KR20050062523A - 초소형 일체화 심장 페이스메이커 및 분산 심장페이징시스템 - Google Patents

초소형 일체화 심장 페이스메이커 및 분산 심장페이징시스템 Download PDF

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KR20050062523A
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마사루 수기마치
마사시 이나가키
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코쿠리츠쥰칸키뵤우센타 소우쵸우가다이효우스루 니혼코쿠
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Abstract

본 발명은 제어신호를 출력하는 제어부와, 제어신호에 응답하여 심장조직을 전기자극하는 심장자극수단과, 심전도정보를 검출하여 상기 제어부로 출력하는 심전도정보검출수단과, 구동전원을 공급하기 위한 전원부로 이루어지며, 상기 제어부는 심전도정보에 기초하여 제어신호를 출력하고, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 이 애노드전극 위에는 생물연료의 산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지인 것을 특징으로하는, 카테테의 선단에 장착하여 심장에 이식한 후 카테테를 제거하는 것에 의해, 흉부를 절개할 필요없는 초소형 일체화 심장페이스메이커에 관한다. 본 발명의 목적은 종래 전극과 페이스메이커 본체를 연결하였던 리드선을 필요로하지 않고 심장페이징을 할 수 있으며 또한 흉부를 절개하지 않고 카테테 조작만으로 심장에 이식하는 것이 가능하여 장착자에게 과도한 부담을 주지않는 초소형 일체화 심장페이스메이커 및 분산 심장페이징시스템을 제공하는 것이다.

Description

초소형 일체화 심장 페이스메이커 및 분산 심장페이징 시스템{MICRO INTEGRATED CARDIAC PACEMAKER AND DISTRIBUTED CARDIAC PACING SYSTEM}
본 발명은 초소형 일체화 심장 페이스메이커 및 분산 심장페이징 시스템에 관한 것으로서, 그 목적은 종래 전극과 페이스메이커 본체를 연결하는 리드선을 필요로하지 않고 심장을 페이징할 수 있도록 하며 또한 흉부를 절개하지 않고 카테테 조작만으로 심장에 이식할 수 있으며 장착자에게 과도한 부담을 주지 않는 초소형 일체화 심장 페이스메이커 및 분산 심장페이징 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 있어서, "초소형"은 카테테의 선단에 장착할 수 있을 정도의 크기의 것을 말한다.
심장 페이스메이커는 심장에 전기자극을 주어 심장의 페이징(리듬)을 제어하는 장치로서 서맥성 부정맥의 증상을 호소하는 환자에 적용되고 있다.
종래의 심장 페이스메이커는 심장 페이스메이커 본체(제너레이터)와, 리드선과, 자극 펄스를 심근에 전달하기 위한 전극으로 이루어지고, 심장 페이스메이커 본체와 전극이 리드선에 의해 접속되어 있다. 그러나, 종래의 심장 페이스메이커는 아래와 같은 문제가 있었다.
심장 페이스메이커 본체와 전극이 리드선에 의해 접속되어 있기 때문에, 리드선에 단선이 생기는 경우가 있었다. 리드선의 단선이 생기는 것에 의해 페이징 불량이 생기며, 또한 리드선에 의해 정맥폐색이 생기는 경우도 있었다.
더우기, 심장 페이스메이커의 이식시술 후 조기에는 전극의 위치이동에 의해 페이징 불량이 일어나는 경우도 있다. 전극 위치이동이 생기면, 환자에게 재수술을 하지 않으면 안되는 과도한 부담을 준다.
또한, 심장 페이스메이커 본체와 리드선 접속부의 밀폐구조가 불량하면, 페이스메이커의 동작불량으로 된다. 또 전기적 안정성 면에서도 문제로 된다.
일본 특개평5-245215호 공보에는 심장 페이스메이커 본체로부터 자극 전극으로 심장 자극을 위한 신호를 무선으로 송신함으로써 심장 페이스메이커 본체와 자극 전극간에 사용되었던 리드선을 배제한 심장 페이스메이커가 기재되어 있다.
그러나, 이러한 심장 페이스메이커에 있어서도, 심장 페이스메이커 본체의 외과적매립시술을 진행하지 않으면 안되고, 심장 페이스메이커 본체를 매립한 부위의 피부괴사가 생기는 경우도 있었다.
또한, 전술한 심장 페이스메이커에서는 페이스메이커 본체와 전극 사이에는 무선에 의해 통신되고 있지만 각 전극간은 통신되지 않으며, 복수 사용되고 있는 전극의 동기는 페이스메이커 본체에 의해 제어되고 있다.
본 발명은 상기 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 페이스메이커 본체가 진행하고 있던 전기 자극의 발생부를 전극과 일체로 함으로써 종래 전극과 페이스메이커 본체를 연결하였던 리드선을 사용하지 않고 심장을 페이징할 수 있으며, 또한 페이스메이커 본체의 제어부를 전극과 일체로하여 페이스메이커 본체의 이식이 불필요하므로 장착자에게 과도한 부담을 주지 않는 것을 특징으로 하는 초소형 일체화 심장 페이스메이커 및 분산 심장페이징시스템을 제공하는 것이다.
도1은 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 개략을 나타내는 블록도이다.
도2는 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 개략을 나타내는 블록도이다.
도3은 제2실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 개략을 나타내는 블록도이다.
도4는 제3실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 개략을 나타내는 블록도이다.
도5는 제4실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 개략을 나타내는 블록도이다.
도6은 본 발명에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제1적용형태(제1분산 심장페이징시스템)를 나타내는 모식도이다.
도7은 본 발명에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제2적용형태(제2분산 심장페이징시스템)를 나타내는 모식도이다.
도8은 심전도 정보검출장치의 개략을 나타내는 블록도이다.
도9는 본 발명에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제3적용형태(제3분산 심장페이징시스템)를 나타내는 모식도이다.
도10은 본 발명에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제4적용형태(제4분산 심장페이징시스템)를 나타내는 모식도이다.
청구의 범위 제1항에 기재된 발명은 제어신호를 출력하는 제어부와, 그 제어신호에 응답하여 심장조직을 전기자극하는 심장자극수단과, 심전도 정보를 검출하여 상기 제어부로 출력하는 심전도 정보검출수단과, 구동전원을 공급하는 전원부로 이루어지고, 상기 제어부는 심전도 정보에 기초하여 제어신호를 출력하며, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 애노드전극 위에는 생물연료산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지인 것을 특징으로 하는, 카테테의 선단에 장착하여 심장에 심어넣은 후 카테테를 제거하는 것에 의해, 흉부를 절개할 필요가 없는 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 관한 것이다.
청구의 범위 제2항에 기재된 발명은 제어신호를 출력하는 제어부와, 그 제어신호에 응답하여 심장조직을 전기자극하는 심장자극수단과, 심전도 정보를 검출하여 상기 제어부로 출력하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보 및 제어신호를 변조하여 외부로 송신하는 송신수단과, 구동전원을 공급하는 전원부로 이루어지고, 상기 제어부는 심전도 정보에 기초하여 제어신호를 출력하며, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고, 상기 애소드전극 위에는 생물연료산화효소와 메디에이터(mediators)가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지인 것을 특징으로 하는, 카테테의 선단에 장착하여 심장에 이식한 후 카테테를 빼내는 것으로서 흉부를 절개할 필요가 없는 초소형 심장 페이스메이커에 관한 것이다.
청구의 범위 제3항에 기재된 발명은 제어신호를 출력하는 제어부와, 그 제어신호에 응답하여 심장조직을 전기자극하는 심장자극수단과, 심전도 정보를 검출하여 상기 제어부로 출력하는 심전도 정보검출수단과, 외부로부터 송신된 정보를 수신하여 복조하는 수신수단과, 구동전원을 공급하는 전원부로 이루어지고, 외부로부터 송신된 정보는 상기 제어부에 입력되도록 구성되며, 상기 제어부는 외부로부터 송신된 정보 및/또는 심전도 정보에 기초하여 제어신호를 출력하며, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 상기 애노드전극 위에는 생물연료산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지인 것을 특징으로 하는, 카테테의 선단에 장착하여 심장에 이식한 후 카테테를 제거하는 것에 의해, 흉부를 절개할 필요가 없는 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 관한 것이다.
