KR101400454B1 - Ventricular assist device - Google Patents

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최성욱
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강원대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 심장의 상태를 진단하여 심실보조장치를 제어하는 기술에 관한 것이다.
본 발명의 심실보조장치에 의하면, 심장의 혈액박출 기능이 심각하게 약화되었을 때 환자의 혈류 순환을 유지함으로써 다른 장기들의 손상을 방지하는 효과가 있다.
또한, 심근전도를 측정하여 심실보조장치의 혈액 박출량 및 박출시기를 제어하기 때문에 심실보조장치의 사용으로 환자에게 발생할 수 있는 심장질환과 심실보조장치의 제어 오류를 감소시키는 효과를 발휘한다.The present invention relates to a technique for diagnosing the condition of the heart and controlling the ventricular assist device.
According to the ventricular assist device of the present invention, when the blood ejection function of the heart is seriously weakened, it is effective to prevent damage to other organs by maintaining blood flow circulation of the patient.
In addition, since the myocardial conduction is measured to control the blood volume and the ventilator of the ventricular assist device, the use of the ventricular assist device reduces the possibility of heart disease and control errors of the ventricular assist device.

Description

심실보조장치{Ventricular assist device}[0001] Ventricular assist device [0002]

본 발명은 심장의 상태를 진단하는 심실보조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a ventricular assist device for diagnosing the condition of the heart.

심실보조장치는 환자의 혈액을 순환시키는 혈액 펌프의 일종이며, 심장의 혈액 박출능력이 심각하게 약화되었을 때 환자의 혈류 순환을 유지함으로써 다른 장기들의 손상을 방지하고, 심장의 부하를 감소시킴으로써 추가적인 심장질환의 위험을 낮추기 위한 목적으로 임상에 적용되고 있다. 말기 심부전 환자에게 있어서 심실보조장치는 환자의 생존률을 향상시킬 수 있는 유일한 치료방법이지만, 환자에게 추가적으로 발생하는 심장질환이나 심실보조장치의 제어 오류 등으로 인하여 환자의 사망률은 여전히 높은 편이다. 그럼에도, 종래의 심실보조장치에서는 환자의 심장상태를 감시하고 이에 따른 적절한 혈류량을 공급함으로써 환자의 생존율을 향상시키려는 기술은 아직 개발되지 않았다. A ventricular assist device is a type of blood pump that circulates a patient's blood. It prevents the damage of other organs by maintaining circulation of the patient's blood flow when the heart's blood-withdrawing ability is seriously weakened, And is being applied to clinics for the purpose of lowering the risk of disease. In patients with end-stage heart failure, the ventricular assist device is the only treatment that can improve the patient's survival rate, but the mortality rate of the patient is still high due to an additional heart disease or control error of the ventricular assist device. Nevertheless, the conventional ventricular assist device has not yet developed a technique for improving the survival rate of the patient by monitoring the heart condition of the patient and supplying the appropriate blood flow volume accordingly.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0137116호(2010.12.30)Korean Patent Publication No. 10-2010-0137116 (2010. 30)

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위하여 환자의 심장상태에 따른 심실보조장치의 혈액 박출량 및 박출시기를 제어하는 기술을 제공하는 데 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a technique for controlling blood volume and ventilator of a ventricular assist device according to a heart condition of a patient.

본 발명에 따른 심실보조장치에 의하면 양단에 홀이 형성되며, 일측에는 흡입구가 형성된 몸체부; 상기 몸체부의 일단에 결합되며, 좌심실 내부와 연결되는 흡입캐뇰라; 상기 몸체부의 타단에 결합되며, 대동맥 혈관과 연결되는 배출캐뇰라; 상기 흡입캐뇰라의 단부에 설치되며, 좌심실 근육과 접촉되는 흡입캐뇰라 전극; 상기 배출캐뇰라의 단부에 설치되며, 대동맥 혈관에 접촉되는 배출캐뇰라 전극;및 상기 몸체부의 흡입구와 튜브로 연결되는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 배출캐뇰라 전극에서 측정되는 기준전위와 상기 흡입캐뇰라 전극에서 측정되는 활동전위를 비교하여 좌심실근육 세포의 탈분극과 재분극을 구별한 후 재분극이 시작될 때부터 탈분극이 시작되기 전까지 흡입캐뇰라를 통해 혈액을 흡입하고 배출캐뇰라를 통해 혈액을 박출하도록 제어한다.According to the present invention, there is provided a ventricular assist device comprising: a body portion having a hole formed at both ends thereof and having a suction port formed at one side thereof; A suction cannula coupled to one end of the body part and connected to the inside of the left ventricle; An exhaust cannula coupled to the other end of the body portion and connected to the aorta blood vessel; A suction cannula electrode installed at an end of the suction channeloler and contacting the left ventricular muscle; And a control unit connected to the suction port of the body part through a tube, wherein the controller controls the reference potential and the reference potential measured at the discharge cathode electrode, After the depolarization and repolarization of the left ventricular myocyte were discriminated by comparing the activity potentials measured at the suction channel electrode, blood was sucked through the suction catheter from the start of repolarization to the start of depolarization, And controls it to be ejected.

