KR20190044721A

KR20190044721A - 요골동맥 압맥파형 시뮬레이터 및 그 요골동맥 압맥파형 시뮬레이터를 이용한 압맥파형의 진폭변화파형 구현방법

Info

Publication number: KR20190044721A
Application number: KR1020170136626A
Authority: KR
Inventors: 양태헌; 우삼용; 김재욱; 김영민
Original assignee: 한국 한의학 연구원
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2019-05-02
Also published as: KR101989242B1

Abstract

본 발명은 요골동맥 압력파형 시뮬레이터 및 그요골동맥 압력파형 시뮬레이터를 이용한 압맥 진폭변화파형 구현방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 회전축과 연결된 압맥파형변곡유닛을 모터에 의해 회전시키는 회전모션발생부; 일측이 상기 압맥파형변곡유닛에 접촉되어 상기 압맥파형변곡유닛의 회전에 따라 압맥파형을 발생시키는 압맥파형발생부; 및 일측이 상기 압맥파형발생부의 타측에 연결되어 상기 압맥파형발생부에서 발생된 압맥파형을 전달하는 압맥파형전달부;를 포함하고, 상기 압맥파형변곡유닛은 적어도 하나의 변곡부를 갖고, 일측끝단에서 타측끝단으로 점진적으로 평균직경이 감소되는 사다리꼴 측단면을 갖는 것을 특징으로 하는 압맥파형 재현장치에 관한 것이다.

Description

요골동맥 압맥파형 시뮬레이터 및 그 요골동맥 압맥파형 시뮬레이터를 이용한 압맥파형의 진폭변화파형 구현방법{Pressure Pulse wave simulator and method for simulating using the simulator}

본 발명은 요골동맥 압맥파형 시뮬레이터 및 그 요골동맥 압맥파형 시뮬레이터를 이용한 압맥파형의 진폭변화파형 구현방법에 대한 것이다.

도 1a는 심장 작동에 대한 대동맥 뿌리쪽 압력과, 좌심실 내 압력, 좌심방 내압력, 좌심실 부피를 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 또한, 도 1b는 인체 심장의 각 부분을 표시한 모식도를 도시한 것이다. 그리고, 도 1c는 좌심방수축, 좌심실 정적수축, 방출, 정적이완, rapid inflow, 심장정지기 각각이 지속되는 시간을 정리한 표를 도시한 것이다.

그리고, 도 1d는 심장정지기, 완방실막판 닫힘, 좌심실 정적수축, 대동맥판 열림, 방출, 대동맥판 닫힘, 정적이완, 왼방실막판 열림이 진행됨에 따른, 좌심실 내의 압력과 부피 그래프(좌측 그래프) 및 좌심실 내의 압력과 부피 그래프를 도시한 것이다. 또한, 도 1e는 인체의 심장, 상향 대동맥, 쇄골하 동맥, 하행 흉부 대동맥류, 폐동맥을 나타낸 모식도를 도시한 것이고, 도 1f는 대동맥궁에서의 중심혈압 그래프를 도시한 것이다.

도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 좌심방수축, 왼방실막판 닫힘, 좌심실 정적수축, 대동맥판 열림, 방출, 방출밸브 닫힘, 좌심실 정적이완, 왼반실막판 열림, 급속충진, 심장정지기를 1싸이클로 하여 순환되게 됨을 알 수 있다.

따라서 이러한 실제 심장의 동작방법과 동일한 과정을 재현하여야만 실제 사람의 혈압파형와 동일한 초정밀 인공혈압파형를 재현할 수 있게 된다.

종래 혈압파형 시뮬레이터는 피스톤과 실린더, 그리고 피스톤을 선형 운동시키는 모터를 활용하여 순환유체를 개회로 제어(Open-Loop Control)를 통해 혈압파형을 만들고자 하였다. 하지만, 좌심방의 역할을 해주는 장치가 없어 유체의 순환이 인체와 다른 방식으로 이루어지고, 또한 개회로 제어를 함으로 다양한 심혈관계의 질환을 표현하는 압력패턴은 생성할 수 없다는 문제가 존재한다.

종래, 실제 심장의 혈류와 유사한 형태를 재현시키고자 하는 유압 장치들이 존재한다. 종래 유압식 혈류 구동장치는 로터리 모터와 슬라이더 크랭크(Slider-Crank) 구조를 이용한 심장모사 펌프로 개발되었으나, 소음과 잔진동이 심하고, 힘과 속도가 연결(Coupled)되어 있어 정밀 변위 제어가 어려워 이 장치 또한 다양한 심혈관계의 질환을 표현하지 못하는 문제점을 가지고 있으며, 볼 체크 밸브(Ball Check Valve)를 사용하여 난류가 발생되는 문제점이 존재한다.

또한, 종래 동맥 훈련 손목기구는 DC 기어드 모터(DC Geared Motor)와 슬라이더 크랭크 구조를 이용한 것으로 동맥혈관을 찾아 주사기를 삽입하는 간호사 훈련용으로 개발되었으나, 소음 및 잔진동의 문제가 존재하며, 힘과 속도가 연결(Coupled)되어 있어 정밀 변위 제어가 어려워 또한 다양한 심혈관계의 질환을 표현하지 못하는 문제점을 가지고 있다.

그리고, 종래 유압식 혈류 구동시스템은 스텝모터와 타이밍벨트 및 리드 스크류를 적용한 것으로 유체의 정밀 토출 및 제어를 위해 개발되어 정밀 변위 및 힘 제어가 가능하고 소음, 진동, 열전달 효과를 최소화하였으나, 유체의 토출속도가 느려 심장의 혈류 등을 모사하기에는 부적합한 단점을 가지고 있다.

혈압계에 내장된 압력지시계(혈압센서)의 불확도를 평가하여 혈압 측정의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 시스템의 필요에 따라, 공압으로 인체에서 발생되는 압력 파형의 저장 및 재현할 수 있는 Non-Invasive Blood Pressure Monitor Analyzer가 FLUKE사에서 개발되었다.

또한, 종래 공압식 혈압 구동 시스템은 피스톤을 왕복 운동시켜 공기의 압력진동을 생성하여 사람의 팔에서 발생하는 압력진동을 모사하여 압력계를 교정할 수 있는 비교값을 하는데 사용된다.

그러나, 이러한 공압식 혈압구동시스템은 동맥혈관에서 발생하는 압력진동을 모사하기 위해서 개발된 것이다. 공기는 압축성이기 때문에, 비압축성인 혈액이 흐르며 생성하는 반사파 및 혈류의 느낌을 표현하기에 부적합하여 팔목의 촉진용인 혈압파형 재현장치에 적용하기는 적합하지 않은 문제점이 존재한다.

