KR20000017882A - 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지금까지 알려진 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치와는 전혀 다른 기계적인 방식-예컨대, 링크와 기어들로 이루어진 구동기구를 이용하여, 보조장치 내의 격실의 수축이 능동적으로 이루질 수 있게 한, 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치에 관한 것이다.

본 발명의 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치는,

혈액이 출입하는 격실(1)과, 이 격실을 박동시키는 추진판(3)과, 상기의 추진판을 작동시키는 구동유니트(6)와, 이들을 내장하는 상부케이싱(8) 및 하부케이싱(9)으로 구성되는 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치에 있어서,

상기의 구동유니트(6)는,

동력원인 모터와, 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 전동수단과,

이들 구성요소가 내장되는 하우징(housing)(14)으로 구성되고,

상기의 전동수단은,

일측단에 평기어가 장착된 모터축(16)과;

상기 모터축의 일측단에 장착된 평기어와 치합하는 3개의 유성기어(12)와;

상기의 유성기어가 회전자재로 축착되는 구멍(18)이 120°간격으로 천설되고, 그 중앙부에도 구멍이 천설된 유성기어 케이지(17)와;

상기 유성기어들과 내접되는 내주면상에 기어치가 형성되고, 그 자신은 하우징의 내면에 고착된 안기어(5)와;

상기 유성기어 케이지의 중앙 구멍에 축착되는 평기어(4)와;

상기 평기어(4)와 맞물리는 대형 평기어(20)가 일측단에 고착되고, 양단부가 축수(25)에 의해서 회전자재로 지지되는 회전축(22)과;

상기 대형 평기어의 외측면과 회전축(22)의 타측단에 고착되는 원형의 플레이트(21,23)와;

상기 플레이트의 외측면상에 편심(偏心)으로 설치되는 링크(13);

로 구성되며,

격실(1)을 박동시키는 추진판(3)의 저면에, 각각 3개의 가이드(2)와 2개의 레그(11)가 돌설되어, 그 중 가이드(2)는 하우징(14)의 상면 상에 형성되어 있는 설치공(15)에 계지되고, 레그(11)의 단부에 천설되어 있는 구멍에는 링크(13)의 상단부에 수평방향으로 돌설되어 있는 끼움돌기(24)가 끼워져 구성된다.

Description

체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치{IMPLANTABLE PULSE TYPE LEFT VENTRICULAR ASSIST DEVICE}

본 발명은 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 블러드 쌕(blood sac;격실)을 박동시키는 추진판과 구동유니트를 물리적으로 고정시켜, 블러드 쌕의 수축이 능동적으로 이루어지게 한, 좌심실 보조장치에 관한 것이다.

심장을 인공보철물(prostheses)로 대체하는 것은 이미 공지되어 있다.

일반적으로, 심부전증 환자의 심근 회복을 위해서 심실보조장치를 사용하는 경우, 심근 회복정도와 도너(donor:제공자)의 유무에 따라, 상기의 심실보조장치를 장기간 착용하는 경우가 발생하는데, 이때 체외심실보조장치를 사용하는 경우, 액츄에이터 부분과 블러드 쌕이 체외에 있기 때문에 환자의 행동반경이 축소되고, 이로 인해 환자가 정신적으로 스트레스를 받게 된다.

최근, 이러한 체외심실보조장치의 단점을 보완하기 위해, 블러드 쌕과 액츄에이터 부분을 밀봉하여 체내에 이식하는 체내이식형 좌심실 보조장치가 개발되었는데, 상기 체내이식형 좌심실 보조장치에 대해서는, 부피의 소형화, 액츄에이터 부분의 내구성, 경량화, 혈액의 흐름을 원활히 할 수 있는 포트(도관)의 형상, 컴플라이언스 등의 특성이 요구된다.

이에 관한 일 예로서, 미국특허 제3,097,366호에는, 통상 구조의 모터에 의해 심실 격실(sac)들을 교대로 수축-팽창시키는 좌심실 보조장치가 기재되어 있다.

이 심실 격실들은 고무백(bag)의 형태로 되어 있으며, 혈액의 유입압력을 일정하게 유지할 수 있도록, 심방 격실로부터 혈액을 수용한다.

또한, 상기의 좌심실 보조장치는, 체적이나 행정거리의 변화 없이 리듬(박동주기)만을 조절하여, 두 개의 펌프에서 방출되는 혈액을 가압하게 되어 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 또다른 예로서, 미국특허 제3,783,453호에, 이중 펌프가 기재되어 있다. 이중 펌프는 교대로 작동되어 혈액을 방출하며, 그 방출 작용은 전체적으로 볼 때, 단위시간당 동일한 양의 혈액이 이들 펌프를 통해 방출되도록 제어시스템에 의해서 조절되고 있다.