청구의 범위 제4항에 기재된 발명은 제어신호를 출력하는 제어부와, 그 제어신호에 응답하여 심장조직을 전기자극하는 심장자극수단과, 심전도 정보를 검출하여 상기 제어부로 출력하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보 및 제어신호를 변조하여 외부로 송신하는 송신수단과, 외부로부터 송신된 정보를 수신하여 복조하는 수신수단과, 구동전원을 공급하는 전원부로 이루어지고, 외부로부터 송신된 정보는 상기 제어부로 입력되도록 구성되며, 상기 제어부는 외부로부터 송신된 정보 및/또는 심전도 정보에 기초하여 제어신호를 출력하며, 상기 전원부는 생물연료산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 상기 애노드전극 위에는 생물연료의 산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지인 것을 특징으로 하는, 카테테의 선단에 장착하여 심장에 이식한 후 카테테를 제거하는 것에 의해, 흉부를 절개할 필요가 없는 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 관한 것이다.
청구의 범위 제5항에 기재된 발명은 심방근에 배치된 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 이루어지는 심장 페이징 시스템으로서, 상기 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하는 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심방근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내P파정보를 포함한 심전도 정보를 검출하기 위한 심전도 정보검출수단을 구비하고, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 상기 애노드전극 위에는 생물연료산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며, 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되며, 예정된 시간 내에 심내P파정보가 검출된 경우 제어신호가 생성되는 자극타이밍이 변경되는 것을 특징으로 하는 심장페이징시스템에 관한 것이다.
청구의 범위 제6항에 기재된 발명은 심방근에 배치된 심전도 정보검출장치와, 심실근에 배치된 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 이루어지는 분산(分散) 심장페이징시스템으로서, 상기 심전도 정보검출장치는 적어도 심내P파정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하기 위한 심전도정보검출수단과, 검출된 심전도 정보를 변조하여 상기 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 송신하는 송신수단과, 구동전원을 공급하는 전원부를 구비하여 이루어지고, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 상기 애노드전극 위에는 생물연료산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며, 상기 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 상기 심전도 정보검출장치로부터 송신된 심전도 정보를 수신하여 복조하는 수신수단과, 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하는 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심실근을 전기자극하는 심장자극수단을 구비하고, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 상기 애노드전극 위에는 생물연료 산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며, 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되며, 심내P파정보가 검출된 때로부터 일정시간 내에 심내QRS군(群)정보가 검출되지 않은 경우 제어신호를 생성하고 심내P파정보가 검출된 때로부터 일정시간 내에 심내QRS군정보가 검출된 경우 제어신호의 생성을 억제하도록 구성된 것을 특징으로 하는 분산 심장페이징시스템에 관한 것이다.
청구의 범위 제7항에 기재된 발명은 심방근에 배치된 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커와, 심실근에 배치된 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 이루어지는 분산 심장페이징시스템으로서, 상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하는 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심방근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내P파정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보를 변조하여 상기 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 송신하는 송신수단과, 상기 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보를 수신하여 복조하는 수신수단을 구비하고, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 상기 애노드전극 위에는 생물연료의 산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전기이며, 상기 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보는 상기 제어부에 입력되도록 구성되며, 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되며, 상기 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하는 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심실근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내QRS군정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보를 변조하여 상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 송신하는 송신수단과, 상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보를 수신하여 복조하는 수신수단을 구비하고, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 따라 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 상기 애노드전극 위에는 생물연료산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이고, 상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보는 상기 제어부에 입력되도록 구성되며, 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 상기 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되며, 상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 일정시간 내에 심내P파정보가 검출되지 않은 경우 제어신호를 생성하고 일정시간 내에 심내P파정보가 검출되는 경우 제어신호의 생성을 억제하도록 구성되며, 상기 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 심내P파정보가 검출된 때로부터 일정시간 내에 심내QRS군정보가 검출되지 않은 경우 제어신호를 생성하고 심내P파정보가 검출된 때로부터 일정시간 내에 심내QRS군정보가 검출된 경우 제어신호의 생성을 억제하도록 구성되며, 상기 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커가 심실의 자기수축에 의해 심내QRS군정보를 검출한 경우 상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 일정시간 심내P파정보의 검출을 억제하도록 구성된 것을 특징으로 하는 분산 심장페이징시스템에 관한 것이다.
청구범위 제8항에 기재된 발명은 심방근에 배치된 심전도 정보검출장치와 심실근에 배치된 복수개의 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 이루어지는 분산 심장페이징시스템으로서, 상기 심전도 정보검출장치는 적어도 심내P파정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 검출된 심전도 정보를 변조하여 상기 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 송신하는 송신수단과, 구동전원을 공급하는 전원부를 구비하고, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 상기 애노드전극 위에는 생물연료산화효소와 메디에이터가 고정화되고, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며, 상기 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하는 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심실근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내QRS군정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보를 변조하여 다른 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 송신하는 송신수단과, 다른 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보를 수신하여 복조하는 수신수단을 구비하며, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 상기 애노드전극 위에는 생물연료산화효소와 매디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며, 다른 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보는 상기 제어부에 입력되도록 구성되며, 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되며, 상기 복수개의 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 심내P파정보가 검출되고나서 개개의 초소형 일체화 심장 페이스메이커마다의 예정된 일정시간 내에 심내QRS군정보가 검출되지 않은 경우 제어신호를 생성하고 심내P파정보가 검출되고나서 일정시간 내에 심내QRS군정보가 검출된 경우 가장 빠르게 심내QRS군정보가 검출된 타이밍에 동기(同期)하여 제어신호를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 분산 심장페이징시스템에 관한 것이다.
청구의 범위 제9항에 기재된 발명은 심방근에 배치된 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커와, 심실근에 배치된 복수개의 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 이루어지는 분산 심장페이징시스템으로서, 상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하는 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심방근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내P파정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보를 변조하여 상기 복수개의 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 송신하는 송신수단과, 상기 복수개의 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보를 수신하여 복조하는 수신수단을 구비하여 이루어지고, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 이 애노드전극 위에는 생물연료산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며, 상기 복수개의 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보는 상기 제어부에 입력되도록 구성되며, 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되며, 상기 복수개의 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하는 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심실근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내QRS군정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보를 변조하여 상기 제1 및 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 송신하는 송신수단과, 상기 제1 및 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보를 수신하여 복조하는 수신수단을 구비하고, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 상기 애노드전극 위에는 생물연료산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며, 상기 제1 및 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보는 상기 제어부로 입력되도록 구성되며, 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되며, 상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 일정시간 내에 심내P파정보가 검출되지 않은 경우 제어신호를 생성하고 일정시간 내에 심내P파정보가 검출된 경우 제어신호의 생성을 억제하도록 구성되며, 상기 복수개의 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 심내P파정보가 검출되고 나서 개개의 초소형 일체화 심장 페이스메이커마다의 예정된 일정시간 내에 심내QRS군정보가 검출되지 않은 경우 제어신호를 생성하고 심내P파정보가 검출되고나서 일정시간 내 심내QRS군정보가 검출된 경우 가장 빠르게 심내QRS군정보가 검출된 타이밍에 동기하여 제어신호를 생성하도록 구성되며, 상기 복수개의 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 어느 것인가가 심실의 자기수축에 의해 심내QRS군정보를 검출한 경우 상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 일정시간 심내P파정보의 검출을 억제하도록 구성된 것을 특징으로 하는 분산 심장페이징시스템에 관한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(100)의 개략을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(100)는 제어신호를 출력하는 제어부(2)와, 제어신호에 응답하여 심장조직을 전기자극하는 심장자극수단(3)과, 심전도 정보를 검출하여 제어부(2)에 출력하는 심전도 정보검출수단(5)과, 제어부(2)로부터 출력된 제어신호 및/또는 심전도 정보검출수단(5)에 의해 검출된 심전도 정보를 변조하여 외부로 송신하는 송신수단(10)과, 외부로부터 송신된 정보를 수신하여 복조하는 수신수단(9)과, 구동전원을 공급하는 전원부(4)로 구성된다.
심장자극수단(3)은 제어부(2)로부터 출력된 제어신호에 응답하여 심장조직을 전기자극한다. 도시한 심장자극수단(3)은 제어부(2)로부터 출력된 제어신호에 응답하여 심장조직을 자극하는 심장자극 펄스를 출력하는 자극부(31)와, 출력 펄스에 따라 심장조직을 자극하는 2개의 심장자극전극(32)으로 구성되어 심장조직을 자극할 수 있다.