종래의 장치는 피스톤과 실린더, 그리고 피스톤을 선형 운동시키는 모터를 활용하여 좌심실의 기능을 구현하여 맥유동 내지 혈압파형를 만들려는 시도를 하였다. 하지만, 사람의 맥유동 내지 혈압파형은 좌심실의 기능뿐만 좌심방의 기능도 중요하다. 좌심방은 양압과 음압을 교번하여 발생함으로 좌심실로 동맥혈을 보내고 다시 폐정맥으로부터 동맥혈을 공급받는 역할을 하여, 인체 내에서 폐쇄순환(closed circulation)으로 이루어지도록 한다. 종래의 특허문헌에서는 이러한 좌심방의 기능이 배제되어 있어 인체와 유사한 다양한 혈류의 흐름을 만들기가 어려웠다.

또한, 맥유동을 직접적으로 만드는 좌심실 내의 압력이 중요한 요소인데, 종래의 특허문헌에서는 압력값의 피드백을 사용하지 않고, 단순히 개회로 제어(open-loop control) 방식을 채용함으로, 다양한 심혈관계의 질환을 표현할 수 있는 맥유동 내지 혈압파형의 압력패턴을 만들 수 없는 한계를 가지고 있었다.

또한, 혈압파형을 재현하기 위하여 좌심실과 좌심방을 모두 모사하여 유체 폐쇄 순환 방식으로 맥동 유동을 발생시킬 수도 있으나, 이러한 방식은 장치가 비대해 지며 휴대할 수 없으며, 서보모터의 반응이 느려 심장맥을 정확히 구현하기 힘들며, 보급이 어렵고 유지보수가 힘든 문제점이 존재한다.

또한, 도 2는 20대 요골동맥 맥압파형 그래프를 도시한 것이다. 이러한 실제 맥압파형은 도 2에 도시된 바와 같이, 심장의 수축에 의해 발생되는 전진파(forward Wave)와 복부대동맥 분기점에 의한 반사파(Backward Wave) 및 전진파와 반사파의 합성에 의해 생기는 합성파(Late Systole)를 포함하여 형성되게 된다. 따라서 이러한 전진파(①), 반사파(②) 및 합성파(③)를 재현하기 위한 구현장치가 요구된다.

그리고, 도 3a는 실제 맥진자가 점진적으로 가압하는 힘을 증가하는 경우 느끼게 되는 혈압 크기 그래프를 나타낸 것이고, 도 3b는 도 3a의 혈압파형에서 진폭변화파형으로 변환하여 나타낸 그래프를 도시한 것이다.

도 3a, 도 3b에 도시된 바와 같이, 실제 맥을 짚을 때, 세손가락으로 전짐적으로 손목에 가압하는 힘을 증대시킬 때, 느껴지게 되는 맥의 크기는 연령, 인체의 특정에 따라 다양하게 됨을 알 수 있다.

이러한 맥압의 진폭변화파형은 정상인 경우, 부맥(③)인 경우, 침맥(②)인 경우 등이 존재하며, 이러한 특성에 따라 피부경화, 피부지방층두께, 요골동맥의 경화도 등을 진단할 수 있게 된다.

따라서 맥압파형변곡유닛으로 간단히 구현할 수 있으며, 소형으로 휴대할 수 있으며 경제적이고 반응속도가 빠르면서 전진파, 반사파 및 합성파를 갖는 혈압 파형을 정확히 구현하면서, 또한 부맥, 침맥 등을 재현할 수 있는 혈압파형 재현장치의 개발이 요구되었다.

대한민국 등록특허 제0839205호 대한민국 등록특허 제0625895호 대한민국 등록특허 제1147507호 대한민국 등록특허 제1382415호 대한민국 공개특허 제2013-0108093호

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 압맥파형변곡유닛을 기반으로 압맥파형을 발생시켜 소형, 휴대가 가능하며 유지보수가 쉬우면서도, 반응속도가 빠르고 압맥파형을 정확히 구현할 수 있는 시뮬레이터를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 이완기압맥조절부에 의해 압맥파형의 이완기 압맥을 조절할 수 있으며, 전진파, 반사파, 합성파를 갖는 압맥파형을 구현하면서 또한, 다양한 형태의 부맥, 침맥 등을 포함하는 진폭변화파형을 재현해 낼 수 있는 시뮬레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 압맥파형발생부의 위치가 고정된 상태에서, 압맥파형변곡유닛 또는 회전모션발생부를 압맥파형변곡유닛의 길이방향으로 직선 왕복 구동시켜 다양한 진폭변화파형을 구현할 수 있어, 부맥, 침맥 등을 모두 재현할 수 있는 시뮬레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1목적은 압맥파형 재현장치에 있어서, 회전축과 연결된 압맥파형변곡유닛을 모터에 의해 회전시키는 회전모션발생부; 일측이 상기 압맥파형변곡유닛에 접촉되어 상기 압맥파형변곡유닛의 회전에 따라 압맥파형을 발생시키는 압맥파형발생부; 및 일측이 상기 압맥파형발생부의 타측에 연결되어 상기 압맥파형발생부에서 발생된 압맥파형을 전달하는 압맥파형전달부;를 포함하고, 상기 압맥파형변곡유닛은 적어도 하나의 변곡부를 갖고, 일측끝단에서 타측끝단으로 점진적으로 평균직경이 감소되는 사다리꼴 측단면을 갖는 것을 특징으로 하는 압맥파형 재현장치로서 달성될 수 있다.

