KR20160043734A - 맥 시뮬레이션 시스템 - Google Patents

맥 시뮬레이션 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20160043734A
KR20160043734A KR1020140138309A KR20140138309A KR20160043734A KR 20160043734 A KR20160043734 A KR 20160043734A KR 1020140138309 A KR1020140138309 A KR 1020140138309A KR 20140138309 A KR20140138309 A KR 20140138309A KR 20160043734 A KR20160043734 A KR 20160043734A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
fluid
piston
measuring
pressure generating
Prior art date
Application number
KR1020140138309A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101676105B1 (ko
Inventor
김재욱
김종열
이주연
장민
신상훈
Original Assignee
한국 한의학 연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국 한의학 연구원 filed Critical 한국 한의학 연구원
Priority to KR1020140138309A priority Critical patent/KR101676105B1/ko
Publication of KR20160043734A publication Critical patent/KR20160043734A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101676105B1 publication Critical patent/KR101676105B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 맥 시뮬레이션 시스템은, 상호 연결된 2개의 수조를 구비하며, 수조에는 유체가 수용되는 수조부; 수조부 중 하나의 수조에 이동 라인에 의해 연결되며, 피스톤- 실린더 방식에 의한 정방향으로의 회전 운동을 선형 운동으로 변환하여 유체에 압력을 발생시키는 압력 발생부; 압력 발생부와 수조부 중 다른 하나의 수조를 연결하며 압력 발생부에 의해 압력이 가해진 유체를 이동시키는 경로를 형성하는 혈관부; 및 혈관부에 장착되며, 유체의 유량 및 압력을 측정하여 혈관의 압맥파 및 혈류 특성을 동시에 시뮬레이션(simulation) 하도록 하는 측정부;를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 시뮬레이션에 의해 혈관의 특성 중 압맥파 및 혈류의 특성 모두를 한 번에 파악할 수 있어 정확한 실험을 간단하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장비를 간소화할 수 있다.

Description

맥 시뮬레이션 시스템{Pulse simulation system}
맥 시뮬레이션 시스템이 개시된다. 보다 상세하게는, 시뮬레이션에 의해 혈관의 특성 중 압맥파 및 혈류의 특성 모두를 한 번에 파악할 수 있어 정확한 실험을 간단하게 수행할 수 있는 맥 시뮬레이션 시스템이 개시된다.
일반적으로 개발 및 연구를 위한 모든 모의 측정 시스템은 실제를 가정한 시뮬레이션을 수행하여 실제 적용 시 발생될 수 있는 문제점을 미리 파악 및 해결하고, 고려되지 않은 변수들을 제거함으로써 표준화된 측정 결과를 얻기 위한 목적으로 설계되고 개발될 수 있다.
특히 생명 유지 및 질병 판단을 목적으로 하는 의료용 장비의 개발에 있어서 시뮬레이션은 대단히 큰 의미를 갖는다. 이는 실제 인체를 대상으로 하는 실험을 하기가 힘들고, 아울러 질병 유무 및 진행 정도를 판단하기 위한 기준을 설정하기에 인체 내부의 변수가 너무 많기 때문이다.
한편, 일반적으로 맥압은 혈관 속을 흐르고 있는 혈액이 혈관 벽에 미치는 압력을 말하는데, 이 때 전술한 모의 측정 시스템, 즉 시뮬레이션 시스템을 통해 혈관의 특성을 파악할 수 있다.
그런데, 혈관의 특성에는 압맥파 및 혈류 특성 등이 있는데, 종래의 시뮬레이션 시스템은 이들의 특성을 모두 시뮬레이션하는 구성을 갖지 못하였다. 예를 들면, 대한민국특허 공개번호 2007-0027241호 "유체순환 시스템을 갖는 팬텀장치"ㅇ에서는 혈관의 특성 중 혈류 양 및 속도를 분석하는 것에 대해서는 개시되어 있지만 맥압 특성을 시뮬레이션할 수 없는 한계가 있다.