심전도 정보검출수단(5)은 초소형 심장 페이스메이커가 장착된 장착부위의 심전도 정보를 검출할 수 있다. 검출한 심전도 정보는 제어부(2)로 출력된다. 심전도 정보검출수단(5)에 의해 검출되는 심전도 정보로서는 예컨데, P파정보, QRS군정보, T파정보 혹은 Q-T시간, A-H시간, H-V시간 등이 있다(여기서 A는 심방전위, H는 히스속 전위, V는 심실전위이다).
도면에서 나타낸 심전도 정보검출수단(5)은 장착부위에 장착되어 장착부위의 심전도정보를 검출하는 2개의 심전도 정보기록전극(53)과, 심전도를 증폭하는 증폭부(51)와, 검출한 심전도 정보를 디지털신호로 변환하는 A/D변환부(52)로 구성되고, 변환된 심전도 정보는 제어부(2)로 출력되도록 구성되어 있다.
송신수단(10)은 제어부(2)로부터 출력된 제어신호 및/또는 심전도 정보를 입력하여 변조하는 변조부(11)와, 변조된 제어신호를 소정의 반송파로 송신하는 송신부(12)로 구성되며, 변조된 제어신호는 외부(예컨데, 다른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(도시하지 않음))로 송신된다.
이와 같이, 제어신호와 심전도 정보를 다른 심장 페이스메이커 등의 외부로 반송파에 의해 송신하는 것에 의해 예컨데 2개이상의 심장 페이스메이커를 동기시켜 작동시키는 것이 가능하다. 더우기, 반송파에 의해 송신하기 위하여 리드전선을 필요로하지 않아 장착자에게 과도한 부담을 주지 않는다.
수신수단(9)은 외부로부터 반송파에 의해 송신된 정보를 수신하는 수신부(91)와, 수신한 정보를 복조하는 복조부(92)로 구성되며, 복조된 정보는 제어부(2)에 입력되도록 구성되어 있다. 제어부(2)에서는 이 정보 및/또는 심전도 정보에 기초하여 심장자극수단(3)으로 출력하는 제어신호를 생성한다.
외부로부터 송신되는 정보로서는 다른 심장 페이스메이커로부터 송신되는 심전도 정보와 제어신호 등이 있다.
외부, 예컨데 다른 심장 페이스메이커로부터의 정보를 수신하는 수신수단(9)을 구비하는 것에 의해 다른 심장 페이스메이커와 동기하여 작동시키는 것이 가능하다. 더우기, 리드선을 사용하고 있지 않기 때문에 장착자에게 과도한 부담을 주지 않는다.
송신수단(10)과 수신수단(9)으로 실현하는 페이스메이커간 통신의 방식으로서는 전파나 초음파를 이용한 주파수확산통신과, 초광대역(ultra wide band)통신을 예시할 수 있으나 이것에 한정되는 것은 아니며, 신뢰할 수 있는 페이스메이커 간 통신이 가능한 방법이라면 어떠한 방식이라도 사용될 수 있다.
전원부(4)는 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 구동에 필요한 전원을 공급하기 위하여 설치된다. 전원부(4)로서는 리튬전지, 연료전지 등을 사용하는 것도 가능하지만, 종래의 심장 페이스메이커에 있어서 가장 큰 구성 부품은 전원을 공급하는 전원부이고, 심장 페이스메이커 자체를 초소형화하기 위해서는 전원부를 소형화할 필요가 있기에, 본 발명에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(100)에서는 전원부(4)로서 생물연료전지를 사용하는 것이 좋다.
전원부(4)로서 생물연료전지를 사용하면, 생물연료전지를 구동시키기 위하여 필요한 글루코스 등의 생물연료와 산소는 체내로부터 계속적으로 공급하는 것이 가능하고, 전원부(4)의 체적은 오로지 전극부의 크기에 의한 것이므로 전원부(4)의 체적을 소형화할 수 있다. 더우기, 글루코스 등의 당류의 대사산물인 물, 이산화탄소, 글루코노락톤(gluconolactone) 등의 중간대사물질은 인체에 안전한 것이고 전지 근방으로부터 혈류 등에 의하여 신속하게 제거될 수 있는 한편, 촉매로서 산소를 사용한 생물연료전지는 중성, 실온이라는 온화한 조건하에서 구동시키는 것이 가능하다.
본 발명에서 생물연료전지로서는, 종래로부터 알려진 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지, 즉 생체로부터 공급된 글루코스 등의 당류와, 마찬가지로 생체로부터 공급된 산소를 연료로 하여 사용하는 것과 함께 촉매로서 생체촉매인 효소를 사용하는 생물연료전지를 예시할 수 있다.
본 발명에서 아주 적절하게 사용되고 있는 생물연료전지(40)에 구체적 구성의 일례를 도면을 참조하여 설명한다. 도2는 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(100)에 있어서, 전원부인 생물연료전지(40)의 개략구성을 나타내는 모식도이다.
생물연료전지(40)는 애노드(41)와 캐소드(42)로 이루어진다. 이 생물연료전지(40)는 전해질 용액으로서 혈액이나 체액을 이용하고, 생물연료로서 혈액이나 체액 중의 당 및 산소를 이용하는 생물연료전지이다. 따라서, 애노드전극(41a)과 캐소드전극(42a)은 혈액이나 체액과 접촉하도록 배치되어 있다. 도2에는 애노드전극(41a) 및 캐소드전극(42a)이 혈액과 접촉하도록 심장자극전극(32) 및 심전도 정보기록전극(53)이 심근조직과 접촉하도록 배치되어 있다.
애노드(41)는 애노드전극(41a)과 애노드전극(41a)의 표면에 형성된 고정층(41b)로 구성되어 있다.
애노드전극(41a)으로서는 금(gold) 전극 등이 사용되고 있다.
애노드전극(41a) 표면에는 생물연료의 산화에 필요한 생물연료산화효소와 메디에이터(mediator)가 고정되어 있다.
생물연료로서는 탄수화물이 사용되고 있다. 구체적인 탄수화물로서는 글루코스(glucose), 프럭토오즈(fructose) 등의 단당류, 마니톨(mannitol), 슈크로우즈(sucrose) 등의 이당류, 크실로스(xylose), 아라비노스(arabinose) 등의 펜토오스(pentose)류 등을 예시할 수 있고 적당하게 생체내로부터 간단하게 공급할 수 있는 글루코스가 사용된다.
생물연료의 산화효소로서는 생물연료를 산화하는 것이 가능한 효소라면 특별히 한정되지 않으며, 옥시다아제(oxydases)나 하이드로지나아제(hydrogenases)로 불리는 효소를 예시할 수 있다. 생물연료로서 글루코스를 이용하는 경우, 글루코스 옥시다아제(glucose oxydase)나 글루코스 디하이드로지나아제(glucose dehydrogenase)를 예시할 수 있고, 글루코스 디하이드로지나아제가 적당하게 사용되면 좋다.
메디에이터로서는 생물연료로부터 방출된 전자를 애노드전극(41a)으로 이송할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예컨데 플라빈, 아데닌, 디뉴클레오티드 포스페이트(dinucleotide phosphate) 등의 소위 보효소(coenzymes), 락카아제(laccase) 등의 효소, 피롤로키놀린 키닌(pyrrolo-quinoline quinine)과 같은 키닌(quinines)류, 오스뮴(osmium)복합체 등, 및 이들의 조합을 예시할 수 있다.
생물연료의 산화효소와 메디에이터는 애노드전극(41a) 표면에 고정화되어 고정층(41b)이 형성된다. 고정화하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 효소를 전극표면에 고정화하는 공지의 방법을 채용하는 것이 가능하다. 예컨데, 전극기체로서 금전극을 사용하는 것과 함께 금전극 표면에 아미노에탄-치올(aminoethane-thiol)을 단분자(monomolecular) 흡착시키고 아미노기 수식(修飾)을 시행한다. 비이커 내에 생체연료의 산화효소, 메디에이터 및 알부민을 혼합하고, 여기서 글루타알데히드(glutaraldehyde)를 혼합하여 상기 효소 및 메디에이터를 글루타알데히드로 가교시켜 금기체(gold disc) 전극 표면에 도포하는 방법을 예시할 수 있다.
애노드에서의 반응을 효율좋게 진행시키기 위하여 고정층(41b)은 생체 내에 존재하는 산소가 애노드전극(41a)에 접촉하지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.
캐소드(42)는 캐소드전극(42a)으로 구성된다.
캐소드전극(42a)으로서는 백금전극 등을 예시할 수 있다. 캐소드전극(42a) 위에는 산소를 환원하는 촉매가 필요하지만, 백금 자체가 촉매로서 작용할 수 있다.