그리고, 상기 압맥파형변곡유닛의 측면은 원주방향으로 서로 특정간격 이격되며 서로 다른 높이를 갖는 변곡부를 2개 이상 포함하며, 상기 압맥파형변곡유닛은 일측끝단에서 타측끝단으로 점진적으로 평균직경이 감소되는 형태를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 회전모션발생부 또는 상기 압맥파형변곡유닛을, 상기 압맥파형변곡유닛의 길이방향을 따라 왕복 구동시키는 직선모션구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 압맥파형전달부 일측에 구비되어, 사용자가 상기 압맥파형전달부를 가압하는 힘을 실시간으로 측정하는 힘측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 압맥파형전달부는 끝단이 폐쇄된 플렉시블 튜브로 구성되어 모형 손목 상에 장착되고, 상기 힘측정부는, 상기 플렉시블 튜브 하단 또는 상기 모형 손목 하단측에 구비되고, 일측끝단은 폐쇄되며 내부에 공기 또는 유체가 저장되고 타측에 압력트랜스듀서가 장착된 실리콘 튜브로 구성되어 가압되는 힘을 측정하거나, 상기 플렉시블 튜브와 상기 모형 손목이 접촉되는 다수의 위치에 구비되는 힘센서로 구성되거나, 또는 상기 모형 손목 하단 양측 각각에 구비되며, 베이스 플레이트에 고정되는 고정단과 상기 고정단에서 내측으로 돌출되어 끝단이 상기 모형 손목 하부 측에 결합되는 캔틸레버와 상기 고정단과 상기 캔틸레버 사이의 연결단 상에 장착되는 필름형 힘센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 압맥파형발생부는, 일측 끝단이 상기 압맥파형변곡유닛의 측면과 접촉되는 압맥파형변곡유닛 팔로워; 및 상기 압맥파형변곡유닛 팔로워의 타측 끝단에 연결되어 상기 압맥파형변곡유닛의 회전에 따라 실린더 내에서 구동되는 피스톤을 포함하고, 상기 압맥파형전달부의 일측 끝단은 상기 실린더 타측에 연결되며, 타측 끝단은 폐쇄되어 상기 피스톤의 구동에 따라 발생된 압맥파형을 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 압맥파형발생부는, 일측 끝단이 상기 압맥파형변곡유닛과 접촉되는 압맥파형변곡유닛 팔로워; 및 상기 압맥파형변곡유닛 팔로워의 타측 끝단에 연결되어 상기 압맥파형변곡유닛의 회전에 따라 신장, 압축되는 벨로우즈를 포함하고, 상기 압맥파형전달부의 일측 끝단은 상기 벨로우즈 타측에 연결되며, 타측 끝단은 폐쇄되어 상기 벨로우즈의 신장, 압축에 따라 발생된 압맥파형을 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 모터를 제어하여 상기 압맥파형변곡유닛의 회전속도를 조절하고, 상기 직선모션구동부를 제어하여 상기 팔로워와 상기 압맥파형변곡유닛의 접촉위치를 조절하는 작동제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은, 압맥파형 재현방법에 있어서, 회전모션발생부의 회전축에, 원주방향으로 서로 특정간격 이격되며 서로 다른 높이를 갖는 변곡부가 2개 이상 형성되며 일측끝단에서 타측끝단으로 점진적으로 평균직경이 감소되는 형태의 압맥파형변곡유닛을 장착하고, 압맥파형발생부의 초기위치를 세팅하고, 압맥파형 전달부의 내압을 조절하는 세팅단계; 모터를 작동시켜 압맥파형변곡유닛을 회전축 기준으로 회전시키는 단계; 상기 압맥파형변곡유닛의 회전에 따라 압맥파형발생부에서 압맥파형이 발생되는 단계; 상기 압맥파형발생부의 타측에 연결된 압맥파형전달부가 상기 압맥파형발생부에서 발생된 압맥파형을 전달하는 단계; 및 사용자가 압맥파형전달부를 가압하여 상기 압맥파형을 전달받는 단계;를 포함하고, 직선모션구동부가, 상기 회전모션발생부 또는 상기 압맥파형변곡유닛을 상기 압맥파형변곡유닛의 길이방향을 따라 왕복구동시키는 것을 특징으로 하는 압맥파형 재현방법으로서 달성될 수 있다.

그리고, 상기 압맥파형전달부 일측에 구비된 힘측정부에 의해 사용자가 상기 압맥파형전달부를 가압하는 힘을 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제3목적은, 다양한 압맥 진폭변화파형을 구현할 수 있는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터에 있어서, 앞서 언급한 제1목적에 따른 재현장치; 압맥파형발생부 및 압맥파형전달부 중 적어도 하나의 일측에 연결되어, 압맥파형의 이완기 압맥을 조절하는 이완기압맥조절부; 상기 압맥파형발생부 및 상기 압맥파형 전달부 중 적어도 하나의 일측에 연결되어, 상기 압맥파형의 진폭을 조절하는 압맥진폭조절부; 상기 압맥파형발생부 및 상기 압맥파형 전달부 중 적어도 하나의 일측에 구비되어 상기 압맥파형 전달부 내의 압력을 실시간으로 측정하는 압력센서; 및 상기 압력센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 압맥파형을 실시간으로 디스플레이하고, 힘측정부에서 측정된 가압하는 힘을 실시간으로 디스플레이하는 모니터링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터로서 달성될 수 있다.

그리고, 상기 압력센서에서 측정된 값과, 상기 힘측정부에서 측정된 가압하는 힘을 기반으로, 상기 이완기압맥조절부, 상기 압맥진폭조절부 및 직선모션구동부를 제어하는 작동제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 작동제어부는, 상기 직선모션구동부가 상기 압맥파형변곡유닛을 타측으로 이동시킨 후, 일측으로 복귀시키도록 제어하여 상기 진폭변화파형이 설정된 형태가 되도록 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 작동제어부는, 상기 압맥파형변곡유닛이 타측으로 이동되는 거리 및 이동속도를 조절하여, 상기 진폭변화파형이 설정된 형태가 되도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제4목적은 앞서 언급한 제3목적에 따른 요골동맥 압력파형 시뮬레이터를 통해 다양한 압맥 진폭변화파형을 구현하는 방법에 있어서, 회전모션발생부의 회전축에, 원주방향으로 서로 특정간격 이격되며 서로 다른 높이를 갖는 변곡부가 2개 이상 형성되며 일측끝단에서 타측끝단으로 점진적으로 평균직경이 감소되는 형태의 압맥파형변곡유닛을 장착하고, 압맥파형발생부의 초기위치를 세팅하고, 압맥파형 전달부의 내압을 조절하는 세팅단계; 모터를 작동시켜 압맥파형변곡유닛을 회전축 기준으로 회전시키는 단계; 상기 압맥파형변곡유닛의 회전에 따라 압맥파형발생부에서 압맥파형이 발생되는 단계; 상기 압맥파형발생부의 타측에 연결된 압맥파형전달부가 상기 압맥파형발생부에서 발생된 압맥파형을 전달하는 단계; 사용자가 압맥파형전달부를 가압하여 상기 압맥파형을 전달받는 단계; 및 사용자가 상기 압맥파형전달부를 가압하는 힘을 점진적으로 증대시키면서 진폭변화파형을 전달받는 단계;를 포함하고, 상기 압맥파형전달부 일측에 구비된 힘측정부에 의해 사용자가 상기 압맥파형전달부를 가압하는 힘을 실시간으로 측정하고, 상기 압맥파형발생부 및 상기 압맥파형 전달부 중 적어도 하나의 일측에 구비된 압력센서가 상기 압맥파형 전달부 내의 압력을 실시간으로 측정하며, 모니터링부는 상기 압력센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 압맥파형을 실시간으로 디스플레이하고, 힘측정부에서 측정된 가압하는 힘을 실시간으로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터를 이용한 압맥 진폭변화파형 구현방법으로서 달성될 수 있다.