본 발명은 지금까지 알려진 체내이식형 좌심실 보조장치와는 전혀 다른 기계적인 방식-예컨대, 링크와 기어들로 이루어진 구동유니트를 이용하여, 심실 격실의 수축이 능동적으로 이루질 수 있게 한, 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치를 제공함에 목적이 있다.

도1은 본 발명에 따른 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치의 전체 외관사시도,

도2는 본 발명에 따른 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치의 하부구조(구동유니트+하부케이싱)를 나타낸 개략적인 사시도,

도3은 본 발명에 따른 좌심실 보조장치의 구동유니트의 구동순서(전동관계)를 설명하기 위해 도시한 전동수단의 개략적인 정면도,

도4는 본 발명에 따른 좌심실 보조장치의 사시 측면도,

도5는 본 발명에 따른 좌심실 보조장치의 상부구조중 상부케이싱을 제외한 나머지 부분(블러드 쌕+추진판)을 나타낸 도면.

〔도면 부호의 설명〕

1...격실(blood sac), 2...가이드(guide),

3...추진판(pusher plate), 4,20...평기어(spur gear)

5...안기어(inner gear), 6...구동유니트,

7...베어링(bearing), 8...상부케이싱(upper casing),

9...하부케이싱(bottom casing), 10,10a...도관(conduit),

11...레그, 12...유성기어,

13...링크, 14...하우징,

15...설치공, 16...모터축,

17...유성기어 케이지, 18...구멍,

21,23...플레이트, 22...회전축,

24...끼움돌기, 25...축수.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 따른 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치의 구성에 대해 상세히 설명한다.

첨부도면중 도1은, 본 발명에 따른 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치의 전체 외관(외형)을 나타낸 사시도이다.

상기의 도면에서 참조되는 바와 같이, 좌심실 보조장치의 주요 구성요소-예를 들어, 구동부분들은, 인체에 무해한 소재로 만들어진 보울(bowl)형상의 하부케이싱(9)과, 2개의 도관(conduit)(10)을 갖춘 상부케이싱(8) 내에 설치된다.

도면중 도2는, 상기 도1에 나타낸 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치의 상부구조(상부케이싱+추진판과 블러드 쌕)를 제거한 상태에서, 하부구조(하부케이싱+구동유니트)만을 나타낸 사시도이다.

상기 도면에서 참조되는 것처럼, 보울형상의 하부케이싱(9) 내에는, 본 발명의 좌심실 보조장치(left ventricular assist device)에서 가장 중요한 구성요소인 구동유니트(6)가 내장된다.

상기의 구동유니트(6)는, 동력원인 모터(도시하지 않음)와, 상기 모터의 동력을 전달하는 기어군(gear群)과, 이 기어군을 통해서 전동되는 회전력(회전운동)을 직선력(직선운동)으로 바꾸는 링크(link)(13)와, 이들 구성요소가 내장되는 하우징(housing)(14)으로 구성된다.

그리고, 상기 하우징(14)의 상면 측에는, 본 발명에 따른 좌심실 보조장치의 상부구조를 구성하는 추진판상의 가이드가 삽설될 수 있도록, 3개의 설치공(15)이 형성된다.

도3은, 본 발명의 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치의 전동순서(전동관계)를 설명하기 위해 나타낸 도면으로서, 구동유니트(6)의 하우징(14)과 모터를 제외한 상태의 도면이고, 도4는 본 발명에 따른 좌심실 보조장치의 사시 측면도이다.

상기 도면에서 보는 것처럼, 본 발명에 따른 좌심실 보조장치의 전동수단은,

일측단(도면에서 좌측단)에 평기어(도시하지 않음)가 장착된 모터축(16)과;

상기 모터축의 일측단에 장착된 평기어와 치합하는 3개의 유성기어(12)와;

상기의 유성기어가 회전자재로 축착되는 구멍(18)이 120。간격으로 천설되고, 그 중앙부에도 구멍이 천설된 유성기어 케이지(17)와;

상기 유성기어들과 내접되는 내주면상에 기어치가 형성되고, 그 자신은 하우징의 내면에 고착된 안기어(5)와;

상기 유성기어 케이지의 중앙 구멍에 축착되는 평기어(4)와;

상기 평기어(4)와 맞물리는 대형 평기어(20)가 일측단에 고착되고, 양단부가 축수(25)에 의해서 회전자재로 지지되는 회전축(22)과;

상기 대형 평기어의 외측면과 회전축(22)의 타측단에 고착되는 원형의 플레이트(21,23)와;

상기 플레이트의 외측면상에 편심(偏心)으로 설치되는 링크(13);

로 구성된다.