아울러, 대한민국특허 공개번호 2007-0040153호의 "초음파 도플러 매커니즘을 이용한 혈류 측정용모의실험장치"에서도 혈류 측정을 모의 실험하는 것에 대해서는 개시되어 있지만, 맥압 특성을 시뮬레이션할 수 없는 한계가 있었다.
이에 맥진의 교구 및 맥진기 성능 평가에 활용될 수 있는 압맥파 및 혈류 특성을 모두 구현할 수 있는 맥 시뮬레이터의 개발이 요구된다.
본 발명의 실시예에 따른 목적은, 시뮬레이션에 의해 혈관의 특성 중 압맥파 및 혈류의 특성 모두를 한 번에 파악할 수 있어 정확한 실험을 간단하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장비를 간소화할 수 있는 맥 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 압력 발생부에서 압력 주머니를 이용한 압력 생성이 이루어짐으로써 음압, 진동, 누수 또는 과도한 모터 부하 등이 발생되는 것을 방지할 수 있는 맥 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 맥 시뮬레이션 시스템은, 상호 연결된 2개의 수조를 구비하며, 상기 수조에는 유체가 수용되는 수조부; 상기 수조부 중 하나의 수조에 이동 라인에 의해 연결되며, 피스톤- 실린더 방식에 의한 정방향으로의 회전 운동을 선형 운동으로 변환하여 상기 유체에 압력을 발생시키는 압력 발생부; 상기 압력 발생부와 상기 수조부 중 다른 하나의 수조를 연결하며 상기 압력 발생부에 의해 압력이 가해진 상기 유체를 이동시키는 경로를 형성하는 혈관부; 및 상기 유체의 유량 및 압력을 측정하여 혈관의 압맥파 및 혈류 특성을 동시에 시뮬레이션(simulation) 하도록 하는 측정부;를 포함하여, 시뮬레이션에 의해 혈관의 특성 중 압맥파 및 혈류의 특성 모두를 한 번에 파악할 수 있어 정확한 실험을 간단하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장비를 간소화할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 혈관부는, 상기 유체의 흐름을 안정화하는 안정화 구간; 상기 유체에 탄성력을 제공하는 탄성 제공 구간; 및 상기 유체의 저항 특성을 분석하는 유체 저항 조절 구간을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 측정부는, 상기 탄성 제공 구간에 장착되어 상기 유체의 압력을 측정하는 유체 압력 측정부재; 및 상기 탄성 제공 구간에 장착되어 상기 유체의 유량을 측정하는 유량 측정부재를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 측정부는, 상기 압력 발생부에 장착되어 상기 유체의 용적을 측정하는 용적 측정부재를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 압력 발생부는, 회전력을 발생시키는 회전 모터; 상기 회전 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환시키는 운동 변환부재; 및 상기 운동 변환부재의 직선 운동에 의해 팽창 또는 수축하며 압력을 발생시키는 압력 발생부재를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 압력 발생부재는, 한 쌍이 구비되며 사이에는 압력을 발생시키는 압력 주머니가 구비되는 피스톤; 및 상기 피스톤의 이동 경로를 형성하는 중공의 실린더를 포함하며, 상기 피스톤 중 하나의 피스톤에 상기 운동 변환부재가 연결되어 상기 회전 모터가 회전하는 경우 상기 운동 변환부재에 의해 상기 하나의 피스톤이 다른 하나의 상기 피스톤에 대해 접근 및 이격되면서 상기 압력 주머니를 팽창 또는 수축시켜 압력을 생성할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 피스톤이 상기 중공의 실린더 내부를 선형 이동할 때 발생되는 마찰력을 감소시키기 위해 상기 피스톤과 상기 실린더의 내면은 이격 공간을 가질 수 있다.