그리고, 작동제어부가 상기 압력센서에서 측정된 값과, 상기 힘측정부에서 측정된 가압하는 힘을 기반으로, 상기 이완기압맥조절부, 상기 압맥진폭조절부 및 직선모션구동부를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제어하는 단계는, 작동제어부가, 상기 압맥파형변곡유닛을 타측으로 이동시킨 후, 일측으로 복귀시키도록 제어하여 상기 진폭변화파형이 설정된 형태가 되도록 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 시뮬레이터에 따르면, 압맥파형변곡유닛을 기반으로 압맥파형을 발생시켜 소형, 휴대가 가능하며 유지보수가 쉬우면서도, 반응속도가 빠르고 압맥파형을 정확히 구현할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따는 시뮬레이터에 따르면, 이완기압맥조절부에 의해 압맥파형의 이완기 압맥을 조절할 수 있으며, 전진파, 반사파, 합성파를 갖는 압맥파형을 구현하면서 또한, 다양한 형태의 부맥, 침맥 등을 포함하는 진폭변화파형을 재현해 낼 수 있는 효과를 갖는다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 시뮬레이터에 따르면, 압맥파형발생부의 위치가 고정된 상태에서, 압맥파형변곡유닛 또는 회전모션발생부를 압맥파형변곡유닛의 길이방향으로 직선 왕복 구동시켜 다양한 진폭변화파형을 구현할 수 있어, 부맥, 침맥 등을 모두 재현할 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a는 심장 작동에 대한 대동맥 뿌리쪽 압력과, 좌심실 내 압력, 좌심방 내압력, 좌심실 부피를 나타낸 그래프,
도 1b는 좌심방수축, 좌심실 정적수축, 방출, 정적이완, rapid inflow, 심장정지기 각각이 지속되는 시간을 정리한 표,
도 1c는 인체 심장의 각 부분을 표시한 모식도,
도 1d는 심장정지기, 완방실막판 close, 좌심실 정적수축, 대동맥판 open, 방출, 대동맥판 close, 정적이완, 왼방실막판 open이 진행됨에 따른, 좌심실 내의 압력과 부피 그래프(좌측 그래프) 및 좌심실 내의 압력과 부피 그래프,
도 1e는 인체의 심장, 상향 대동맥, 쇄골하 동맥, 하행 흉부 대동맥류, 폐동맥을 나타낸 모식도,
도 1f는 대동맥궁에서의 중심압맥 그래프,
도 2는 압맥파형 그래프,
도 3a는 실제 맥진자가 점진적으로 가압하는 힘을 증가하는 경우 느끼게 되는 압맥 크기 그래프,
도 3b는 도 3a의 압맥파형에서 진폭변화파형으로 변환하여 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압맥파형 재현장치의 모식도,
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 압맥파형을 구현하기 위해 설계된 3개의 변곡부를 갖는 압맥파형변곡유닛의 일단측 형상,
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 압맥파형변곡유닛의 타단측 형상,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다양한 압맥 진폭변화파형을 구현할 수 있는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터의 구성도,
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따라 피스톤과 실린더로 구성된 압맥파형발생부의 측단면도,
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따라 벨로우즈로 구성된 압맥파형발생부의 측단면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이완기압맥조절부와, 압맥진폭조절부, 벤트밸브를 갖는 압맥파형발생부의 측단면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 회전모션발생부를 유동시키는 직선모션구동부의 구성도,
도 10a는 본 발명의 제1실시예에 따른 힘측정부가 구비된 압맥파형전달부의 측단면도,
도 10b는 본 발명의 제1실시예에 따른 힘측정부의 평면도,
도 10c는 본 발명의 제2실시예에 따른 힘측정부가 구비된 압맥파형전달부의 측단면도,
도 10d는 본 발명의 제3실시예에 따른 힘측정부가 구비된 압맥파형전달부의 평면도,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 작동제어부의 제어신호 흐름을 나타낸 블록도,
도 12a는 A 진폭변화파형과 B 진폭변화파형 그래프,
도 12b는 A 진폭변화파형을 B 진폭변화파형으로 구현시키기 위해 직선모션구동부를 제어하는 단계를 나타낸 모식도,
도 13a는 A 진폭변화파형과 C 진폭변화파형 그래프,
도 13b는 A 진폭변화파형을 C 진폭변화파형으로 구현시키기 위해 직선모션구동부를 제어하는 단계를 나타낸 모식도를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른, 압맥파형 재현장치, 요골동맥 압력파형 시뮬레이터(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압맥파형 재현장치의 모식도를 도시한 것이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다양한 압맥 진폭변화파형을 구현할 수 있는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터(100)의 구성도를 도시한 것이다.

도 4에 도시된 와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 압맥파형 재현장치(100)는 기본적으로 회전모션발생부(10)와, 압맥파형발생부(20)와, 압맥파형전달부(30) 등으로 구성될 수 있음을 알 수 있다.

회전모션발생부(10)는 회전축(13), 압맥파형변곡유닛(11), 모터(14)로 구성되어, 회전축(13)과 연결된 압맥파형변곡유닛(11)을 모터(14)에 의해 회전시키도록 구성된다. 또한, 압맥파형발생부(20)는 일측이 압맥파형변곡유닛(11)에 접촉되어 압맥파형변곡유닛(11)의 회전에 따라 압맥파형을 발생시키게 된다. 또한, 압맥파형전달부(30)는 일측이 압맥파형발생부(20)의 타측에 연결되어 압맥파형발생부(20)에서 발생된 압맥파형을 전달하게 된다.

본 발명에서는 실제 압맥파형와 같이 수축파와 반사파를 갖는 압맥파형을 실현하기 위하여 3개의 변곡부(12)를 갖는 압맥파형변곡유닛(11) 형상이 적용되게 된다.

도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 압맥파형을 구현하기 위해 설계된 3개의 변곡부를 갖는 압맥파형변곡유닛(11)의 일단측 형상을 도시한 것이다. 그리고, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 압맥파형변곡유닛(11)의 타단측 형상을 도시한 것이다.

실제 압맥파형은 앞서 언급한 도 2에 도시된 바와 같이, 심장의 수축에 의해 발생되는 전진파(forward Wave)와 복부대동맥 분기점에 의한 반사파(Backward Wave) 및 전진파와 반사파의 합성에 의해 생기는 합성파(Late Systole)을 포함하여 형성되게 된다. 이러한 전진파, 반사파 및 합성파를 재현하기 위하여 본 발명의 압맥파형변곡유닛(11)의 측면은 도 4 및 5a에 도시된 바와 같이, 원주방향으로 서로 특정간격 이격되며, 서로 다른 높이를 갖는 변곡부(12)를 3개 이하 포함하여 구성되게 됨을 알 수 있다.

따라서 압맥파형변곡유닛(11)의 외측면에 접촉되어 구동되는 압맥파형발생부(20)는 접촉면이 압맥파형변곡유닛(11)의 제1변곡부(12-1)를 지나면서 압맥파형의 전진파를 재현하고 제2변곡부(12-2)를 지나면서 합성파를 재현하게 되며 제3변곡부(12-3)를 거치면서 반사파를 재현하게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 압맥파형변곡유닛(11)은 도 4에 도시된 바와 같이, 전체적으로 원통형을 가지나, 3개의 변곡부를 구비하면서, 동시에 일측끝단에서 타측끝단으로 점진적으로 평균직경이 감소되는 형태를 갖게 됨을 알 수 있다.

그리고 후에 상세하게 설명되는 바와 같이, 압맥파형발생부(20)의 위치가 고정된 상태에서, 압맥파형변곡유닛(11) 또는 회전모션발생부(10)를 압맥파형변곡유닛(11)의 길이방향으로 직선 왕복 구동시켜 다양한 진폭변화파형을 구현할 수 있어, 부맥, 침맥 등을 모두 재현할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 요골동맥 압력파형 시뮬레이터(100)(100)의 구성을 보다 상세하게 설명하도록 한다. 먼저, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다양한 압맥 진폭변화파형을 구현할 수 있는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터(100)의 구성도를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 요골동맥 압력파형 시뮬레이터(100)는 이동스테이지(71)에 장착되는 회전모션발생부(10), 베이스 프레임(2)에 장착되는 압맥파형발생부(20), 압맥파형전달부(30), 모니터링부(40) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.