여기서 상기 제어부는 상기 흡입캐뇰라 전극과 상기 배출캐뇰라 전극에서 전송되어 오는 전위신호를 증폭시키는 증폭기를 포함한다.The control unit includes an amplifier for amplifying a potential signal transmitted from the suction cathode electrode and the discharge cathode electrode.

또한, 상기 제어부는 상기 흡입캐뇰라 전극과 배출캐뇰라 전극과 연결된 임피던스 측정장치;를 포함하며, 상기 임피던스 측정장치는 심박출량을 산출하는 구성을 포함한다.The control unit may include an impedance measuring device connected to the suction channel electrode and the discharging cathode electrode, and the impedance measuring device may calculate a cardiac output.

그리고 상기 제어부는 상기 임피던스 측정장치에서 산출되는 1회 심박출량에서 대상이 되는 개체의 심장 능력에 따른 보정값을 합산하여 산출된 혈액량을 상기 몸체부를 통하여 대동맥에 박출되게 한다.In addition, the control unit may sum up the correction value according to the cardiac capacity of the subject at the one-time cardiac output calculated by the impedance measuring device so that the calculated blood volume is discharged to the aorta through the body.

본 발명의 심실보조장치에 의하면, 심장의 혈액박출 기능이 심각하게 약화되었을 때 환자의 혈류 순환을 유지함으로써 다른 장기들의 손상을 방지하는 효과가 있다.According to the ventricular assist device of the present invention, when the blood ejection function of the heart is seriously weakened, it is effective to prevent damage to other organs by maintaining blood flow circulation of the patient.

또한, 심근전도를 측정하여 심실보조장치의 혈액 박출량 및 박출시기를 제어하기 때문에 심실보조장치의 사용으로 환자에게 발생할 수 있는 심장질환과 심실보조장치의 제어 오류를 감소시키는 효과를 발휘한다.In addition, since the myocardial conduction is measured to control the blood volume and the ventilator of the ventricular assist device, the use of the ventricular assist device reduces the possibility of heart disease and control errors of the ventricular assist device.

도 1은 본 발명에 따른 심실보조장치를 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 2는 심실보조장치의 박출량을 1.5L/min으로 했을 때, 대동맥혈류량, 동맥압, ECG 및 임피던스 값의 변화를 나타낸 도면 중 일부를 확대한 도면이다.
도 3은 심장 판막의 개폐시기 및 심박출량을 임피던스 값의 변화를 통해서 측정하는 단계를 나타낸 순서도이다.1 is a schematic perspective view of a ventricular assist device in accordance with the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a part of the drawing showing changes in aortic blood flow, arterial pressure, ECG, and impedance values when the ejection amount of the ventricular assist device is 1.5 L / min.
3 is a flowchart showing a step of measuring the opening and closing timing of the heart valve and the cardiac output through a change in the impedance value.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 심실보조장치(1)를 나타낸 개략적인 사시도이고, 도 2는 심실보조장치(1)의 박출량을 1.5L/min으로 했을 때, 대동맥혈류량, 동맥압, ECG 및 임피던스 값의 변화를 나타낸 도면 중 일부를 확대한 도면이고, 도 3은 심장 판막의 개폐시기 및 심박출량을 임피던스 값의 변화를 통해서 측정하는 단계를 나타낸 순서도이다.FIG. 1 is a schematic perspective view showing a ventricular assist device 1 according to the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective view showing a ventricular assist device 1 according to the present invention, in which the ventricular assist device 1 has an ejection amount of 1.5 L / min, FIG. 3 is a flowchart showing a step of measuring the opening / closing timing of the heart valve and the cardiac output through a change in the impedance value.