캐소드에서의 반응을 효율적으로 진행시키기 위하여 캐소드전극 표면에는 캐소드전극(42a)과의 반응생성물질의 투과를 억제함과 동시에 산소 및 수소 이온을 투과시킬 수 있는 피막(42b)이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 생체연료전지(40)에서는 전해질용액이 충진된 용기는 존재하지 않으며, 애노드전극(41a) 및 캐소드전극(42a)은 생체의 혈액 또는 체액과 접촉한다. 이것에 의해 혈액이나 체액이 전해질용액으로서 작용한다. 전해질용액으로는 혈류에 의해 항상 생체연료 및 산소가 공급되는 것과 동시에 대사산물은 혈액에 용해하여 혈류에 의해 제거된다. 생체연료, 산소의 공급 및 대사산물의 제거는 최종적으로는 생체의 항상성유지에 의해 보존된다.
다음으로, 생물연료전지(40)의 작용에 대해 설명한다.
생물연료는 혈액이나 체액에 용해하여 애노드(41)표면에 공급된다. 애노드(41)표면에 공급된 생물연료는 고정측(41b)에 고정되어 있는 생물연료의 산화효소 작용에 의하여 산화되어 이산화탄소, 수소이온, 중간대사산물 등 및 전자를 생성한다. 이산화탄소, 수소이온, 중간대사산물 등은 혈액이나 체액에 용해되어 배출된다. 전자는 메디에이터를 통해 애노드전극(41a)으로 이송된다.
캐소드(42)표면에는 혈액이나 체액에 용해된 산소 및 수소이온이 공급되고, 이들 이온들은 애노드전극(41a)으로부터 캐소드전극(42a)으로 전달된 전자의 존재하에 반응하여 물을 형성한다. 이 때 화학반응에 의해 발전되어 구동전류를 공급할 수 있다.
제어부(2)는 메모리(7)에 사전에 저장된 제어프로그램 및 심전도 정보검출수단(5)으로부터 출력된 심전도 정보 및 외부로부터 송신된 정보에 기초하여 제어신호를 생성하여 심장자극수단(3)으로 출력한다.
예컨데, 제어부(2)에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되며, 통상은 사전에 설정된 빈도로 정해진 자극타이밍으로 제어신호가 생성되도록 프로그래밍되며, 일정 조건이 충족된 경우, 가령 일정시간 내에 심내P파정보가 검출된 경우 자극타이밍을 변경하도록 프로그래밍되어 있다.
또한, 본 발명에는 통신수단(6)을 설치할 수 있다. 통신수단(6)은 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 외부에 설치된 외부프로그램(8)과 통신하기 위해 사용되며, 메모리(7)에 기억된 페이징프로그램을 변경하기 위해 사용된다. 이것에 의해, 초소형 일체화 심장 페이스메이커를 장착자에게 장착한 후에도 외부 프로그램(8)에 의해 메모리(7)에 기억된 페이징프로그램을 환자에게 적합한 것으로 변경하는 것이 가능하다.
그리고, 환자에게 복수의 초소형 일체화 심장 페이스메이커가 장착되어 있는 경우, 외부프로그램(8)과 통신수단(6)간 통신을 위해 초소형 일체화 심장 페이스메이커마다의 다른 주파수로 설정하는 것에 의해 페이징프로그램을 변경할 수 있다. 또한, 주파수확산통신프로그램을 진행하는 것에 의해, 혹은 페이스메이커마다의 아이디(ID)를 부여하는 것에 의해 초소형 일체화 심장 페이스메이커마다의 페이징프로그램을 변경할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(110)에 대해 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(110)가 상술한 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(100)와 다른 점은 송신수단(10) 및 수신수단(9)이 구비되어 있지 않은 점이다.
제2실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(110)는 다른 심장 페이스메이커 등과 동기작동할 필요가 없는 경우에 사용될 수 있다.
제어부(2)는 메모리(7)에 사전에 저장된 제어프로그램 및 심전도 정보검출수단(5)으로부터 출력된 심전도 정보에 기초하여 제어신호를 생성하여 심장자극수단(3)으로 출력한다.
그외의 구성에 있어서는 상술한 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(100)와 동일하여 설명을 생략한다.
또한 도3에 있어서 도2에 도시된 제2실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(110)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 번호를 붙였다.
다음으로 본 발명의 제3실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(120)에 대하여 설명한다. 도 4는 제3실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(120)의 개략을 나타내는 블록도이다. 본 발명의 제3실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(120)가 상술한 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(100)와 다른 점은 수신수단(9)이 구비되어 있지 않은 점이다.
제3실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(120)는 제어신호를 다른 심장 페이스메이커 등의 외부로 반송파에 의해 송신하는 것에 의한다. 예컨데 2개 이상의 심장 페이스메이커를 동기시켜 작동시키는 것이 가능하다.
제어부(2)는 메모리(7)에 사전에 저장된 제어프로그램 및 심전도 정보검출수단(5)으로부터 출력된 심전도 정보에 기초하여 제어신호를 생성하여 심장자극수단(3)으로 출력한다.
그 외의 구성에 있어서는 상술한 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(100)와 동일하여 설명을 생략한다. 도4에 있어서, 도1 및 도3에 도시된 제1 및 제2 실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커와 동일한 구성에 대해서는 동일한 번호를 붙였다.
다음으로, 본 발명의 제4실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(130)에 대하여 설명한다. 본 발명의 제4실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(130)가 상술한 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커와 다른 점은 외부로 제어신호 및/또는 심전도 정보를 송신하는 송신수단(10)이 구비되어 있지 않은 점이다.
제4실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(130)는 외부, 예컨데 다른 심장 페이스메이커로부터의 정보를 수신하는 수신수단(9)에 의해 다른 심장 페이스메이커와 동기하여 작동할 수 있다.
제어부(2)는 메모리(7)에 사전에 저장된 제어프로그램 및 심전도 정보검출수단(5)로부터 출력된 심전도 정보 및 외부로부터 송신된 정보에 기초하여 제어신호를 생성하여 심장자극수단(3)으로 출력한다.
그 외의 구성에 대해서는 상술한 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커와 동일하여 설명을 생략한다. 도5에 있어서 도1, 도3, 도4에 도시한 제1 내지 제3 실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커와 동일한 구성에 대해서는 동일한 번호를 붙였다.
이상 설명한 제1 내지 제4 실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 있어서, 심전도 정보기록전극(53)과 심장자극전극(32)은 각각 별개의 구성으로 나타냈지만, 실제는 심전도 정보기록전극(53)과 심장자극전극(32)을 각각 공용하는 것이 가능하다.
또한, 수신부(91)와 송신부(12)에 대해서도 각각 별개로 나타냈지만, 수신부(91)와 송신부(12)를 공용시킬 수 있다.
또한, 환자의 체온이나 혈압을 측정하는 센서를 부착하여 이 센서로부터 얻어진 생체정보를 상기한 제1 내지 제4 실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부(2)로 출력함으로써, 제어부(2)에서는 생체정보에 기초하여 제어신호를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커를 심장에 장착하는 방법은 특별히 한정되지 않으며 종래의 방법과 마찬가지의 방법을 채용할 수 있다. 예컨데, 카테테의 선단에 본 발명에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커를 장착하고 심장내의 소정 위치까지 삽입한다. 심내막에 고정한 후, 카테테만을 제거하는 것에 의해 행해진다. 본 발명에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 제너레이터 본체와 전극이 일체로 되어 리드선을 필요로하지 않기 때문에, 본 발명에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 크기는 직경 2-3mm정도로 구성하는 것이 가능하고, 제너레이터 본체를 이식하기 위하여 흉부를 크게 절개할 필요가 없다.
다음으로, 상술한 본 발명의 제1 내지 제4 실시예의 초소형 일체화 심장 페이스메이커를 사용한 본 발명에 따른 심장페이징시스템에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도6은 본 발명의 제1실시예에 따른 심장페이징시스템의 개략을 나타내는 모식도로서, 환자의 심방 내막에 1개의 본 발명에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(111)가 장착되어 있다. 도6 및 후술하는 도7 내지 도10 중, H는 심장이다.
제1 실시예에 따른 심장페이징시스템은 심방의 전기활동과 심실의 전기활동의 동기(同期)는 남아있지만 심방 자체의 페이스를 유지하는 능력을 잃었을 경우에 적당하게 적용할 수 있다. 예컨데, 동결절(洞結節, sinus node)의 기능만이 장애되고 심방내 전도(傳導)나 심실전도가 유지된 동기능부전증후군(洞機能不全症候群, sick sinus syndrome)의 환자에게 적용할 수 있다.