일측에 따르면, 상기 운동 변환부재는 상기 회전 모터의 샤프트에 연결되는 제1 링크부재 및 상기 피스톤에 연결되는 제2 링크부재를 포함하며, 상기 제1 링크부재 및 상기 제2 링크부재는 링크에 의해 연결될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 제1 링크부재에 의해 직선 운동을 상기 피스톤에 전달하는 상기 제2 링크부재에는 상기 제2 링크부재의 직선 운동 시 발생 가능한 진동을 억제하기 위한 진동 억제 베어링이 장착될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 압력 주머니는 러버 재질로 마련되며, 상기 피스톤에 탈부착 가능하다.
일측에 따르면, 상기 압력 발생부재는, 상기 압력 주머니를 감쌈으로써 상기 피스톤의 운동에 의해 상기 압력 주머니가 수축될 때 상기 압력 주머니의 변형을 방지하는 변형 방지 부분을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 압력 발생부에 연결되는 상기 이동 라인에는 상기 수조로부터 상기 압력 발생부 방향으로만 상기 유체가 이동될 수 있도록 단방향 밸브가 구비되고, 상기 압력 발생부에 연결되는 상기 혈관부에는 상기 압력 발생부로부터 상기 혈관부 방향으로만 상기 유체가 이동될 수 있도록 단방향 밸브가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 시뮬레이션에 의해 혈관의 특성 중 압맥파 및 혈류의 특성 모두를 한 번에 파악할 수 있어 정확한 실험을 간단하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장비를 간소화할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 압력 발생부에서 압력 주머니를 이용한 압력 생성이 이루어짐으로써 음압, 진동, 누수 또는 과도한 모터 부하 등이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맥 시뮬레이션 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 압력 발생부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 압력 발생부의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 시간에 따른 압력의 변화를 도시한 그래프이다.
도 6은 시간에 따른 속도의 변화를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맥 시뮬레이션 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 압력 발생부의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 압력 발생부의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 맥 시뮬레이션 시스템(100)은, 혈관의 혈류 및 맥압 특성을 시뮬레이션에 의해 파악하기 위한 시스템으로서, 상호 연결된 2개의 수조(111, 112)를 구비하며 수조(111, 112)에는 혈액에 해당하는 유체가 수용되는 수조부(110)와, 수조부(110) 중 하나의 수조(111)에 이동 라인(115)에 의해 연결되며 유체에 압력을 발생시키는 압력 발생부(130)와, 압력 발생부(130)와 다른 하나의 수조(112)를 연결하며 압력 발생부(130)에 의해 압력이 가해진 유체를 이동시키는 경로를 형성하는 혈관부(150)와, 혈관부(150)에 장착되어 유체의 유량 및 압력을 측정함으로써 혈관의 압맥파 및 혈류 특성을 파악하도록 하는 측정부(170)를 포함할 수 있다.
각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 수조부(110)는, 2개의 수조(111, 112), 즉 제1 수조(111) 및 제2 수조(112)를 구비하고, 이들 사이는 연결 라인(114)으로 연결된다. 제1 수조(111)는 심장의 좌심방에 해당하고 제2 수조(112)는 정맥계를 모사한다. 따라서 제2 수조(112)에 있는 (혈액을 모사하는) 유체가 제2 수조(112)로부터 제1 수조(111)로 연결 라인을 통해 이동될 수 있다.
한편, 제1 수조(111)에 있는 유체는 이동 라인(115)을 따라 압력 발생부(130)로 이동되고, 압력 발생부(130)에 의해 압력이 가해진 유체는 혈관부(150)를 따라 전술한 제2 수조(112)로 이동되는 순환 구조를 갖는다.
여기서, 유체가 제1 수조(111)로부터 압력 발생부(130)로 이동될 때 유체가 역류하는 것을 방지하기 위해 압력 발생부(130)에 인접한 이동 라인(115)에는 단방향 밸브(116)가 장착될 수 있다. 따라서 유체의 일방향 이동이 가능해지는 것이다.