여기서, 미설명 부호 7은 모터축의 회전을 원활히 하기 위해서 도입된 베어링이고, 10a는 상부케이싱의 도관 내에 삽입되는 혈액출입용의 도관이며, 24는 끼움돌기이다.

첨부도면중 도5는, 본 발명에 따른 좌심실 보조장치의 상부구조중, 상부케이싱을 제외한 나머지 부분을 나타낸 도면이다.

도면에서 참조되는 바와 같이, 격실(1)을 박동시키는 추진판(3)의 저면(도면상에서는 상면)에, 각각 3개의 가이드(2)와 2개의 레그(11)가 돌설되어 있는데, 상기 가이드(2)는 하우징(14)의 상면 상에 형성되어 있는 설치공(15)에 계지되며, 레그(11)의 단부에 천설되어 있는 구멍에는, 링크(13)의 상단부에 수평방향으로 돌설되어 있는 끼움돌기(24)가 끼워져 고정된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 좌심실 보조장치의 작동은 다음과 같다.

본 발명의 구동유니트(6)를 구성하는 모터가 회전하면, 모터축의 일측단에 설치된 평기어가 회전함과 동시에 유성기어(12)들이 회전하게 되며, 이 유성기어들은 안기어(5)의 내주면을 주행하게 된다.

따라서, 상기의 유성기어들이 축착되어 있는 유성기어 케이지(17)는 설계된 감속비로 저속 회전하게 된다.

이때, 상기의 유성기어 케이지(17)에 축착되어 있는 평기어(4)가 같은 속도로 회전하면서 그 구동력을 대형 평기어(20)에 전달하게 되고, 이로 인해서, 상기 평기어(20)의 외측면에 장착된 플레이트(21)상의 링크(13)가 상하로 왕복운동을 하게 된다.

따라서, 상기 링크와 물리적으로 결합되어 있는 레그(11)가 승강하게 되며, 그 결과로서 추진판(3)이 격실(1)을 수축시키게 된다.

한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치에 있어서, 하우징(14)은 경량이면서 동시에 내구성이 우수한 듀랄류민을 사용하는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 좌심실 보조장치는, 보조장치 내의 격실(1)의 수축이 기계적인 외력에 의해 능동적으로 이루어지므로, 혈액의 수수(授受)가 원활히 되는 장점이 있다.

또한, 유성기어와 안기어로 구성되는 유성기어열에 의해서 모터의 회전력을 크게 감속시켜 전달하므로(대략 24:1 수준), 큰 토크를 얻을 수 있다는 장점이 있으며, 특히 트러스 형태로 배설된 가이드가 밸런싱 기능을 발휘함으로서 작동이 안정적으로 이루어지는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 추진판을 복원시키기 위한 별도의 복원기구(return device)가 필요 없다는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 혈액이 출입하는 격실(1)과, 이 격실을 박동시키는 추진판(3)과, 상기 추진판을 작동시키는 구동유니트와, 이들을 내장하는 상부케이싱(8) 및 하부케이싱(9)으로 구성되는 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치에 있어서,

   상기의 구동유니트는,

   동력원인 모터와, 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 전동수단과,

   이들 구성요소가 내장되는 하우징(housing)(14)으로 구성되고,

   상기의 전동수단은,

   일측단에 평기어가 장착된 모터축(16)과;

   상기 모터축의 일측단에 장착된 평기어와 치합하는 3개의 유성기어(12)와;

   상기의 유성기어가 회전자재로 축착되는 구멍(18)이 120。간격으로 천설되고, 그 중앙부에도 구멍(19)이 천설된 유성기어 케이지(17)와;

   상기 유성기어들과 내접되는 내주면상에 기어치가 형성되고, 그 자신은 하우징의 내면에 고착된 안기어(5)와;

   상기 유성기어 케이지의 중앙 구멍(19)에 축착되는 평기어(4)와;

   상기 평기어(4)와 맞물리는 대형 평기어(20)가 일측단에 고착되고, 양단부가 축수(25)에 의해서 회전자재로 지지되는 회전축(22)과;

   상기 대형 평기어의 외측면과 회전축(22)의 타측단에 고착되는 원형의 플레이트(21,23)와;

   상기 플레이트의 외측면상에 편심(偏心)으로 설치되는 링크(13);

   로 구성되며,

   격실(1)을 박동시키는 추진판(3)의 저면에, 각각 3개의 가이드(2)와 2개의 레그(11)가 돌설되어, 그 중 가이드(2)는 하우징(14)의 상면 상에 형성되어 있는 설치공(15)에 계지되고, 레그(11)의 단부에 천설되어 있는 구멍에는 링크(13)의 상단부에 수평방향으로 돌설되어 있는 끼움돌기(24)가 끼워져 고정됨을 특징으로 하는 체내이식형 맥동형 좌심실 보조장치.