본 발명의 실시예에 따른 심실보조장치(1)는 도 1에서 참조되는 바와 같이 크게 몸체부(2), 흡입캐뇰라(3), 배출캐뇰라(4), 흡입캐뇰라 전극(5), 배출캐뇰라 전극(6) 및 제어부(7)를 포함하여 이루어진다.1, the ventricular assist device 1 according to the embodiment of the present invention includes a main body 2, a suction catheter 3, a discharge catheter 4, a suction catheter electrode 5, An exhaust cathode electrode 6 and a control unit 7.

몸체부(2)는 양단에 홀이 형성되며, 일측에는 흡입구(21)가 형성된 C자형태의 관으로써, 상기 양단 중 일단에는 좌심실 내부와 연결되는 흡입캐뇰라(3)가 결합되며 타단에는 대동맥과 연결되는 배출캐뇰라(4)가 결합된다. 또한, 몸체부(2)의 일측에는 후술되는 제어부(7)와 튜브(8)로 연결되도록 하는 흡입구(21)가 형성되어 있다.The body part 2 is a C-shaped tube having holes formed at both ends thereof and a suction port 21 formed at one end thereof. The suction channel 3 connected to the inside of the left ventricle is connected to one end of the body part 2, And a discharge cannula (4) connected to the discharge port. In addition, a suction port 21 is formed at one side of the body part 2 so as to be connected to a control part 7 and a tube 8, which will be described later.

한편, 몸체부(2)는 아주 작게 만들어 심장의 좌측 옆, 좌측 폐의 오른쪽에서 횡격막 위에 위치하도록 설치되는 것이 이상적이지만 현실의 몸체부(2)는 생체 내에 설치될 수 있는 크기보다 크기 때문에 흉벽 외부의 피부 밑에 설치되도록 하는 것이 차선책이라 할 수 있다.On the other hand, it is ideal that the body part 2 is made very small and positioned on the left side of the heart and on the diaphragm on the right side of the left lung. However, since the actual body part 2 is larger than a size that can be installed in the living body, To be installed under the skin of the user.

그리고 몸체부(2)는 내부용적이 50ml이며 최대 120BPM(분당박동수)으로 후부하가 100mmHg, 전부하가 10mmHg인 조건에서 분당 4.5liter/min의 부피속력으로 혈액 박출량을 유지할 수 있도록 한다.The body part (2) has an internal volume of 50 ml and can maintain a blood flow rate of 4.5 liter / min per minute at a maximum of 120 BPM (pulse rate per minute) under a condition that a back load is 100 mmHg and a full load is 10 mmHg.

흡입캐뇰라(3)는 몸체부(2)의 일단에 결합되며, 좌심실 내부와 연결된다. 흡입캐뇰라(3)는 좌심실의 심첨을 통해 심실로 연결되며, 혈액이 유동할 수 있도록 내부가 비어있는 관의 형태로 이루어진다.The suction catheter (3) is coupled to one end of the body part (2) and connected to the inside of the left ventricle. The suction catheter (3) is connected to the ventricle through the heart of the left ventricle, and is formed in the form of an empty tube so that blood can flow.

배출캐뇰라(4)는 몸체부(2)의 타단에 결합되며, 대동맥과 연결된다. 배출캐뇰라(4)는 대동맥과 연결되며 혈액이 유동할 수 있도록 내부가 비어있는 관의 형태로 이루어진다.The discharge cannula 4 is connected to the other end of the body part 2 and connected to the aorta. The venting catheter (4) is connected to the aorta and is in the form of a hollow tube with a hollow inside to allow blood to flow.

한편, 흡입캐뇰라(3)와 배출캐뇰라(4)는 수축팽창이 가능한 탄성이 있는 재질로 구성되는 것이 바람직하며, 또한 혈액적합성이 뛰어나고 내구성이 우수한 생체 고분자물질, 예를 들면 의료용 폴리우레탄 등으로 제작되는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the suction catheter 3 and the discharge catheter 4 are made of an elastic material capable of expanding and shrinking, and also a biopolymer material excellent in blood compatibility and excellent in durability, for example, medical polyurethane .