또한 제1 수조(111) 내에는 유체 펌프(117)가 내장될 수 있어 제1 수조(111)에 있는 유체가 이동 라인(115)을 따라 압력 발생부(130) 방향으로 이동하는 것을 도울 수 있다. 유체 펌프(117)를 통해 음압을 제거한 상태로 유체를 이동시킬 수 있다.
한편, 본 실시예의 압력 발생부(130)는, 유체에 압력을 가하는 것이다. 즉, 압력 발생부(130)에는 좌심실에 해당하는 구성이 구비되는데, 이 구성에 의해 유체에 압력을 가할 수 있으며 따라서 유체가 경로를 따라 원활하게 순환할 수 있다.
본 실시예의 압력 발생부(130)는, 피스톤- 실린더 방식에 의한 정방향으로의 회전 운동을 선형 운동으로 변환하여 유체에 압력을 발생시키는 것으로서, 회전력을 발생시키는 회전 모터(131)와, 회전 모터(131)의 회전력을 받아 직선 운동으로 변환시키는 운동 변환부재(133)와, 운동 변환부재(133)의 직선 운동에 의해 팽창 또는 수축하여 압력을 발생시키는 압력 발생부재(140)를 포함할 수 있다.
회전 모터(131)의 샤프트(132)는 운동 변환부재(133)의 일단에 연결된다. 샤프트(132)의 회전 시 운동 변환부재(133)의 일단 역시 회전하는데, 운동 변환부재(133)는 링크 구조를 가짐으로써 샤프트(132)의 회전 운동을 왕복 직선 운동으로 바꿀 수 있다. 운동 변환부재(133)의 구체적인 구성을 후술하기로 한다.
본 실시예의 압력 발생부재(140)는, 압력 주머니(141)와, 압력 주머니(141)의 양측에 결합되며 상호 이격 및 접근에 의해 압력 주머니(141)를 팽창 또는 수축시키는 한 쌍의 피스톤(142, 143)과, 한 쌍의 피스톤(142, 143)을 감싸며 피스톤(142, 143)의 선형 이동 경로를 형성하는 중공의 실린더(144)를 포함할 수 있다.
여기서, 한 쌍의 피스톤(142, 143) 중 제1 피스톤(142)은 전술한 운동 변환부재(133)에 연결된다. 운동 변환부재(133)는, 도 2에 도시된 것처럼, 샤프트(132)에 연결되는 제1 링크부재(134)와, 제1 피스톤(142)에 연결되는 제2 링크부재(135)를 포함하며, 제1 링크부재(134) 및 제2 링크부재(135)는 상호 링크 연결된다. 따라서 샤프트(132)에 의해 제1 링크부재(134)가 움직일 때 제2 링크부재(135)는 왕복 선형 이동될 수 있다.
부연하면, 제2 링크부재(135)의 선형 이동이 가능한 것은 제2 링크부재(135)가 진동 억제 베어링(145)에 의해 부분적으로 감싸지기 때문이다. 제1 링크부재(134)의 일단이 샤프트(132)의 회전 동작과 함께 회전할 때 제1 링크부재(134)의 타단은 제2 링크부재(135)를 당기거나 밀게 되는데 이 때 제2 링크부재(135)가 진동 억제 베어링(145)에 의해 선형 이동만 가능하도록 고정되어 진동을 최소화한 상태로 제2 링크부재(135)가 왕복 선형 이동할 수 있다. 아울러 직선 억제 베어링(145)에 의해 제2 링크부재(135)가 선형 이동함으로써 회전 모터(131)의 부하를 방지할 수 있다.