심방 내에 배치된 본 발명에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커(111)는 제어신호를 출력하는 제어부와, 제어신호에 응답하여 심방절을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내P파정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단을 구비하고 있고, 검출된 심전도 정보는 제어부로 출력되도록 구성되어 있다. 즉, 상술한 본 발명의 제2실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커가 적당하게 사용되지만 상기 구성을 구비하는 한, 제1, 제3 및 제4 실시예에 따른 초소형 일체화 심장 페이스메이커도 사용될 수 있다.
그리고 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극 타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되어 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 심장 페이징 시스템의 작동의 일 예에 대하여 설명하면, 자극타이밍결정수단에 의해 사전에 정해진 자극타이밍에 따라 제어신호가 생성되어 심방내막이 전기자극된다. 이것에 의해 심방근을 흥분시켜서 수축시킴과 아울러 이 자극은 심방내 전도로를 통하여 방실결절(房室結節)로 전달된다. 그리고 방실결절로 부터 히스 속(His bundle), 좌우의 다리(bundle branch), 풀킨에 섬유(Purkinje fiber)를 거쳐서 심실근을 흥분시켜 정상적으로 심박을 진행할수 있다.
그리고, 상술한 바와 같은 동기능부전증후군(洞機能不全症候群, sick sinus syndrome)의 경우에도 자기 심박이 출현할 수 있다. 이 경우, 즉, 전회(前回)의 심박으로부터 사전에 정해진 일정시간 내에 자기 심내P파정보가 심전도 정보검출수단에 의해 검출된 경우, 그 자기 심내P파정보는 제어부로 출력됨과 아울러 제어부에서는 자극타이밍변경수단에 의해 제어신호가 생성되는 자극타이밍이 변경되어 심방페이징이 억제된다. 심내P파정보가 검출되고 나서 일정시간 내에 그 다음의 자기 심내P파정보가 검출되지 않은 경우에는 사전에 정해진 자극타이밍에 따라 심방근이 전기자극이 되어진다.
본 발명에 따른 상기 초소형 일체화 심장페이스메이커를 환자의 심실내막에 장착함으로써 심실근을 자극할수 있다. 동결절의 기능은 정상이지만 방실전도만이 장애 되어 있는 환자에 적용함으로써 비록 심방, 심실의 동기성이 없더라도 심실이 최저한의 박동회수를 유지할 수 있다.
다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 분산 심장페이징시스템에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 7은 본발명의 제2실시예의 따른 분산 심장페이징시스템의 개략을 나타내는 모식도로서, 심방내막에 1개의 심전도 정보검출장치(200), 심실내막에 1개의 본발명에 따른 초소형 일체화 심장페이스메이커(131)를 적용한 상태를 나타내는 모식도이다. 도 8은 심전도 정보검출장치(200)의 개략을 나타내는 블럭도이다.
제 2실시예에 따른 분산 심장페이징시스템은 동결절의 기능은 정상이지만 방실전도만이 장애되어 있는 환자에게 적용할수 있다. 즉, 심방내막에 배치된 심전도 정보검출장치(200)는 적어도 자기 심내P파정보를 포함하는 심전도 정보의 검출을 진행한다. 검출된 자기 심내P파정보를 포함하는 심전도 정보는 심실내막에 배치된 본 발명에 따른 초소형 일체화 심장페이스메이커(131)로 송신된다. 본 발명에 따른 초소형 일체화 심장페이스메이커(131)는 심전도 정보검출장치(200)로부터 자기 심내P파정보가 송신되면 일정시간의 지연(심전도 상의 PQ간격에 상당하는 방실지연)된 후 심장자극수단에 의해 심실근을 전기자극하여 심실페이징을 진행한다.
또한, 방실전도의 장애가 있는 환자에서도 심실의 자기 수축이 생기는 경우가 있다. 이 경우, 즉, 자기 심내P파정보가 검출되고 나서 일정시간(방실지연)이내에 심실의 수축이 발생한 경우(자기 심내QRS군정보가 검출된 경우), 자극타이밍이 변경되고 심실페이징은 행해지지 않는다.
도 8은 심방내막에 배치되는 심전도 정보검출장치(200)의 개략을 나타내는 블록도이다. 심전도 정보검출장치(200)는 적어도 심내P파정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하여 심전도 정보를 출력하기 위한 심전도 정보검출수단(5)과, 심전도 정보를 송신하는 송신수단(10)과, 제어부(2)로 구성되어 있다.
도시한 심전도 정보검출장치(200)에 있어서, 심전도 정보검출수단(5)은 심전도 정보를 검출하기 위한 2개의 심전도 정보기록전극(53)과, 심전도 정보를 증폭하는 증폭부(51)와, 심전도 정보를 디지털정보로 변환하는 A/D변환부(52)로 구성된다.
또한, 도시한 심전도 정보검출장치(200)에 있어서 송신수단(10)은 제어부(2)로부터 출력된 심전도 정보를 입력하여 변조하는 변조부(11)와, 변조된 심전도 정보를 소정의 반송파로 송신하는 송신부(12)로 구성되며, 변조된 심전도 정보는 심실내막에 배치된 초소형 일체화 심장페이스메이커(121)로 송신된다.
심실에 배치된 본 발명에 따른 초소형 일체화 심장페이스메이커(131)는 제어신호를 출력하는 제어부와, 제어신호에 응답하여 심실근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내QRS군정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심방내에 배치된 심전도 정보검출장치(200)로부터 송신되는 심전도 정보를 수신하여 복조하는 수신수단을 구비하고 있고, 심전도 정보검출수단에 의해 검출된 심전도 정보 및 송신된 심전도 정보는 제어부로 입력되도록 구성되어 있다. 결국, 제2실시예에 따른 분산 심장페이징시스템에 있어서, 심실내막에 배치되는 초소형 일체화 심장페이스메이커(131)로서는 상술한 본 발명의 제4실시예에 따른 초소형 일체화 심장페이스메이커가 적당하게 사용되지만 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장페이스메이커라도 상관없다.
그리고, 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되어 있다.
본 발명 제2실시예에 따른 분산 심장페이징시스템의 동작의 일 예를 설명하면, 통상 자극타이밍결정수단에 의해 미리 정해진 자극타이밍(심내P파정보가 검출되고 나서 일정시간(방실지연)후에 페이징)으로 제어신호가 생성되어 심실이 페이징된다.
심내P파정보가 검출되고 나서 일정시간(방실지연) 이내에 자기 심내QRS군정보가 검출된 경우, 자극타이밍변경수단에 의해 제어신호가 생성되는 자극타이밍이 변경되고 제어신호는 생성되지 않는다.
또한, 초소형 일체화 심장페이스메이커(131)는 심내QRS군정보가 검출되고 나서(자기의 심실수축에 의한 것 또는 심장페이스메이커의 자극에 의한 것) 일정시간 내에 심전도 정보검출장치(200)로부터 심내P파정보가 송신되지 않은 경우 일정간격으로 심실을 페이징하도록 구성하는 것이 적당하다. 이것에 의해, 만에 하나 동정지(洞停止), 동방블록(洞房sinoatrial block)을 발생한 경우에도 안정성을 확보할수 있다.
다음으로, 본발명의 제3실시예에 따른 분산 심장페이징시스템에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 분산 심장페이징시스템의 개략을 나타내는 모식도로서, 심방내막에 1개의 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)가 배치되고 심실내막에 1개의 제2 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)가 배치된 상태를 나타내는 모식도이다.
제3실시예에 따른 분산 심장페이징시스템은, 동결절이 정상으로 기능하지 않으며 또한 심실전도가 장애되어 있는 환자에 적용할 수 있다. 즉, 동기능정지와 방실블록을 수반한 동기능부전증후군의 환자에 적용할 수 있다. 본 발명의 제3실시예에 따른 분산 심장페이징시스템의 동작의 일 예를 설명하면, 심방내막에 배치된 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)는 제어신호를 출력하여 심장자극수단에 의해 심방을 페이징한다. 이 제어신호(또는 심방의 심전도 정보)는 반송파로 변조되어 심실내막에 배치된 제2 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)로 송신된다. 제2 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)는 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)로 부터 제어신호(또는 심방의 심전도 정보)가 송신되면 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)가 심방페이징을 행하고 나서 일정시간의 지연(심전도상의 PQ간격에 상당하는 방실지연) 후 심실근을 전기자극하여 심실페이징을 행하도록 제어신호를 출력한다. 이 제어신호(또는 심실의 심전도 정보)는 반송파로 변조되어 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)로 송신된다. 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)는 제2 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)로부터의 제어신호(또는 심실의 심전도 정보)를 수신하고 나서 일정시간동안은 심내P파 검출을 억제한다. 그 후, 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)는 사전에 정해진 비율에 따라 자극타이밍의 제어신호를 출력하여 심방을 자극한다.