그리고, 도 7a는 본 발명의 일실시예에 따라 피스톤과 실린더로 구성된 압맥파형발생부(20)의 측단면도를 도시한 것이고, 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따라 벨로우즈로 구성된 압맥파형발생부(20)의 측단면도를 도시한 것이다.

또한, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이완기압맥조절부(50)와, 압맥진폭조절부(60), 벤트밸브(27)를 갖는 압맥파형발생부(20)의 측단면도를 도시한 것이다.

그리고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 회전모션발생부(10)를 유동시키는 직선모션구동부(70)의 구성도를 도시한 것이다.

또한, 도 10a는 본 발명의 제1실시예에 따른 힘측정부(80)가 구비된 압맥파형전달부(30)의 측단면도를 도시한 것이고, 도 10b는 본 발명의 제1실시예에 따른 힘측정부(80)의 평면도를 도시한 것이다. 도 10c는 본 발명의 제2실시예에 따른 힘측정부(80)가 구비된 압맥파형전달부(30)의 측단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 10d는 본 발명의 제3실시예에 따른 힘측정부(80)가 구비된 압맥파형전달부(30)의 평면도를 도시한 것이다.

도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 압맥파형변곡유닛(11)은 원주방향으로 서로 특정간격 이격되며 서로 다른 높이를 갖는 3개의 변곡부(12)를 포함하여 구성되며, 일측끝단에서 타측끝단으로 점진적으로 평균직경이 감소되는 사다리꼴 측단면을 갖는 형태로 구성됨을 알 수 있다. 이러한 압맥파형변곡유닛(11)의 중심점은 회전축(13)에 의해 모터(14)와 연결되고 모터(14)의 구동에 의해 압맥파형변곡유닛(11)이 회전축(13)을 기준으로 회전되게 된다.

보다 구체적으로는 도 9에 도시된 바와 같이, 이동스테이지(71) 일측 상에 DC모터가 설치되고 DC모터(14) 회전단과 회전축(13) 사이에 플렉시블 커플링(15)이 구비되며, 회전축(13)은 이동스테이지(71)에 결합된 제1지지대(16)를 통해 지지되며 회전축(13)의 타측끝단이 압맥파형변곡유닛(11)의 일측면에 결합되게 됨을 알 수 있다. 이러한 제1지지대(16)와 회전축(13) 사이에는 베어링(18)이 구비된다.

도 6, 도 7a에 도시된 바와 같이, 베이스프레임(2) 상에 설치되는 압맥파형발생부(20)는 롤러(22), 압맥파형변곡유닛 팔로워(21), 피스톤(25), 실린더(24) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 롤러(22)는 압맥파형변곡유닛 팔로워(21)의 일측 끝단에 구비되며 압맥파형변곡유닛(11)의 측면에 접촉되게 된다. 그리고 변곡부(12)를 압맥파형변곡유닛(11)이 회전함에 따라 압맥파형변곡유닛 팔로워(21)는 길이방향을 기준으로 이동되어지게 된다.

이러한 압맥파형변곡유닛 팔로워(21)의 타측 끝단에는 피스톤(25)이 연결되며, 이러한 피스톤(25)은 압맥파형변곡유닛(11)의 회전에 따라 실린더(24) 내에서 왕복 구동되게 된다. 또한, 압맥파형변곡유닛 팔로워(21)의 롤러(22)가 압맥파형변곡유닛(11)의 측면과의 접촉이 유지되도록 피스톤(25)에 복원력을 인가하기 위해 탄성수단을 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 압맥파형전달부(30)는 플렉서블 튜브(31)로 구성될 수 있으며, 압맥파형전달부(30)의 일측 끝단은 실린더(24) 타측에 연결되고, 타측 끝단은 폐쇄부(31)로 구성되어 피스톤(25)의 구동에 따라 발생된 압맥파형을 전달하게 된다. 그리고 이러한 압맥파형전달부(30)는 사용자에게 압맥파형을 용이하게 전달하기 위하여 모형손목(1) 상에 설치될 수 있다.

또한, 실린더(24) 일측에는 실린더(24) 내의 공기를 배기시키기 위한 벤트밸브(27)가 구비된다. 이러한 벤트밸브(27)에 의해 내부의 압력을 영점세팅할 수 있게 된다.

그리고, 압맥파형전달부(30) 일측에 압력센서(33)가 구비되어 압맥파형전달부(30) 내의 공압을 실시간으로 측정하게 된다. 그리고, 모니터링부(40)는 압력센서(33)에서 측정된 값을 기반으로 압맥파형을 실시간으로 디스플레이하게 된다. 또한, 이러한 모니터링부(40)는 압력센서(33)에서 측정된 값을 기반으로 심박수(Hear Rate)[bpm], 수축기 압맥(Systolic Blood Pressure)[mmHg], 이완기 압맥(Diastolic Blood Pressure)[mmHg], 수축기 압맥의 적분값의 평균에 해당하는 평균압맥(Mean Blood Pressure)를 연산하여 함께 디스플레이할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 모터(14) 작동을 on/off하고, 모터(14)를 제어하여 압맥파형변곡유닛(11)의 회전속도를 조절하는 작동제어부(41)와, 벤트밸브(27)의 작동을 조절하는 배기스위치 등을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에서 압맥파형발생부(20)는 피스톤(25), 실린더(24)가 아닌 벨로우즈(26)로 구성될 수도 있다. 압맥파형발생부(20)는 도 7b에 도시된 바와 같이, 롤러(22), 압맥파형변곡유닛 팔로워(21), 벨로우즈(26) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 롤러(22)는 압맥파형변곡유닛 팔로워(21)의 일측 끝단에 구비되며 압맥파형변곡유닛(11)의 측면에 접촉되게 된다. 그리고 압맥파형변곡유닛(11)이 회전함에 따라 압맥파형변곡유닛 팔로워(21)는 길이방향을 기준으로 이동되어지게 된다. 그리고 벨로우즈(26)는 압맥파형변곡유닛 팔로워(21)의 타측 끝단에 연결되어 압맥파형변곡유닛(11)의 회전에 따라 신장, 압축되게 된다. 또한, 압맥파형전달부(30)의 일측 끝단은 벨로우즈(26) 타측에 연결되며, 타측 끝단은 폐쇄부(32)로 구성되어 벨로우즈(26)의 신장, 압축에 따라 발생된 압맥파형을 전달하게 된다.

또한, 압맥파형발생부(20) 및 압맥파형전달부(30) 중 적어도 하나의 일측에 이완기압맥조절부(50)가 구비되어 실린더(24) 내부, 압맥파형전달부(30) 내의 압력을 가변, 조절시킬 수 있도록 구성됨을 알 수 있다.