이때, 흡입캐뇰라(3)와 배출캐뇰라(4)의 길이는 몸체부(2)를 포함하여 좌심실에서부터 대동맥까지 연결가능하도록 하는 길이를 가져야 하며, 휘어지는 경우를 대비해서 약간의 여유길이를 주는 것 이외에 최대한 짧게 이루어지는 것이 바람직하다.At this time, the lengths of the suction catheter 3 and the drain cannula 4 should be such that they can be connected from the left ventricle to the aorta including the body part 2. In addition, It is preferable to be as short as possible.

흡입캐뇰라 전극(5)은 흡입캐뇰라(3)의 단부에 설치되며, 좌심실 근육과 심실 내의 혈액에 접촉되도록 한다. 흡입캐뇰라 전극(5)은 도선을 통해 제어부(7)와 연결되며, 상기 도선을 통해 흡입캐뇰라 전극(5)과 제어부(7) 사이에서 전기신호가 이동되도록 한다.The suction catheter electrode (5) is installed at the end of the suction catheter (3) and is in contact with the blood in the left ventricular muscle and the ventricle. The suction channelola electrode 5 is connected to the control unit 7 via a lead wire so that the electric signal is transferred between the suction channelola electrode 5 and the control unit 7 through the lead wire.

배출캐뇰라 전극(6)은 배출캐뇰라(4)의 단부에 설치되며, 대동맥 혈관에 접촉되도록 한다. 배출캐뇰라 전극(6)은 도선을 통해 제어부(7)와 연결되며, 상기 도선을 통해 배출캐뇰라 전극(6)과 제어부(7) 사이에서 전기신호가 이동되도록 한다.The drain cannula electrode 6 is installed at the end of the drain catheter 4 and is in contact with the aortic blood vessel. The discharging cathode electrode 6 is connected to the control unit 7 through a lead and the electrical signal is transferred between the discharging cathode electrode 6 and the control unit 7 through the lead.

한편, 흡입캐뇰라 전극(5)과 배출캐뇰라 전극(6)의 재질은 스테인리스 스틸, 백금 또는 금 등을 사용할 수 있으며, 외부를 매끈하게 가공하여 이물질이 붙거나 오염되지 않도록 처리하는 것이 바람직하다.On the other hand, stainless steel, platinum, gold, or the like can be used as the material of the suction channelola electrode 5 and the discharge channelola electrode 6, and it is preferable that the outside is smoothly processed to prevent foreign substances from adhering or being contaminated .

제어부(7)는 몸체부(2)의 흡입구(21)와 튜브(8)로 연결되며, 튜브(8)로써 몸체부(2) 내부의 압력을 조절하여 혈액이 흡입캐뇰라(3)를 통해 배출캐뇰라(4)로 이동되도록 한다.The control unit 7 is connected to the suction port 21 of the body part 2 through a tube 8 and the pressure inside the body part 2 is adjusted by the tube 8 so that blood is sucked through the suction cannula 3 To the discharge cannula (4).

제어부(7)는 배출캐뇰라 전극(6)에서 전송되어오는 기준전위와 흡입캐뇰라 전극(5)에서 전송되어 오는 활동전위를 비교하여 좌심실근육 세포의 탈분극과 재분극을 구별한 후에 재분극이 시작될 때부터 탈분극이 시작되기 전까지 흡입캐뇰라(3)를 통하여 혈액을 흡입하고 배출캐뇰라(4)를 통해 혈액을 박출하도록 제어한다.The control unit 7 distinguishes the depolarization and repolarization of the left ventricular muscle cell by comparing the reference potential transferred from the discharging cathode electrode 6 and the action potential transferred from the suction cathode electrode 5, The blood is sucked through the suction catheter (3) and the blood is discharged through the discharge catheter (4) until the depolarization starts.

이는 좌심실근육이 한번 수축하고 이완하는 1회의 심장박동수와 동일하게 심실보조장치(1)의 박동수를 유지하는 것이다.This is to keep the heart rate of the ventricular assist device 1 the same as the one heart rate that the left ventricular muscle contracts and relaxes once.

한편, 대상이 되는 개체의 심장의 박동수가 상대적으로 적을 때에는 심실보조장치(1)의 1회 박출량 한도를 초과할 수 있으므로 이 경우에는 심장의 박동수에 두 배에 해당하는 속도로 심실보조장치(1)의 박동수를 높이고 심장이 1회 박출할 때 심장의 확장기 동안 심실보조장치(1)는 2회 박출하여 박출량을 유지하게 한다.On the other hand, when the subject's heart rate is relatively low, the ventricular assist device 1 may exceed the single ventricle limit. In this case, the ventricular assist device 1 ), And when the heart exits once, the ventricular assist device (1) is ejected twice during the diastole of the heart to maintain the ejection rate.