그리고, 제2 링크부재(135)의 왕복 선형 이동은 제2 링크부재(135)에 연결된 제1 피스톤(142)에 전달될 수 있다. 제1 피스톤(142)은 중공의 실린더(144) 내에서 왕복 선형 이동할 수 있는 구조를 갖는 반면에 제2 피스톤(143)은 고정 구조를 가짐으로써 제1 피스톤(142)이 제2 피스톤(143) 방향으로 이동하면 압력 주머니(141)가 수축되고 반대로 제2 피스톤(143)이 제1 피스톤(142)으로부터 이격되면 압력 주머니(141)가 팽창됨으로써 압력을 발생시킬 수 있다. 즉, 제2 피스톤(143)에 대한 제1 피스톤(142)의 동작에 의해 압력 주머니(141)를 팽창 및 수축시켜 유체에 압력을 가할 수 있는 것이다.
이 때, 제1 피스톤(142)이 중공의 실린더(144) 내부를 이동할 때 마찰을 최소화하기 위해 제1 피스톤(142)과 실린더(144)의 내면은 도 3에 도시된 바와 같이, 이격 공간을 가질 수 있다. 즉, 중공의 실린더(144)가 제1 피스톤(142, 143)의 운동을 안내는 하지만 소정의 간격이 있어 마찰 발생을 줄일 수 있는 것이다.
한편, 압력 주머니(141)는, 러버(rubber) 재질로 마련된다. 따라서 한 쌍의 피스톤(142, 143)의 운동에 따라 압력 주머니(141)가 팽창되거나 수축될 수 있다.
또한, 압력 주머니(141)에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 변형 방지 부분(146)이 둘러질 수 있다. 변형 방지 부분(146)은 압력 주머니(141)를 감쌈으로써 피스톤(142, 143)의 운동에 의해 압력 주머니(141)가 팽창 또는 수축할 때 압력 주머니(141)가 과도하게 변형되는 것을 방지하여 형상을 유지하도록 한다.
다만, 압력 주머니(141)가 손상되는 경우, 압력 주머니(141)를 변경해야 하는데, 이를 위해 압력 주머니(141)는 피스톤(142, 143)에 대해 탈부착 가능하다. 피스톤(142, 143)은 링 형상의 피스톤 부분들이 결합되어 이루어지는 이중 압착 구조를 가지며, 따라서 피스톤(142, 143)을 부분적으로 분리한 뒤 압력 주머니(141)를 분리할 수 있고 또한 보수된 압력 주머니(141) 또는 새 압력 주머니(141)를 피스톤(142, 143)에 장착할 수 있다. 또한, 전술한 것처럼, 압력 주머니(141)가 러버 재질로 마련됨으로써 한 쌍의 피스톤(142, 143)에 압력 주머니(141)가 견고하게 결합될 수 있고, 따라서 누수 현상 등을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 압력 발생부(130)는 유체에 압력을 가하여 다음의 혈관부(150)로 유체를 전달하는 역할, 즉 심실의 모사로서의 기능을 담당할 수 있다.
한편, 본 실시예의 혈관부(150)는, 압력 발생부(130)와 제2 수조(112)를 연결하는 역할을 하는 것으로 인체의 혈관을 모사하는 부분이다. 압력 발생부(130)와 연결되는 혈관부(150)의 일측에는 단방향 밸브(157)이 장착되어 유체의 일방향 이동이 이루어질 수 있다.
이러한 혈관부(150)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 유체의 흐름을 안정화하는 안정화 구간(151)과, 유체에 탄성력을 제공하는 탄성 제공 구간(153) 그리고 유체의 저항 특성을 분석하는 유체 저항 조절 구간(155)을 포함할 수 있다.
부연하면, 안정화 구간(151)에서 유체의 흐름을 난류에서 층류로 안정화할 수 있으며, 탄성 제공 구간(153)에서 유체에 탄성 효과를 부여할 수 있고, 그리고 유체 저항 조절 구간(155)에서 유체의 저항 특성을 구현할 수 있다.
한편, 전술한 것처럼, 종래기술에 있어서는 혈관의 특성 중 혈류의 특성 및 맥압의 특성 시뮬레이션이 별도의 장치에 의해 이루어졌기 때문에 장치 구축이 어려움은 물론 이로 인해 비용이 증가될 수 있고 아울러 시뮬레이션 시스템의 효율성이 떨어지는 한계가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 실시예의 맥 시뮬레이션 시스템(100)은 혈류 및 맥압의 특성뿐만 아니라 심장의 용적까지 파악할 수 있도록 하는 측정부(170)를 포함한다.