일실시예에서 이러한 이완기압맥조절부(50)는 도 2에 도시된 압맥파형에서 이완기에서의 압력값인 이완기 레퍼런스 압맥값의 크기를 조절할 수 있게 된다.

이러한 이완기압맥조절부(50)는 도 8에 도시된 바와 같이, 조절용 피스톤(51)과 조절용 실린더(52) 그리고 구동부(53)를 포함하여 구성될 수 있다. 조절용 실린더(52)는 압맥파형발생부(20) 및 압맥파형전달부(30) 중 적어도 하나의 일측에 설치되며, 이러한 조절용 실린더(52) 내에는 조절용 피스톤(51)이 내장되며 구동부(53)에 의해 조절용 피스톤(51)의 위치를 조절하여 실린더(24) 내부, 압맥파형전달부(30) 내의 압력을 가변, 조절하여 이완기 압맥을 변화시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 압맥파형발생부(20) 및 압맥파형 전달부(30) 중 적어도 어느 하나의 일측에 연결되어, 압맥파형의 진폭(크기)를 조절하는 압맥진폭조절부(60)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 압맥진폭조절부(60)는 도 8에 도시된 바와 같이, 공압펌프로 구성될 수 있다.

그리고 본 발명의 일실시예에 따른 시뮬레이터(100)는 도 9에 도시된 바와 같이, 회전모션발생부(10)를 압맥파형변곡유닛(11)의 길이방향을 따라 왕복구동시키는 직선모션구동부(70)를 포함하여 구성되게 된다.

본 발명의 일실시예에 따른 직선모션구동부(70)는 상부에 회전모션발생부(10)가 설치되고 하부면에 길이방향을 따라 리니어 가이드(72)가 설치된 이동스테이지(71)과, 이러한 이동스케이지(71)를 왕복구동시는 구동수단(74)을 포함하여 구성될 수 있다. 따라서 구동수단(74)에 의해 볼스크류가 회전됨으로써 이동스테이지(71)는 베이스 프레임(2)의 가이드레일(73)을 따라 이동되게 된다. 이러한 직선모션구동부(70)는 작동제어부(41)에 의해 이동방향, 이동거리, 이동속도가 제어되게 된다.

도 9에 도시된 직선모션구동부(70)는 하나의 실시예를 기재한 것일 뿐, 회전모션발생부(10) 또는 압맥파형변곡유닛(11)을 왕복구동시킬 수 있는 것이라면 그 구체적인 수단, 형태는 제한되지 않는다.

그리고 본 발명의 일실시예에 따른 시뮬레이터(100)는 압맥파형전달부(30) 일측에 구비되어, 사용자가 상기 압맥파형전달부(30)를 가압하는 힘을 실시간으로 측정하는 힘측정부(80)를 포함하여 구성된다. 이러한 힘측정부(80)에 의해 측정되는 가압 힘은 실시간으로 모니터링부(40)에 전송되어 디스플레이되게 된다.

본 발명의 제1실시예에 따른 힘측정부(80)는 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 플렉시블 튜브(31) 하단 또는 모형손목(1) 하단측에 구비되며, 일측끝단이 폐쇄되고 내부에 공기 또는 유체가 저장되고 타측에 압력트랜스듀서(82)가 장착된 실리콘 튜브(81)를 통해 가압되는 힘을 측정하도록 구성될 수 있음을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 힘측정부(80)는 도 10c에 도시된 바와 같이, 플렉시블 튜브(31)와 모형손목(1)이 접촉되는 다수의 위치에 구비되는 힘센서(83)로 구성될 수 있다. 이러한 힘센서(83)는 정전용량 방식, 압저항 방식, 압전방식, 스트레인게이지 등으로 구성될 수 있으며, 힘의 크기를 측정할 수 있는 것이라면 그 구체적인 형태는 제한되지 않는다.

그리고, 본 발명의 제3실시예에 따른 힘측정부(80)는 캔틸레버 구조를 갖는 방식으로 구성될 수 있다. 도 10d에 도시된 바와 같이, 모형 손목(1) 하단 양측 각각에 구비되며, 베이스 플레이트(2)에 고정되는 고정단(84)과, 이러한 고정단(84)에서 내측으로 돌출되어 끝단이 모형 손목(1) 하부 측에 결합되는 캔틸레버(85)와, 고정단(84)과 캔틸레버(85) 사이의 연결단(86) 상에 장착되는 필름형 힘센서(83)를 포함하여 구성될 수 있다.

이하에서는 앞서 언급한 시뮬레이터(100)를 통해 압맥파형과, 다양한 압맥 진폭변화파형을 구현하는 방법에 대해 설명하도록 한다. 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 작동제어부(41)의 제어신호 흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 그리고, 도 12a는 A 진폭변화파형과 B 진폭변화파형 그래프를 도시한 것이고, 도 12b는 A 진폭변화파형을 B 진폭변화파형으로 구현시키기 위해 직선모션구동부(70)를 제어하는 단계를 나타낸 모식도를 도시한 것이다. 그리고, 도 13a는 A 진폭변화파형과 C 진폭변화파형 그래프를 도시한 것이고, 도 13b는 A 진폭변화파형을 C 진폭변화파형으로 구현시키기 위해 직선모션구동부(70)를 제어하는 단계를 나타낸 모식도를 도시한 것이다.

앞서 언급한 시뮬레이터(100)(100)를 이용한 압맥파형 재현방법은, 먼저, 회전모션발생부(10)의 회전축(13)에, 원주방향으로 서로 특정간격 이격되며 서로 다른 높이를 갖는 변곡부(12)가 3개 형성되며 일측끝단에서 타측끝단으로 점진적으로 평균직경이 감소되는 형태의 압맥파형변곡유닛(11)을 장착하고, 압맥파형발생부(20)의 초기위치를 세팅하고 벤트밸브(27)를 이용하여 압맥파형전달부(30)의 내압을 조절하게 된다.

그리고 작동제어부(41)에 의해 모터(14)를 작동시켜 압맥파형변곡유닛(11)을 회전축(13) 기준으로 회전시키게 된다. 이러한 변곡부(12)를 갖는 압맥파형변곡유닛(11)의 회전에 따라 압맥파형발생부(20)에서 압맥파형이 발생되게 되고, 압맥파형발생부(20)의 타측에 연결된 압맥파형전달부(30)가 압맥파형발생부(20)에서 발생된 압맥파형을 전달하게 된다.

그리고, 압맥파형전달부(30) 일측에 구비된 압력센서(33)는 압맥파형전달부(30) 내의 공압을 실시간으로 측정하며, 모니터링부(40)는 압력센서(33)에서 측정된 값을 기반으로 압맥파형을 실시간으로 디스플레이하게 된다.