이것을 반복함으로써 보다 자연에 가까운 상태로 심장을 페이징할 수 있다.
또한, 동기능정지와 방실블록을 수반한 동기능부전증후군 환자에서도 자기의 심방수축과 심실수축이 발생하는 경우가 있다. 이 경우 즉, 전회의 심박으로부터 일정시간 내에 자기 심내P파정보가 검출되면, 심방페이징이 억제된다. 또한, 심내P파정보(자기에 의한 것 및 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커에 의한 것)가 검출되고 나서 일정시간(방실지연)이내에 자기 심내 QRS군 정보가 검출된 경우 심실페이징이 억제된다.
심방내막에 배치된 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)는 제어신호를 출력하는 제어부와, 제어신호에 응답하여 심방절을 전기자극하는 자극수단과, 적어도 심내P파정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심실내에 배치된 제2 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)로 제어신호 또는 심전도 정보를 변조하여 송신하는 송신수단과, 심실내에 배치된 제2 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)로부터 송신된 제어신호 또는 심전도 정보를 수신하여 복조하기 위한 수신수단을 구비하고 있다. 제2 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)로부터 송신된 제어신호 및 심전도 정보는 제어부로 입력되도록 구성되어 있다. 따라서, 제3실시예에 따른 분산 심장페이징시스템에 있어서 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)로서는 상술한 본 발명의 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장페이스메이커가 적당하게 사용된다.
심실내막에 배치된 제2 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)는 제어신호를 출력하는 제어부와, 제어신호에 응답하여 심실근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내QRS군정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심방내에 배치된 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)로 제어신호 또는 심전도 정보를 변조하여 송신하는 송신수단과, 심방내에 배치된 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)로부터 송신된 제어신호 또는 심전도 정보를 수신하여 복조하기 위한 수신수단을 구비하고 있다. 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)로부터 송신된 제어신호 및 심전도 정보는 제어부에 입력되도록 구성되어 있다. 예컨데, 제3실시예에 따른 분산 심장페이징시스템에 있어서, 제2 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)로서는 상술한 본 발명의 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장페이스메이커가 적당하게 사용된다.
제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)에 있어서, 제어부에는 제어신호를 생성하는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호를 생성하는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되어 있다.
통상, 자극타이밍결정수단에 의해 사전에 정해진 자극타이밍으로 제어신호를 생성하는 자극타이밍을 결정하여, 제어신호가 생성되어 심방페이징이 행하여진다.
제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)의 동작의 일 예에 대하여 설명하면, 자극타이밍변경수단은 심전도 정보검출수단에 의하여 전회의 심박으로부터 일정시간 내에 자기 심내P파정보가 검출된 경우, 제어신호를 생성하는 자극타이밍을 변경함으로써 제어신호가 생성되지 않아 심방페이징은 행하여지지 않는다. 전회의 심박으로부터 일정시간 내에 자기 심내P파정보가 검출되지 않은 경우 제어신호가 생성되어 심방페이징이 행하여진다.
또한, 제어부는 제어신호를 생성한 경우 및 자기 심내P파정보가 검출된 경우 그 정보를 송신부로부터 제2 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)로 송신한다.
제2 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)에 있어서, 제어부에는 제어신호를 생성하는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호를 생성하는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경 수단이 구비되어있다.
제2 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)의 동작의 일 예를 설명하면, 통상, 비율(rate)결정수단에 의해 사전에 정해진 비율(제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101))로부터 제어신호 또는 심내P파정보가 송신되고 나서 일정시간(방실지연)내에 제어신호를 생성)로 제어신호가 생성되어 심실페이징이 행하여진다.
일정시간(방실지연)내에 자기 심내QRS군 정보가 검출된 경우, 자극타이밍변경수단에 의해 제어신호를 생성하는 자극타이밍이 변경되어 심실페이징은 행하여지지 않는다.
또한, 제어부는 제어신호를 생성한 경우 및 자기 심내P파정보가 검출된 경우 그 정보를 송신부로부터 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)로 송신한다. 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)는 제2 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)로부터의 제어신호(또는 심실의 심전도 정보)를 수신하고 나서 일정시간 심내P파정보의 검출을 억제한다. 이것은 심실의 자기수축에 의한 심내QRS군이 심방에 역행성(逆行性)으로 전도하고, 상기 제1 초소형 일체화 심장페이스메이커가 심내P파정보를 검출하고, 이것에 기초하여 제2 초소형 일체화 심장페이스메이커가 심실을 전기자극하여 심실이 전기자극이 반복되는 소위 페이스메이커 빈맥(頻脈)의 합병증을 방지하기 위하여 필요하다.
다음으로 본 발명의 제4실시예에 따른 분산 심장페이징시스템에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 분산 심장페이징시스템의 개략을 나타내는 모식도이고, 심방내막에 심전도 정보검출장치(200)가 배치되며 심실내막에 복수 개(도 10에서는 합계 4 개)의 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)가 배치된 상태를 도시한 모식도이다.
제4실시예에 따른 분산 심장페이징시스템은 심실내의 심근수축의 동기성이 저하하여 심실수축력이 저하하고 있는 환자나 치사성 부정맥의 위험이 있는 환자에게 적용할 수 있다.
제4실시예에 따른 분산 심장페이징시스템의 동작의 일 예에 대하여 설명하면, 심방내막에 배치된 심전도 정보검출장치(200)는 적어도 심내P파정보를 포함하는 심전도 정보를 검출한다. 검출된 심전도 정보는 반송파에 의해 심실내막에 배치된 복수개의 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)로 송신된다. 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)는 심전도 정보검출장치(200)로부터 심전도 정보가 송신되면 심방수축으로부터 개개의 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)에 따라 다른 일정시간의 지연 후 심실근을 전기자극하여 심실페이징을 진행하도록 제어신호를 출력한다. 즉, 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)는 심전도 정보검출장치(200)로부터 심전도 정보가 송신되면 각각의 초소형 일체화 심장페이스메이커가 배치된 심실부위에 대응하여 사전에 정해진 시간 후에 심실페이징을 진행한다.
자기의 심실수축이 발생한 경우 즉, 심내P파정보가 검출되고 나서 일정시간(방실지연)이내에 자기 심내QRS군정보가 검출된 경우에는 심실페이징이 억제된다. 그러나, 자기 심내QRS군정보가 검출되어도 심실내막에 배치된 복수개의 페이스메이커(102)에 소정의 시간내에 전달하지 않는 경우에는 그 부위에서도 심실페이징은 억제되지 않는다. 이것을 실현하기 위하여 심실 각 곳의 페이스메이커(102)에 기록된 자기 심내QRS군을 서로 다른 심실페이스메이커(102)로 송신한다. 각 심실페이스메이커(102)에는 서로 다른 심실페이스메이커(102)로부터의 신호를 수신한다.
심실내막에 배치된 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)는 제어신호를 출력하는 제어부와, 제어신호에 응답하여 심실근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내QRS군정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심실내에 배치된 다른 초소형 일체화 심장페이스메이커에 제어신호 또는 심전도 정보를 변조하여 송신하는 송신수단과, 심방내에 배치된 심전도 정보검출장치(200) 및 심실내에 배치된 다른 초소형 일체화 심장페이스메이커로부터 송신된 제어신호 또는 심전도 정보를 복조하여 수신하기 위한 수신수단을 구비하고 있다. 요컨데, 제4실시예에 따른 분산 심장페이징시스템에 있어서 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)로서는 상술한 본 발명의 제1실시예에 따른 초소형 일체화 심장페이스메이커(100)가 적당하게 사용된다.
또한, 심실에 배치하는 초소형 일체화 심장페이스메이커의 배치부위나 그 갯 수는 환자에 병상(病狀)에 따라 적절하게 설정된다.
초소형 일체화 심장페이스메이커(102)에 있어서, 개개의 초소형 일체화 심장페이스메이커의 제어부에는 제어신호를 생성하는 자극타이밍을 결정하는 자극 타이밍결정수단과, 제어신호를 생성하는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되어 있다.