본 실시예의 측정부(170)는, 도 1에 도시된 것처럼, 혈관부(150)의 탄성 제공 구간(153)에 장착된다. 측정부(170)는, 유체의 압력을 측정하여 맥압 특성을 시뮬레이션할 수 있도록 하는 유체 압력 측정부재(171)와, 유체의 유량을 측정하여 혈류 특성을 시뮬레이션할 수 있도록 하는 유량 측정부재(173)를 포함할 수 있다. 또한 유체의 용적을 측정함으로써 심장의 용적을 파악할 수 있도록 하는 용적 측정부재(175)를 포함할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 시뮬레이션 시스템(100)을 통해 혈관의 특성 중 혈류 및 맥압을 시뮬레이션에 의해 동시에 파악할 수 있을 뿐만 아니라 정확하게 파악할 수 있으며, 이를 통해 측정의 효율성을 증대시킬 수 있다.
한편, 이하에서는 그래프를 통해 본 실시예의 맥 시뮬레이션 시스템(100)의 실험 결과를 설명하기로 한다. 본 실험은 회전 모터(131)를 1초에 한 번 회전시킬 때 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 지점에서 측정한 맥압과 혈류 파형이다.
도 5는 시간에 따른 압력의 변화를 도시한 그래프로서, 회전 모터(131)가 1회전할 때 맥압이 올라갔다가 다시 내려가는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 6은 시간에 따른 속도의 변화를 도시한 그래프로서, 회전 모터(131)가 1회전할 때 초기에 속도가 급격히 상승했다가 다시 급격히 하강하고 거의 그대로 유지하는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 시뮬레이션에 의해 혈관의 특성 중 압맥파 및 혈류의 특성 모두를 한 번에 파악할 수 있어 정확한 실험을 간단하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장비를 간소화할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 압력 발생부(130)에서 압력 주머니(141)를 이용한 압력 생성이 이루어짐으로써 음압, 진동, 누수 또는 과도한 모터 부하 등이 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점도 있다.
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 맥 시뮬레이션 시스템
110 : 수조부
111 : 제1 수조
112 : 제2 수조
114 : 연결 라인
115 : 이동 라인
116 : 단방향 밸브
117 : 유체 펌프
130 : 압력 발생부
131 : 회전 모터
132 : 샤프트
133 : 운동 변환부재
140 : 압력 발생부재
141 : 압력 주머니
142, 143 : 피스톤
144 : 실린더
145 : 진동 억제 베어링
146 : 변형 방지 부분
150 : 혈관부
151 : 안정화 구간
153 : 탄성 제공 구간
155 : 유체 저항 조절 구간
170 : 측정부
171 : 유체 압력 측정부재
173 : 유량 측정부재
175 : 용적 측정부재

Claims (12)

  1. 상호 연결된 2개의 수조를 구비하며, 상기 수조에는 유체가 수용되는 수조부;
    상기 수조부 중 하나의 수조에 이동 라인에 의해 연결되며, 피스톤- 실린더 방식에 의한 정방향으로의 회전 운동을 선형 운동으로 변환하여 상기 유체에 압력을 발생시키는 압력 발생부;
    상기 압력 발생부와 상기 수조부 중 다른 하나의 수조를 연결하며 상기 압력 발생부에 의해 압력이 가해진 상기 유체를 이동시키는 경로를 형성하는 혈관부; 및
    상기 유체의 유량 및 압력을 측정하여 혈관의 압맥파 및 혈류 특성을 동시에 시뮬레이션(simulation) 하도록 하는 측정부;
    를 포함하는 맥 시뮬레이션 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혈관부는,