반대로 심장의 박동수가 심실보조장치(1)가 따라가기 어려울 정도로 빠르다면 심실보조장치(1)는 심장이 2회 박출하는 동안 1회 박출하도록 한다.Conversely, if the heart rate is fast enough for the ventricular assist device (1) to be difficult to follow, the ventricular assist device (1) allows the heart to be ejected once during the second exhalation.

또한, 제어부(7)는 상기 기준전위와 활동전위를 측정하기 위한 증폭기를 포함한다. 증폭기의 주파수 범위는 0.2~120Hz이며, 500배의 증폭률을 가지며, 측정된 전기신호는 16bit ADC를 통해 초당 250Hz의 속도록 샘플링되도록 한다.In addition, the control unit 7 includes an amplifier for measuring the reference potential and the action potential. The amplifier has a frequency range of 0.2 to 120 Hz, has an amplification factor of 500, and the measured electrical signal is sampled at a rate of 250 Hz per second via a 16-bit ADC.

참고적으로, 재분극과 탈분극에 대해서 설명하면, 세포 밖의 Na+이온이 세포 내로 이동하면 세포 밖의 전압이 일시적으로 (-)로 떨어지게 되는데 심근전도 상에서 (-)로 떨어지는 구간이 세포가 탈분극이 되는 구간이다.For reference, when repolarization and depolarization are explained, when the extracellular Na + ions move into the cell, the voltage outside the cell temporarily decreases to negative (-), and the interval that falls to the negative (-) side of the myocardial conduction phase is the cell depolarization .

한편, 세포가 K+이온을 세포 밖으로 배출하면 세포 밖의 전압이 일시적으로 상승하게 되어 (+)의 최대전압을 띄게 되는 이 구간이 재분극 구간이 된다.On the other hand, when the cell discharges K + ions out of the cell, this period in which the voltage outside the cell temporarily increases and becomes the maximum voltage becomes a repolarization period.

본 발명의 실시예에서는 배출캐뇰라 전극(6)에서 전송되어 오는 대동맥혈관의 전기신호는 기준전압으로 사용하며, 흡입캐뇰라 전극(5)에서 전송되어 오는 활동전위를 이용하여 좌심실 근육의 탈분극과 재분극을 구별한다.In the embodiment of the present invention, the electrical signal of the aortic blood vessel transferred from the discharge cathode electrode 6 is used as a reference voltage, and the depolarization of the left ventricular muscle is performed using the action potential transmitted from the suction channel electrode 5 It distinguishes repolarization.

이때, 탈분극과 재분극을 구별하는 판단방법으로는 Na+이온과 K+이온이 세포막을 투과하는 속도차이로 인하여 탈분극, 재분극 신호의 파형이 다른 특징을 가지면서 나타나는 것을 토대로 판단한다.At this time, it is judged based on the fact that the waveforms of depolarization and repolarization signals have different characteristics due to the difference in the rate at which Na + ions and K + ions permeate through the cell membrane.

그리고 제어부(7)는 임피던스 측정장치를 포함한다. 임피던스 측정장치는 도선을 통해서 흡입캐뇰라 전극(5), 배출캐뇰라 전극(6)과 연결된다. 임피던스 측정장치는 고주파 교류 전류를 인가할 수 있는 전원장치를 포함한다. 전원장치에서 발생한 고주파 전류는 흡입캐뇰라 전극(5), 배출캐뇰라 전극(6)을 통해 심장과 혈관을 지나면서 심장과 대동맥 혈관의 임피던스 크기에 비례하여 발생하는 고주파 전압을 발생시킨다. 임피던스 측정장치는 심박동으로 인한 임피던스 변화로 인하여 발생하는 고주파 전압을 측정, 기록하여 임피던스 값의 변화를 측정한다.The control unit 7 includes an impedance measuring device. The impedance measuring device is connected to the suction cathode electrode (5) and the exhaust cathode electrode (6) through the lead. The impedance measuring apparatus includes a power supply device capable of applying a high frequency alternating current. The high frequency current generated by the power supply generates a high frequency voltage that is proportional to the impedance magnitude of the heart and aortic blood vessels, passing through the heart and blood vessels through the suction channel electrode (5) and the drain channel electrode (6). The impedance measuring device measures and records the high frequency voltage caused by the impedance change due to the heartbeat, and measures the change of the impedance value.