초소형 일체화 심장페이스메이커의 동작의 일 예에 대하여 설명하면, 자극타이밍결정수단은 사전에 정해진 자극타이밍(심전도 정보검출장치(200)로부터 자기 심내P파정보가 송신되고 나서 일정시간(방실지연) 후에 제어신호를 생성)에 제어신호가 생성되어 심실페이징이 행하여 진다.
이 자극 타이밍은 개개의 초소형 일체화 심장페이스메이커마다, 즉, 심실내막의 배치 개소의 차이에 따라 다르다. 예컨데, 개개의 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)는 정상의 심실박동에 있어서 그 부위가 자극되도록 시간차로 자극되지만 심장수축성이 가장 개선되는 시간차의 조합이라면 상기 조합에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 동기(同期)가 저하된 심장수축은 동시에 심실의 전기적 불안정성을 저하시켜 치사성 부정맥의 위험이 있는 환자의 부정맥 예방에 사용되는 외에, 페이스메이커에 의한 부정맥을 방지하는 데에도 사용된다.
초소형 일체화 심장페이스메이커(102)에 의하여 검출된 심내QRS군정보는 송신수단에 의하여 다른 초소형 일체화 심장페이스메이커로 송신된다. 이것에 의해 어떤 심실페이스메이커에 있어서 자기 심내QRS군이 결정된 시간내에 검출되어도 이것이 심실에 배치된 다른 페이스메이커에 소정의 시간내에 전달하지 않는 경우에는 그 부위에서의 심실페이징이 발생한다.
전술한 제4실시예에 따른 분산 심장페이징시스템에 있어서, 전술한 제3실시예에 따른 분산 심장페이징시스템의 심장내막에 배치한 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)를 심전도 정보검출장치(200) 대신에 배치하는 것도 가능하다. 심방내막에 배치된 초소형 일체화 심장페이스메이커가 제3실시예에 따른 분산 심장페이징시스템에서 전술한 것과 같은 자극타이밍결정수단과 자극타이밍변경수단을 구비한 것으로, 동기능정지와 방실블록을 수반하는 심실수축력이 저하하고 있는 환자나 치사성 부정맥의 위험이 있는 환자에게 적용할 수 있다.
이 실시예에 따른 분산 심장페이징시스템에 있어서 심방내막에 배치되는 초소형 일체화 심장페이스메이커의 구체적인 구성으로서는, 전술한 제3실시예에 따른 분산 심장페이징시스템의 심방내막에 배치된 초소형 일체화 심장페이스메이커(101)의 구성을 채용할 수 있다. 또한, 이 실시예에 따른 분산 심장페이징시스템에 있어서 심실내막에 배치되는 초소형 일체화 심장페이스메이커의 구체적인 구성으로서는 제4실시예에 따른 분산 심장페이징시스템의 심실내막에 배치된 초소형 일체화 심장페이스메이커(102)의 구성을 채용할 수 있다.
이상 상술한 바와 같은 청구범위 제1항에 기재된 초소형 일체화 심장페이스메이커는 제어신호와 심전도 정보를 다른 초소형 일체화 심장페이스메이커로 송신할 수 있음과 아울러 다른 초소형 일체화 심장페이스메이커로부터의 제어신호와 심전도 정보를 수신할 수 있기 때문에 다른 초소형 일체화 심장페이스메이커와 동기하여 심장페이징을 할 수 있다.
청구범위 제2항에 기재된 초소형 일체화 심장페이스메이커는 페이스메이커본체와 자극전극을 연결하는 리드선을 필요로 하지 않기 때문에 환자에게 과도한 부담을 주지 않고서도 심장페이징을 할 수 있다.
청구범위 제3항에 기재된 초소형 일체화 심장페이스메이커는 제어신호와 심전도 정보를 다른 초소형 일체화 심장페이스메이커로 송신할 수 있기 때문에 다른 초소형 일체화 심장페이스메이커와 동기하여 심장페이징을 할 수 있다.
청구범위 제4항에 기재된 초소형 일체화 심장페이스메이커는 다른 초소형 일체화 심장페이스메이커로부터의 제어신호와 심전도 정보를 수신할 수 있기 때문에 다른 초소형 일체화 심장페이스메이커와 동기하여 심장을 페이징할 수 있다.
청구범위 제5항에 기재된 분산 심장페이징시스템은 심방의 전기활동과 심실의 전기활동의 동기는 남아있음에도 불구하고 심방자체의 페이스를 유지할 능력을 잃은 환자의 페이징에 적용할 수 있다.
청구범위 제6항에 기재된 분산 심장페이징시스템은 동결절의 기능은 정상이지만 방실전도만이 장애되고 있는 환자에게 적용할 수 있다.
청구범위 제7항에 기재된 분산 심장페이징시스템은 동결절이 정상으로 기능하지 않고 더우기 방실전도도 장애되고 있는 환자에게 적용할 수 있다.
청구범위 제8항에 기재된 분산 심장페이징시스템은 심실 각 곳의 수축의 동기성이 상실되어 심실수축력이 저하하고 있는 환자나 부정맥의 환자에게 적용할 수 있다.
청구범위 제9항에 기재되 분산 심장페이징시스템는 동기능정지와 방실블록을 수반하는 심실수축력이 저하하고 있는 환자나 치사성 부정맥의 위험이 있는 환자에게 적용할 수 있다.
종래 전극과 페이스메이커 본체를 연결하였던 리드선을 필요로 하지 않고 심장을 페이징할 수 있으며 더우기 흉부를 절개하지 않고 카테테 조작만으로 심장에 이식하는 것이 가능한, 환자에게 과도한 부담을 지우지 않는 초소형 일체화 심장페이스메이커 및 분산 심장페이징시스템을 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 제어신호를 출력하는 제어부와, 이 제어신호에 응답하여 심장조직을 전기자극하는 심장자극수단과, 심전도 정보를 검출하여 상기 제어부로 출력하는 심전도 정보검출수단과, 구동전원을 공급하기 위한 전원부로 이루어지고,
    상기 제어부는 심전도 정보에 기초하여 제어신호를 출력하고,
    상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 내보내는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지며, 상기 애노드전극 위에는 생물연료의 산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중에 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지인 것을 특징으로하는, 카테테의 선단에 장착하여 심장에 이식한 후 카테테를 제거하는 것에 의해, 흉부를 절개할 필요가 없는 초소형 일체화 심장 페이스메이커.
  2. 제어신호를 출력하는 제어부와, 그 제어신호에 응답하여 심장조직을 전기자극하는 심장자극수단과, 심전도 정보를 검출하여 상기 제어부에 출력하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보 및 제어신호를 변조하여 외부로 송신하는 송수신수단과, 구동전지를 공급하기 위한 전원부로 이루어지며,
    상기 제어부는 심전도 정보에 기초하여 제어신호를 출력하며,
    상기 전원부는 상기 생물연료의 산화정도에 따라 전자를 발생하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지며, 상기 애노드전극 위에는 생물연료의 산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지인 것을 특징으로 하는, 카테테의 선단에 장착하여 심장에 이식한 후 카테테를 제거하는 것에 의해, 흉부를 절개할 필요가 없는 초소형 심장 페이스메이커.
  3. 제어신호를 출력하는 제어부와, 그 제어신호에 응답하여 심장조직을 전기자극하는 심장자극수단과, 심전도 정보를 검출하여 상기 제어부에 출력하는 심전도 정보검출수단과, 외부로부터 송신된 정보를 수신하여 복조하는 수신수단과, 구동전원을 공급하기 위한 공급부로 이루어지고, 외부로부터 송신된 정보는 상기 제어부에 입력되도록 구성되며,
    상기 제어부는 외부로부터 송신된 정보 및/또는 심전도 정보에 기초하여 제어신호를 출력하며,
    상기 제어부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 발생하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고, 상기 애노드전극 위에는 생물연료산화효소와 메디에이터가 고정화되고, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하며, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지인 것을 특징으로 하는, 카테테의 선단에 장착하여 심장에 이식한 후 카테테를 제거하는 것에 의해, 흉부를 절개할 필요가 없는 초소형 일체화 심장 페이스메이커.