    상기 유체의 흐름을 안정화하는 안정화 구간;
    상기 유체에 탄성력을 제공하는 탄성 제공 구간; 및
    상기 유체의 저항 특성을 분석하는 유체 저항 조절 구간을 포함하는 맥 시뮬레이션 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 측정부는,
    상기 탄성 제공 구간에 장착되어 유체의 압력을 측정하는 유체 압력 측정부재; 및
    상기 탄성 제공 구간에 장착되어 상기 유체의 유량을 측정하는 유량 측정부재를 포함하는 맥 시뮬레이션 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는,
    상기 압력 발생부에 장착되어 상기 유체의 용적을 측정하는 용적 측정부재를 더 포함하는 맥 시뮬레이션 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압력 발생부는,
    회전력을 발생시키는 회전 모터;
    상기 회전 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환시키는 운동 변환부재; 및
    상기 운동 변환부재의 직선 운동에 의해 팽창 또는 수축하며 압력을 발생시키는 압력 발생부재를 포함하는 맥 시뮬레이션 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 압력 발생부재는,
    한 쌍이 구비되며 사이에는 압력을 발생시키는 압력 주머니가 구비되는 피스톤; 및
    상기 피스톤의 이동 경로를 형성하는 중공의 실린더를 포함하며,
    상기 피스톤 중 하나의 피스톤에 상기 운동 변환부재가 연결되어 상기 회전 모터가 회전하는 경우 상기 운동 변환부재에 의해 상기 하나의 피스톤이 다른 하나의 상기 피스톤에 대해 접근 및 이격되면서 상기 압력 주머니를 팽창 또는 수축시켜 압력을 생성하는 맥 시뮬레이션 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 피스톤이 상기 중공의 실린더 내부를 선형 이동할 때 발생되는 마찰력을 감소시키기 위해 상기 피스톤과 상기 실린더의 내면은 이격 공간을 갖는 맥 시뮬레이션 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 운동 변환부재는 상기 회전 모터의 샤프트에 연결되는 제1 링크부재 및 상기 피스톤에 연결되는 제2 링크부재를 포함하며,
    상기 제1 링크부재 및 상기 제2 링크부재는 링크에 의해 연결되는 맥 시뮬레이션 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 링크부재에 의해 직선 운동을 상기 피스톤에 전달하는 상기 제2 링크부재에는 상기 제2 링크부재의 직선 운동 시 발생 가능한 진동을 억제하기 위한 진동 억제 베어링이 장착되는 맥 시뮬레이션 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 압력 주머니는 러버 재질로 마련되며, 상기 피스톤에 탈부착 가능한 맥 시뮬레이션 시스템.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 압력 발생부재는,
    상기 압력 주머니를 감쌈으로써 상기 피스톤의 운동에 의해 상기 압력 주머니가 수축될 때 상기 압력 주머니의 변형을 방지하는 변형 방지 부분을 더 포함하는 맥 시뮬레이션 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 압력 발생부에 연결되는 상기 이동 라인에는 상기 수조로부터 상기 압력 발생부 방향으로만 상기 유체가 이동될 수 있도록 단방향 밸브가 구비되고,
    상기 압력 발생부에 연결되는 상기 혈관부에는 상기 압력 발생부로부터 상기 혈관부 방향으로만 상기 유체가 이동될 수 있도록 단방향 밸브가 구비되는 맥 시뮬레이션 시스템.