임피던스 값은 심장 판막의 개폐, 심실 내의 혈액량, 대동맥 내의 혈액량에 따라 변화하였다. 심장 판막의 개폐 여부는 대동맥압을 통해서 확인할 수 있다. 심장이 수축하며 대동맥 판막이 열렸을 때, 임피던스는 최소값을 가지며 심장판막이 닫힌 상태에서 동맥압이 가장 낮을 때 임피던스는 최대값을 가짐을 볼 수 있다. 심장의 판막이 열리고 닫히는 과정에서 임피던스는 감소, 증가하였는데, 특히 밸브의 움직임으로 인하여 임피던스 변화 과정에서 변곡점이 발생함을 알 수 있었다.Impedance values varied depending on the opening and closing of the heart valve, blood volume in the ventricle, and blood volume in the aorta. The opening and closing of the heart valve can be confirmed by aortic pressure. When the heart contracts and the aortic valve is open, the impedance has the minimum value, and the impedance is at its maximum when the arterial pressure is lowest when the heart valve is closed. Impedance decreased and increased during valve opening and closing of the heart. In particular, it was found that the inflection point occurred during the impedance change process due to valve movement.

도 2를 참조하여 보면, 구간 1에서는 심실수축에 의해서 임피던스가 증가하며, 구간 2에서는 동맥의 확장으로 인하여 임피던스가 감소한다. 구간 3은 대동맥판의 닫힘으로 인해 임피던스가 감소하는 기울기가 변화된 구간이다. 구간 4는 심실의 확장으로 인해 임피던스가 감소하는 구간이며, 최솟값을 지난 후 구간 5에서는 심실의 확장이 중단되고 혈관이 수축하여 임피던스가 증가한다. 구간 6에서는 심방수축, 심실의 추가확장, 일시적인 대동맥판의 개방에 의해서 임피던스가 감소하며, 구간 7에서는 대동맥판이 폐쇄되고, 대동맥이 수축하면서 임피던스가 증가한다. 구간 8에서는 대동맥판의 개방으로 임피던스가 감소한다.Referring to FIG. 2, the impedance increases due to the ventricular contraction in the interval 1, and the impedance decreases due to the expansion of the artery in the interval 2. Section 3 is the section where the slope of the impedance decreases due to the closure of the aortic valve. Interval 4 is the impedance decrease due to expansion of the ventricle. After interval 5, the ventricular expansion is stopped and the blood vessels contract and the impedance increases. In section 6, impedance is reduced by atrial contraction, additional expansion of the ventricle, and temporary opening of the aortic valve. In section 7, the aortic valve is closed, and the aorta is contracted and the impedance is increased. In section 8, the impedance decreases with the opening of the aortic valve.

이와 같이 임피던스 값은 심장 판막의 개폐 시기 및 심장의 수축 및 팽창에 따라서 변화한다. 따라서, 심장 판막의 개폐시기 및 심박출량을 임피던스 값의 변화를 통해서 측정할 수 있다.Thus, the impedance value changes according to the opening and closing timing of the heart valve and the contraction and expansion of the heart. Therefore, the opening and closing timing of the heart valve and the cardiac output can be measured by changing the impedance value.

도 3은 심장 판막의 개폐시기 및 심박출량을 임피던스 값의 변화를 통해서 측정하는 단계를 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart showing a step of measuring the opening and closing timing of the heart valve and the cardiac output through a change in the impedance value.

도 3을 참조하여, 임피던스 측정을 통해 심장 판막의 개폐시기 및 심박출량을 계산하는 예를 설명한다.3, an example of calculating the opening and closing timing and cardiac output of a heart valve through impedance measurement will be described.

우선, 임피던스(I)의 최대값(Imax) 및 시간(Tmax)을 측정한다. 임피던스의 최대값(Imax)은 심실이 최소로 수축됨에 의한 것이다. 다음, 임피던스(I) 값을 미분하여 변곡점 및 시간(T1)을 측정한다. 임피던스의 최대값(Imax)과 최소값(Imin) 사이의 변곡점은 심장의 판막이 닫힘에 의해서 발생한다.First, the maximum value Imax and the time Tmax of the impedance I are measured. The maximum impedance (Imax) is due to the minimal contraction of the ventricles. Next, the inflection point and time (T1) are measured by differentiating the impedance (I) value. The inflection point between the maximum value (Imax) and the minimum value (Imin) of the impedance is caused by closing of the heart valve.