  4. 제어신호를 출력하는 제어부와, 그 제어신호에 응답하여 심장조직을 전기자극하는 심장자극수단과, 심전도 정보를 검출하여 상기 제어부로 출력하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보 및 제어신호를 변조하여 외부로 송신하는 송신수단과, 외부로부터 송신된 정보를 수신하여 복조하는 수신수단과, 구동전원을 공급하기 위한 전원부로 이루어지고, 외부로부터 송신된 정보는 상기 제어부로 입력되도록 구성되며,
    상기 제어부는 외부로부터 송신된 정보 및/또는 심전도 정보에 기초하여 제어신호를 출력하며,
    상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 따라 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고 상기 애노드전극 위에는 생물연료의 산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지인 것을 특징으로 하는, 카테테의 선단에 장착하여 심장에 이식한 후 카테테를 제거하는 것에 의해, 흉부를 절개할 필요가 없는 초소형 일체화 심장 페이스메이커.
  5. 심방근에 배치된 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 이루어지는 심장 페이징 시스템으로서,
    상기 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하는 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심방근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내P파정보를 포함한 심전도 정보를 검출하기 위한 심전도 정보검출수단을 구비하고,
    상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고, 상기 애노드전극 위에는 생물연료의 산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며,
    상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성된 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되며, 예정된 시간 내에 심내P파정보가 검출된 경우 제어신호가 생성되는 자극타이밍이 변경되는 것을 특징으로 하는 심장페이징시스템.
  6. 심방근에 배치된 심전도 정보검출수단과, 심실근에 배치된 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 이루어지는 분산 심장페이징시스템으로서,
    상기 심전도 정보검출장치는 적어도 심내P파정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도정보검출수단과, 검출된 심전도 정보를 변조하여 상기 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 송신하는 송신수단과, 구동전원을 공급하기 위한 전원부를 구비하고, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 의해 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고, 상기 애노드전극 위에는 생물연료의 산화효소와 메디에이터가 고정화되고, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며,
    상기 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 상기 심전도 정보검출장치로부터 송신된 심전도 정보를 수신하여 복조하는 수신수단과, 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하기 위한 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심실부를 전기자극하는 심장자극수단을 구비하고, 상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 따라 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고, 상기 애노드전극 위에는 생물연료의 산화효소와 메디에이터가 고정화되고, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하며, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이고,
    상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성된 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되고, 심내P파정보가 검출된 때로부터 일정시간 내에 심내QRS군정보가 검출되지 않은 경우 제어신호를 생성하고, 심내P파정보가 검출된 때로부터 일정시간 내에 심내QRS군정보가 검출된 경우 제어신호의 생성을 억제하도록 구성된 것을 특징으로 하는 분산 심장 페이징 시스템.
  7. 심방근에 배치된 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커와, 심실근에 배치된 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 이루어지는 분산 심장페이징시스템으로서,
    상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하는 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심방근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내P파정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보를 변조하여 상기 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 송신하는 송신수단과, 상기 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보를 수신하여 복조하는 수신수단을 구비하고,
    상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 따라 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고, 상기 애노드전극 위에는 생물연료의 산화효소와 메디에이터가 고정화되고, 전해질용액으로 혈액 및/또는 체액을 이용하며, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며,
    상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보는 상기 제어부에 입력되도록 구성되며, 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성된 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되며,
    상기 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하는 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심실근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내QRS군정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보를 변조하여 상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 송신하는 송신수단과, 상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보를 수신하여 복조하는 수신수단을 구비하며,
    상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 따라 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고, 상기 애노드전극 위에는 생물연료의 산화효소와 메디이이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며,
    상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보는 상기 제어부에 입력되도록 구성되며, 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 상기 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되며,
    상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 일정시간 내에 심내P파정보가 검출되지 않은 경우 제어신호를 생성하고, 일정시간 내에 심내P파정보가 검출되는 경우 제어신호의 생성을 억제하도록 구성되며,
    상기 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 심내P파정보가 검출된 때로부터 일정시간 내에 심내QRS군정보가 검출되지 않은 경우 제어신호를 생성하고, 심내P파정보가 검출된 때로부터 일정시간 내에 심내QRS군정보가 검출된 경우 제어신호의 생성을 억제하도록 구성되며,
    상기 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커가 심실의 자기수축에 의해 심내QRS군정보를 검출한 경우 상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 일정시간 심내P파정보의 검출을 억제하도록 구성된 것을 특징으로 하는 분산 심장페이징시스템.
  8. 심방근에 배치된 심전도 정보검출장치와, 심실근에 배치된 복수개의 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 이루어지는 분산 심장페이징시스템으로서,
    상기 심전도 정보검출장치는 적어도 심내P파정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 검출된 심전도 정보를 변조하여 상기 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 송신하는 송신수단과, 구동전원을 공급하는 전원부를 구비하며,
    상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 따라 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고, 상기 애노드전극위에는 생물연료의 산화효소와 메디에이터가 고정화되고, 전해질용액으로 혈액 및/또는 체액을 이용하며, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며,
    상기 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하는 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심실근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내QRS군정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보를 변조하여 다른 초소형 일체화 심장 페이스메이커에 송신하는 송신수단과, 다른 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보를 수신하여 복조하는 수신수단을 구비하며,
    상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 따라 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고, 상기 애노드전극 위에는 생물연료의 산화효소와 매디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며,
    다른 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보는 상기 제어부에 입력되도록 구성되며, 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성된 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되며,
    상기 복수개의 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 심내P파정보가 검출되고 나서 개개의 초소형 일체화 심장 페이스메이커마다의 예정된 일정시간 내에 심내QRS군정보가 검출되지 않은 경우 제어신호를 생성하고, 심내P파정보가 검출되고 나서 일정시간 내에 심내QRS군정보가 검출된 경우 가장 빠르게 심내QRS군정보가 검출된 타이밍에 동기하여 제어신호를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 분산 심장페이징시스템.
  9. 심방근에 배치된 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커와, 심실근에 배치된 복수개의 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 이루어지는 분산 심장페이징시스템으로서,
    상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하는 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심방근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내P파정보를 포함하는 심장정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보를 변조하여 상기 복수개의 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 송신하는 송신수단과, 상기 복수개의 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보를 수신하여 복조하는 수신수단을 구비하고,
    상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 따라 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고, 상기 애노드전극 위에는 생물연료의 산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며,
    상기 복수개의 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보는 상기 제어부에 입력되도록 구성되며, 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되며,
    상기 복수개의 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커는 제어신호를 출력하는 제어부와, 구동전원을 공급하기 위한 전원부와, 상기 제어신호에 응답하여 심실근을 전기자극하는 심장자극수단과, 적어도 심내QRS군정보를 포함하는 심전도 정보를 검출하는 심전도 정보검출수단과, 심전도 정보를 변조하여 상기 제1 및 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로 송신하는 송신수단과, 상기 제1 및 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보를 수신하여 복조하는 수신수단을 구비하고,
    상기 전원부는 생물연료의 산화반응에 따라 전자를 추출하는 생물연료전지로서, 이 생물연료전지는 애노드전극과 캐소드전극으로 이루어지고, 상기 애노드전극 위에는 생물연료산화효소와 메디에이터가 고정화되며, 전해질용액으로서 혈액 및/또는 체액을 이용하고, 혈액 및/또는 체액 중의 생물연료 및 산소를 이용하는 생물연료전지이며,
    상기 제1 및 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커로부터 송신된 심전도 정보는 상기 제어부로 입력되도록 구성되며, 상기 제어부에는 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 결정하는 자극타이밍결정수단과, 제어신호가 생성되는 자극타이밍을 변경하는 자극타이밍변경수단이 구비되고,
    상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 일정시간 내에 심내P파정보가 검출되지 않은 경우 제어신호를 생성하고, 일정시간 내에 심내P파정보가 검출된 경우 제어신호의 생성을 억제하도록 구성되며,
    상기 복수개의 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 심내P파정보가 검출되고 나서 개개의 초소형 일체화 심장 페이스메이커마다의 예정된 일정시간 내에 심내PRS군정보가 검출되지 않은 경우 제어신호를 생성하고, 심내P파정보가 검출되고나서 일정시간 내 심내QRS군정보가 검출된 경우 가장 빠르게 심내QRS군정보가 검출된 타이밍에 동기하여 제어신호를 생성하도록 구성되며,
    상기 복수개의 제2 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 어느것인가가 심실의 자기수축에 의해 심내QRS군정보를 검출한 경우 상기 제1 초소형 일체화 심장 페이스메이커의 제어부는 일정시간 심내P파정보의 검출을 억제하도록 구성된 것을 특징으로 하는 분산 심장페이징시스템.
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