KR1020140138309A 2014-10-14 2014-10-14 맥 시뮬레이션 시스템 KR101676105B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140138309A KR101676105B1 (ko) 2014-10-14 2014-10-14 맥 시뮬레이션 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140138309A KR101676105B1 (ko) 2014-10-14 2014-10-14 맥 시뮬레이션 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160043734A true KR20160043734A (ko) 2016-04-22
KR101676105B1 KR101676105B1 (ko) 2016-11-14

Family

ID=55918278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140138309A KR101676105B1 (ko) 2014-10-14 2014-10-14 맥 시뮬레이션 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101676105B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106981245A (zh) * 2017-05-25 2017-07-25 广州中医药大学 一种仿生脉诊仪及仿生脉诊系统
KR20210036600A (ko) * 2019-09-26 2021-04-05 대구한의대학교산학협력단 인 비트로 혈맥 시스템을 이용한 맥상 재현 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008018030A (ja) * 2006-07-12 2008-01-31 Univ Waseda 血管動作シミュレータ
JP2008237304A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Univ Kansai Medical 心血管系シミュレーションモデル
KR101428532B1 (ko) * 2013-05-29 2014-08-18 상지대학교산학협력단 압력발생기 및 이를 포함하는 심혈관계 시뮬레이터 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008018030A (ja) * 2006-07-12 2008-01-31 Univ Waseda 血管動作シミュレータ
JP2008237304A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Univ Kansai Medical 心血管系シミュレーションモデル
KR101428532B1 (ko) * 2013-05-29 2014-08-18 상지대학교산학협력단 압력발생기 및 이를 포함하는 심혈관계 시뮬레이터 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106981245A (zh) * 2017-05-25 2017-07-25 广州中医药大学 一种仿生脉诊仪及仿生脉诊系统
CN106981245B (zh) * 2017-05-25 2023-04-28 广州中医药大学 一种仿生脉诊仪及仿生脉诊系统
KR20210036600A (ko) * 2019-09-26 2021-04-05 대구한의대학교산학협력단 인 비트로 혈맥 시스템을 이용한 맥상 재현 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101676105B1 (ko) 2016-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10994413B2 (en) Flexible robotic actuators
Kalisky et al. Differential pressure control of 3D printed soft fluidic actuators
Milana et al. Artificial soft cilia with asymmetric beating patterns for biomimetic low‐Reynolds‐number fluid propulsion
Yamaguchi et al. A robot hand using electro-conjugate fluid: Grasping experiment with balloon actuators inducing a palm motion of robot hand
KR101676105B1 (ko) 맥 시뮬레이션 시스템
US9865180B2 (en) Heart phantom assembly
Spröwitz et al. Scalable pneumatic and tendon driven robotic joint inspired by jumping spiders
Marchese et al. Towards a self-contained soft robotic fish: On-board pressure generation and embedded electro-permanent magnet valves
US9576504B2 (en) Mechanical model of the cardiovascular system and method of demonstrating the physiology of the cardiovascular system
Serchi et al. An elastic pulsed-jet thruster for Soft Unmanned Underwater Vehicles
CN104346987A (zh) 一种心脏腔室模拟器驱动机构
JP6480122B2 (ja) 超音波診断装置
Berring et al. A smart hydraulic joint for future implementation in robotic structures
Tanaka et al. Intracardiac VFM technique using diagnostic ultrasound system
Pourghodrat et al. Disposable fluidic actuators for miniature in-vivo surgical robotics
CN110648580A (zh) 一种模拟左心室功能的实验装置
Gilbertson et al. Force analysis and modelling of soft actuators for catheter robots
Friedrich Load response of shape-changing microswimmers scales with their swimming efficiency
Quispe et al. Geometry optimization of helical swimming at low Reynolds number
Sun et al. The Validation of Viscosity Induced Chord-Wise Undulation on Soft Fin Ray Array Towards a Novel Robotic Manta Ray
KR101871030B1 (ko) 초정밀 맥동유동 발생장치, 그 맥동유동 발생장치를 갖는 인공 맥상파 재현 시스템 및 재현방법
RU187572U1 (ru) Устройство для формирования пульсирующих потоков в фантомах кровеносных сосудов
CN209247383U (zh) 一种磁悬浮胶囊机器人试验装置
CN203433728U (zh) 一种心脏腔室模拟器驱动机构
Tripathi et al. Electrokinetic transport in unsteady flow through peristaltic microchannel

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190926

Year of fee payment: 4