다음, 임피던스의 최소값(Imin) 및 시간(Tmin)을 측정한다. 임피던스의 최소값(Imin)은 심실이 최대로 확장됨에 의한 것이다. 다음, 임피던스(I) 값을 미분하여 다시 한번 변곡점 및 시간(T2)을 측정한다. 최소값(Imin) 이후의 변곡점은 심장의 판막이 열림에 의해서 발생한다.Next, the minimum value Imin and the time Tmin of the impedance are measured. The minimum Imin value is due to the maximum expansion of the ventricles. Next, the impedance (I) value is differentiated, and the inflection point and time (T2) are again measured. The inflection point after the minimum value Imin is caused by the opening of the heart valve.

심박출량은 임피던스의 최대값(Imax)과 최소값(Imin)의 차이 및 심박수(HR)의 곱에 적절한 비례상수(C)를 곱하여 구할 수 있다. 심박수(HR)는 심장의 판막이 열리거나(T2) 닫히는 시점(T1) 사이의 간격 또는 임피던스의 최대값에 도달하는 시점(Tmax) 또는 최소값에 도달하는 시점(Tmin)들 사이의 간격으로 측정할 수 있다.The cardiac output can be obtained by multiplying the difference between the maximum value (Imax) and the minimum value (Imin) of the impedance and the proportional constant (C) appropriate for the product of the heart rate (HR). The heart rate HR is measured as the interval between the time at which the heart valve opens (T2) and the time at which it closes (T1) or the interval between the time Tmin at which the maximum value of the impedance is reached or the time Tmin at which the minimum value is reached .

심실보조장치(1)의 1회 심박출량은 상기 임피던스를 이용하여 산출한 심박출량의 40~50%가 되도록 한다. 이는 심장의 부하를 40~50%대로 낮추기 위한 것이다. 다만, 심장의 갑작스러운 부하 변화는 부정맥과 같은 또다른 심장 질환을 유발할 수 있기 때문에 시작과 동시에 40~50% 수준으로 유지하지는 않는다.The cardiac output of the ventricular assist device 1 is set to be 40 to 50% of the cardiac output calculated using the impedance. This is to lower the heart's load to 40-50%. However, sudden cardiac changes in the heart may cause another heart disease such as arrhythmia, so it is not maintained at the 40-50% level at the beginning.

처음에는 임피던스를 이용하여 측정된 심박출량의 5~10%수준으로 시작하여 단계적으로 40~50%수준으로 올리는 것이 바람직하다. 이처럼, 심실보조장치(1)가 없었을 경우에 순전히 심장의 힘으로만 100이라는 혈액을 대동맥으로 보내주어야 하는데, 본 발명에 따른 심실보조장치(1)를 사용함으로써 기존의 절반 정도의 혈액만 심장의 힘으로 보내면 되도록 한다.It is preferable to start with 5 ~ 10% of the cardiac output measured by using the impedance at the beginning and gradually increase to 40 ~ 50% level. In this way, in the absence of the ventricular assist device 1, only 100 blood should be sent to the aorta as purely by the force of the heart. By using the ventricular assist device 1 according to the present invention, I will send it by force.

한편, 심실보조장치(1)를 이용한 심박출량을 반드시 40~50%대가 되도록 할 필요는 없으며, 상기 임피던스 측정장치에서 산출되는 1회 심박출량에서 대상이 되는 개체의 심장 능력에 따른 보정값을 합산하여 산출된 혈액량을 좌심실로부터 대동맥으로 박출되게 하는 것이 바람직하다.
On the other hand, it is not necessary to set the cardiac output amount using the ventricular assist device 1 to 40 to 50%, and the correction value according to the cardiac ability of the subject in the single cardiac output calculated by the impedance measuring device is summed up So that the calculated blood volume is ejected from the left ventricle into the aorta.

본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. It should be seen as belonging.