이러한 과정에서 압맥파형발생부(20) 및 압맥파형전달부(30) 중 적어도 하나의 일측에 연결된 이완기압맥조절부(50)를 이용하여 압맥파형의 이완기 압맥을 조절할 수 있다. 또한, 압맥파형발생부(20) 및 압맥파형 전달부(30) 중 적어도 어느 하나의 일측에 연결된 압맥진폭조절부(60)에 의해 압맥파형의 진폭(크기)를 조절할 수 있다.

그리고, 사용자는 압맥파형전달부(30)를 가압하여 압맥파형을 전달받게 된다. 또한, 사용자는 압맥파형전달부(30)를 가압하는 힘을 점진적으로 증대시키면서 진폭변화파형을 전달받게 된다.

도 11에 도시된 바와 같이, 작동제어부(41)는 압력센서(33)에서 측정된 값과, 힘측정부(80)에서 측정된 가압하는 힘을 기반으로, 이완기압맥조절부(50), 압맥진폭조절부(60) 및 직선모션구동부(70)를 제어하게 된다.

특히, 작동제어부(41)는, 압맥파형변곡유닛(11)이 일측으로 이동된 후, 타측으로 복귀되도록 직선모션구동부(70)를 제어하여 진폭변화파형이 설정된 형태가 되도록 조절하게 된다.

그리고, 작동제어부(41)는, 압맥파형변곡유닛(11)이 일측으로 이동되는 거리 및 일측으로 이동되는 속도, 타측으로 이동되는 복귀속도를 조절하여, 진폭변화파형이 설정된 형태가 되도록 제어할 수 있다.

도 12b에 도시된 바와 같이, A 진폭변화파형을 B 진폭변화파형으로 구현시키기 위하여, 팔로워 끝단이 압맥파형변곡유닛(11)과 접촉되는 초기 위치에서 직선모션구동부(70)에 의해 압맥파형변곡유닛(11)을 도 12b에 도시된 것을 기준으로 우측으로 제1이동속도로 제1지점까지 이동시킨 후에 설정된 복귀속도로 압맥파형변곡유닛(11)을 좌측으로 이동시켜, B 형태의 진폭변화파형을 구현하게 된다.

또한, 도 13b는 A 진폭변화파형을 C 진폭변화파형으로 구현시키기 위해, 팔로워 끝단이 압맥파형변곡유닛(11)과 접촉되는 초기 위치에서 직선모션구동부(70)에 의해 압맥파형변곡유닛(11)을 도 12b에 도시된 것을 기준으로 우측으로 제1이동속도보다 빠른 제2이동속도로 제1지점보다 더욱 좌측지점인 제2지점까지 이동시킨 후에 설정된 복귀속도로 압맥파형변곡유닛(11)을 좌측으로 이동시켜, C 형태의 진폭변화파형을 구현하게 된다.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 시뮬레이터(100)를 통해, 전진파, 반사파, 합성파를 갖는 압맥파형을 구현하면서 또한, 다양한 형태의 부맥, 침맥 등을 포함하는 진폭변화파형을 재현해 낼 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:모형손목
2:베이스프레임
6:인공심장
10:회전모션발생부
11:압맥파형변곡유닛
12:변곡부
12-1:제1변곡부
12-2:제2변곡부
12-3:제3변곡부
13:회전축
14:모터
15:플렉시블 커플링
16:제1지지대
17:제2지지대
18:베어링
20:압맥파형발생부
21:압맥파형변곡유닛 팔로워
22:롤러
24:실린더
25:피스톤
26:벨로우즈
27:벤트밸브
30:압맥파형전달부
31:플렉시블 튜브
32:폐쇄부
33:압력센서
40:모니터링부
41:작동제어부
50:이완기압맥조절부
51:조절용 피스톤
52:조절용실린더
53:구동부
60:압맥진폭조절부
70:직선모션구동부
71:이동스테이지
72:리니어가이드
73:가이드레일
74:구동수단
80:힘측정부
81:실리콘 튜브
82:압력트랜스듀서
83:힘센서
84:고정단
85:캔틸레버
86:연결단
100:요골동맥 압력파형 시뮬레이터

