술부위가 아주 미소하여 흉터가 발생되지 않고 시술 과정이 매우 간단할 뿐만 아니라, 인공심장박동기의 충전지 충전 후 부작용 없이 곧바로 일상생활이 가능하다는 잇점이 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이식형 펄스발생기 및 이를 적용한 인공심장박동기는 이식형 펄스발생기의 배터리를 충전할 수 있어 수술을 통해 이식형 펄스발생기를 교체하지 않고도 이식형 펄스발생기를 영구적으로 사용할 수 있으며, 이식형 펄스발생기 교체 수술에 따른 비용과 부작용이 발생되지 않는다는 효과가 있다.
Claims (5)
- 케이스(110)에는 전자회로(120)와, 전자회로(120)에 전원을 공급하는 배터리(130)가 내장되며, 상기 전자회로(120)에서 발생되는 전기적 신호를 리드선(140)을 통해 인체장기에 전달시키도록 구성되되,상기 배터리(130)는 충전지로 구성되고, 이 충전지는 전원공급부(300)로부터 전원을 인가받은 바늘형상의 충전니들(200)이 삽입방식으로 접지되어 충전시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 이식형 펄스발생기.
- 제1항에 있어서,상기 충전지(130)가 내장된 케이스(110)에는 충전홀(111)이 형성되되, 이 충전홀(111) 내부에는 충전지(130)와 전기적으로 연결되는 충전지 충전단자(131)가 마련되며,상기 충전홀(111)에는 바늘형상의 충전니들(200)이 삽입되게 구성되되, 이 충전니들(200)의 단부는 절연체(210)를 통해 니들 충전단자(220)가 양분되어 상기 충전홀(111)에 삽입된 후 상기 충전지 충전단자(131)와 대응되게 접촉되어 충전지(130)를 충전시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 이식형 펄스발생기.
- 케이스(110)에 전자회로(120)와 전자회로(120)에 전원을 공급하는 배터리(130)가 내장된 구성을 갖는 인공심장박동기에 있어서,상기 배터리(130)는 충전지로 구성되고,상기 케이스(110)에는 충전홀(111)이 형성되되, 이 충전홀(111) 내부에는 충전지(130)와 전기적으로 연결되는 충전지 충전단자(131)가 마련되며,상기 충전홀(111)에는 바늘형상의 충전니들(200)이 삽입되게 구성되되, 이 충전니들(200)의 단부는 절연체(210)를 통해 니들 충전단자(220)가 양분되어 상기 충전홀(111)에 삽입된 후 상기 충전지 충전단자(131)와 대응되게 접촉되어 충전지(130)를 충전시키도록 구성되며,상기 니들 충전단자(220)와 전기적으로 연결되어 상기 니들 충전단자(220)에 전원을 인가하는 전원공급부(300)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인공심장박동기.
- 제3항에 있어서,상기 충전홀(111)의 입구에는 복원력이 좋은 마개(111a)를 설치하여 충전홀(111)의 내부를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 인공심장박동기.
- 제3항에 있어서,상기 충전홀(111)에 상기 충전니들(200)의 진입이 용이하도록 상기 충전홀(111)의 입구는 경사지게 형성되고, 상기 충전홀(111) 입구 일측에 케이스(110)의 상하방향으로는 가이드턱(111b)이 형성된 것을 특징으로 하는 인공심장박동기.
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