1: 심실보조장치
2: 몸체부
21: 흡입구
3: 흡입캐뇰라
4: 배출캐뇰라
5: 흡입캐뇰라 전극
6: 배출캐뇰라 전극
7: 제어부
8: 튜브1: ventricular assist device
2:
21: inlet
3: Sucking Canola
4: Exhaust Canola
5: Suction Canolaola electrode
6: Exhaust Canola electrode
7:
8: Tube

Claims (4)

양단에 홀이 형성되며, 일측에는 흡입구가 형성된 몸체부;
상기 몸체부의 일단에 결합되며, 좌심실 내부와 연결되는 흡입캐뇰라;
상기 몸체부의 타단에 결합되며, 대동맥 혈관과 연결되는 배출캐뇰라;
상기 흡입캐뇰라의 단부에 설치되며, 좌심실 근육과 접촉되는 흡입캐뇰라 전극;
상기 배출캐뇰라의 단부에 설치되며, 대동맥 혈관에 접촉되는 배출캐뇰라 전극;및
상기 몸체부의 흡입구와 튜브로 연결되는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는 상기 배출캐뇰라 전극에서 측정되는 기준전위와 상기 흡입캐뇰라 전극에서 측정되는 활동전위를 비교하여 좌심실근육 세포의 탈분극과 재분극을 구별한 후 재분극이 시작될 때부터 탈분극이 시작되기 전까지 흡입캐뇰라를 통해 혈액을 흡입하고 배출캐뇰라를 통해 혈액을 박출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는
심실보조장치.
A body formed with holes at both ends thereof and having a suction port formed at one side thereof;
A suction cannula coupled to one end of the body part and connected to the inside of the left ventricle;
An exhaust cannula coupled to the other end of the body portion and connected to the aorta blood vessel;
A suction cannula electrode installed at an end of the suction channeloler and contacting the left ventricular muscle;
An exhaust cannula electrode installed at an end of the exhaust cannula to contact the aorta blood vessel;
And a control unit connected to the suction port of the body unit through a tube,
The control unit distinguishes the depolarization and repolarization of the left ventricular muscle cell by comparing the reference potential measured at the discharging cathode electrode with the action potential measured at the suction channel electrode, and then, after the repolarization starts, The blood is sucked through the nanolater and the blood is discharged through the discharge cannula.
Ventricular assist device.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 흡입캐뇰라 전극과 상기 배출캐뇰라 전극에서 전송되어 오는 전위신호를 증폭시키는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는
심실보조장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
And an amplifier for amplifying a potential signal transmitted from the suction channelola electrode and the discharge channelola electrode,
Ventricular assist device.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 흡입캐뇰라 전극 및 배출캐뇰라 전극과 도선으로 연결된 임피던스 측정장치;를 포함하며,
상기 임피던스 측정장치는 심장의 심박출량을 산출하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는
심실보조장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
And an impedance measuring device connected to the suction cathode electrode and the discharging cathode electrode by a conductive line,
Wherein the impedance measuring device includes a configuration for calculating a cardiac output of the heart
Ventricular assist device.
제3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 임피던스 측정장치에서 산출되는 1회 심박출량에서 대상이 되는 개체의 심장 능력에 따른 보정값을 합산하여 산출된 혈액량을 좌심실로부터 대동맥으로 박출되게 하는 것을 특징으로 하는
심실보조장치.
The method of claim 3,
Wherein the controller is configured to sum up the correction value according to the cardiac capacity of the subject at the one-time cardiac output calculated by the impedance measuring device, and to output the calculated blood volume from the left ventricle to the aorta
Ventricular assist device.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04266740A (en) * 1991-02-20 1992-09-22 Toyobo Co Ltd Blood flow measuring method and artificial heart driving system
US20060293714A1 (en) 2005-06-28 2006-12-28 Rodney Salo Method and apparatus for controlling cardiac therapy based on electromechanical timing
US20090118666A1 (en) 2006-02-28 2009-05-07 Andreas Blomqvist Method and implantable device for measuring hematocrit
US20100082099A1 (en) 2006-07-27 2010-04-01 Deutsches Zentrum Fur Luft-Und Raumfahrt E.V. Artificial Heart

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04266740A (en) * 1991-02-20 1992-09-22 Toyobo Co Ltd Blood flow measuring method and artificial heart driving system
US20060293714A1 (en) 2005-06-28 2006-12-28 Rodney Salo Method and apparatus for controlling cardiac therapy based on electromechanical timing
US20090118666A1 (en) 2006-02-28 2009-05-07 Andreas Blomqvist Method and implantable device for measuring hematocrit
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