Claims

압맥파형 재현장치에 있어서,
회전축과 연결된 압맥파형변곡유닛을 모터에 의해 회전시키는 회전모션발생부;
일측이 상기 압맥파형변곡유닛에 접촉되어 상기 압맥파형변곡유닛의 회전에 따라 압맥파형을 발생시키는 압맥파형발생부; 및
일측이 상기 압맥파형발생부의 타측에 연결되어 상기 압맥파형발생부에서 발생된 압맥파형을 전달하는 압맥파형전달부;를 포함하고,
상기 압맥파형변곡유닛은 적어도 하나의 변곡부를 갖고, 일측끝단에서 타측끝단으로 점진적으로 평균직경이 감소되는 사다리꼴 측단면을 갖는 것을 특징으로 하는 압맥파형 재현장치.
제 1항에 있어서,
상기 압맥파형변곡유닛의 측면은 원주방향으로 서로 특정간격 이격되며 서로 다른 높이를 갖는 변곡부를 2개 이상 포함하며, 상기 압맥파형변곡유닛은 일측끝단에서 타측끝단으로 점진적으로 평균직경이 감소되는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 압맥파형 재현장치.
제 2항에 있어서,
상기 회전모션발생부 또는 상기 압맥파형변곡유닛을, 상기 압맥파형변곡유닛의 길이방향을 따라 왕복 구동시키는 직선모션구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압맥파형 재현장치.
제 3항에 있어서,
상기 압맥파형전달부 일측에 구비되어, 사용자가 상기 압맥파형전달부를 가압하는 힘을 실시간으로 측정하는 힘측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압맥파형 재현장치.
제 4항에 있어서,
상기 압맥파형전달부는 끝단이 폐쇄된 플렉시블 튜브로 구성되어 모형 손목 상에 장착되고,
상기 힘측정부는,
상기 플렉시블 튜브 하단 또는 상기 모형 손목 하단측에 구비되고, 일측끝단은 폐쇄되며 내부에 공기 또는 유체가 저장되고 타측에 압력트랜스듀서가 장착된 실리콘 튜브로 구성되어 가압되는 힘을 측정하거나,
상기 플렉시블 튜브와 상기 모형 손목이 접촉되는 다수의 위치에 구비되는 힘센서로 구성되거나, 또는
상기 모형 손목 하단 양측 각각에 구비되며, 베이스 플레이트에 고정되는 고정단과 상기 고정단에서 내측으로 돌출되어 끝단이 상기 모형 손목 하부 측에 결합되는 캔틸레버와 상기 고정단과 상기 캔틸레버 사이의 연결단 상에 장착되는 필름형 힘센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압맥파형 재현장치.
제 3항에 있어서,
상기 압맥파형발생부는,
일측 끝단이 상기 압맥파형변곡유닛의 측면과 접촉되는 압맥파형변곡유닛 팔로워; 및
상기 압맥파형변곡유닛 팔로워의 타측 끝단에 연결되어 상기 압맥파형변곡유닛의 회전에 따라 실린더 내에서 구동되는 피스톤을 포함하고,
상기 압맥파형전달부의 일측 끝단은 상기 실린더 타측에 연결되며, 타측 끝단은 폐쇄되어 상기 피스톤의 구동에 따라 발생된 압맥파형을 전달하는 것을 특징으로 하는 압맥파형 재현장치.
제 3항에 있어서,
상기 압맥파형발생부는,
일측 끝단이 상기 압맥파형변곡유닛과 접촉되는 압맥파형변곡유닛 팔로워; 및
상기 압맥파형변곡유닛 팔로워의 타측 끝단에 연결되어 상기 압맥파형변곡유닛의 회전에 따라 신장, 압축되는 벨로우즈를 포함하고,
상기 압맥파형전달부의 일측 끝단은 상기 벨로우즈 타측에 연결되며, 타측 끝단은 폐쇄되어 상기 벨로우즈의 신장, 압축에 따라 발생된 압맥파형을 전달하는 것을 특징으로 하는 압맥파형 재현장치.
제 7항에 있어서,
상기 모터를 제어하여 상기 압맥파형변곡유닛의 회전속도를 조절하고, 상기 직선모션구동부를 제어하여 상기 팔로워와 상기 압맥파형변곡유닛의 접촉위치를 조절하는 작동제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압맥파형 재현장치.
압맥파형 재현방법에 있어서,
회전모션발생부의 회전축에, 원주방향으로 서로 특정간격 이격되며 서로 다른 높이를 갖는 변곡부가 2개 이상 형성되며 일측끝단에서 타측끝단으로 점진적으로 평균직경이 감소되는 형태의 압맥파형변곡유닛을 장착하고, 압맥파형발생부의 초기위치를 세팅하고, 압맥파형 전달부의 내압을 조절하는 세팅단계;
모터를 작동시켜 압맥파형변곡유닛을 회전축 기준으로 회전시키는 단계;
상기 압맥파형변곡유닛의 회전에 따라 압맥파형발생부에서 압맥파형이 발생되는 단계;
상기 압맥파형발생부의 타측에 연결된 압맥파형전달부가 상기 압맥파형발생부에서 발생된 압맥파형을 전달하는 단계; 및
사용자가 압맥파형전달부를 가압하여 상기 압맥파형을 전달받는 단계;를 포함하고,
직선모션구동부가, 상기 회전모션발생부 또는 상기 압맥파형변곡유닛을 상기 압맥파형변곡유닛의 길이방향을 따라 왕복구동시키는 것을 특징으로 하는 압맥파형 재현방법.
제 9항에 있어서,
상기 압맥파형전달부 일측에 구비된 힘측정부에 의해 사용자가 상기 압맥파형전달부를 가압하는 힘을 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압맥파형 재현방법.
다양한 압맥 진폭변화파형을 구현할 수 있는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터에 있어서,
제 4항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 재현장치;
압맥파형발생부 및 압맥파형전달부 중 적어도 하나의 일측에 연결되어, 압맥파형의 이완기 압맥을 조절하는 이완기압맥조절부;
상기 압맥파형발생부 및 상기 압맥파형 전달부 중 적어도 하나의 일측에 연결되어, 상기 압맥파형의 진폭을 조절하는 압맥진폭조절부;
상기 압맥파형발생부 및 상기 압맥파형 전달부 중 적어도 하나의 일측에 구비되어 상기 압맥파형 전달부 내의 압력을 실시간으로 측정하는 압력센서; 및
상기 압력센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 압맥파형을 실시간으로 디스플레이하고, 힘측정부에서 측정된 가압하는 힘을 실시간으로 디스플레이하는 모니터링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터.
제 11항에 있어서,
상기 압력센서에서 측정된 값과, 상기 힘측정부에서 측정된 가압하는 힘을 기반으로, 상기 이완기압맥조절부, 상기 압맥진폭조절부 및 직선모션구동부를 제어하는 작동제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터.
제 12항에 있어서,
상기 작동제어부는, 상기 직선모션구동부가 상기 압맥파형변곡유닛을 타측으로 이동시킨 후, 일측으로 복귀시키도록 제어하여 상기 진폭변화파형이 설정된 형태가 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터.
제 13항에 있어서,
상기 작동제어부는, 상기 압맥파형변곡유닛이 타측으로 이동되는 거리 및 이동속도를 조절하여, 상기 진폭변화파형이 설정된 형태가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터.
제 12항에 따른 요골동맥 압력파형 시뮬레이터를 통해 다양한 압맥 진폭변화파형을 구현하는 방법에 있어서,
회전모션발생부의 회전축에, 원주방향으로 서로 특정간격 이격되며 서로 다른 높이를 갖는 변곡부가 2개 이상 형성되며 일측끝단에서 타측끝단으로 점진적으로 평균직경이 감소되는 형태의 압맥파형변곡유닛을 장착하고, 압맥파형발생부의 초기위치를 세팅하고, 압맥파형 전달부의 내압을 조절하는 세팅단계;
모터를 작동시켜 압맥파형변곡유닛을 회전축 기준으로 회전시키는 단계;
상기 압맥파형변곡유닛의 회전에 따라 압맥파형발생부에서 압맥파형이 발생되는 단계;
상기 압맥파형발생부의 타측에 연결된 압맥파형전달부가 상기 압맥파형발생부에서 발생된 압맥파형을 전달하는 단계;
사용자가 압맥파형전달부를 가압하여 상기 압맥파형을 전달받는 단계; 및
사용자가 상기 압맥파형전달부를 가압하는 힘을 점진적으로 증대시키면서 진폭변화파형을 전달받는 단계;를 포함하고,
상기 압맥파형전달부 일측에 구비된 힘측정부에 의해 사용자가 상기 압맥파형전달부를 가압하는 힘을 실시간으로 측정하고, 상기 압맥파형발생부 및 상기 압맥파형 전달부 중 적어도 하나의 일측에 구비된 압력센서가 상기 압맥파형 전달부 내의 압력을 실시간으로 측정하며, 모니터링부는 상기 압력센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 압맥파형을 실시간으로 디스플레이하고, 힘측정부에서 측정된 가압하는 힘을 실시간으로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터를 이용한 압맥 진폭변화파형 구현방법.
제 15항에 있어서,
작동제어부가 상기 압력센서에서 측정된 값과, 상기 힘측정부에서 측정된 가압하는 힘을 기반으로, 상기 이완기압맥조절부, 상기 압맥진폭조절부 및 직선모션구동부를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터를 이용한 압맥 진폭변화파형 구현방법.
제 16항에 있어서,
상기 제어하는 단계는,
작동제어부가, 상기 압맥파형변곡유닛을 타측으로 이동시킨 후, 일측으로 복귀시키도록 제어하여 상기 진폭변화파형이 설정된 형태가 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터를 이용한 압맥 진폭변화파형 구현방법.
제 17항에 있어서,
상기 작동제어부는, 상기 압맥파형변곡유닛이 타측으로 이동되는 거리 및 이동속도를 조절하여, 상기 진폭변화파형이 설정된 형태가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 요골동맥 압력파형 시뮬레이터를 이용한 압맥 진폭변화파형 구현방법.