• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권5호
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• pp.403-412
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• 2001

수두증 환자의 뇌압을 조절하기 위해 사용되는 션트밸브의 압력-유량제어 특성과 설계변수 변화에 따른 특성곡선의 변화를 수치적으로 해석 하였다. 해석에 사용된 션트밸브는 국내에서 설계 제작된 일정 압력형 다이아프램 타입이며 실험을 통하여 해석의 타당성을 검증하였다. 션트밸브 내부에 장착된 압력-유량 제어용 소형 다이아프램이 실리콘 일래스토머 계통의 유연한 재질이므로 유동구조 상호해석을 수행하였다 구조해석시의 재료 비선형성을 고려하여 고탄성 재료에 대한 므니 리블린(Mooney-Rivlin) 근사를 적용하였다. 수치해석결과 얻어진 압력-유량제어 특성곡선은 실험결과와 유사하였고 션트밸브를 통한 압력강하의 대부분은 소형 다이아프램에서 이루어짐을 확인할 수 있었다 본 연구에서 해석된 션트밸브의 압력-유량 특성곡선의 기울기는 7.37mm$H_2O$.hr/cc로서 상용 션트밸브의 기울기 평균값 0.40mm$H_2O$.hr/cc과 비슷하여 일정압력형 션트밸브의 특성을 잘 나타내었다. 오프닝압력의 크기는 밸브 다이아프램의 초기쳐짐량 크기에 의존하였고. 25mm$H_2O$와 80mm$H_2O$의 오프닝압력을 얻기 위해서는 10.2$\mu$m와 35.3$\mu$m의 초기쳐짐량이 필요하였다. 밸브가 열리면서 유동이 발생할 경우, 유동 오리피스 간극이 107m 이내이므로 션트밸브의 성공적인 동작을 위해서는 정밀설계와 제작기술이 요구된다. 본 연구를 통해 다이아프램의 초기쳐짐량과 유동 오리피스를 형성하는 다이아프램 끝단의 라운딩 크기가 압력-유량 특성곡선의 기울기에 영향을 미치는 주요 설계변수임을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권5호
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• pp.391-395
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• 2002

수두증 환자를 치료하기 위해 머리에 시술 되는 션트밸브가 받는 뇌압 펄스가 밸브의 유량조절 특성에 미치는 영향을 수치적으로 해석하였다. 션트밸브를 통한 유량을 계산하기 위하여 밸브 다이아프램이 형성하는 유량 오리피스를 모델링 하여 맥동압력과 변동하는 압력에 의한 다이아프램의 움직임을 고려하였다. 연구 결과, 압력 펄스와 이에 따른 다이아프램의 움직임에 의하여 유량이 40% 이상 증가함을 보였다. 이 결과는, 뇌실에 시술 되는 션트밸브의 압력-유량 조절특성이 제조 직후 맥동이 없는 유량을 공급하는 시린지 펌프를 사용하여 구한 실험 결과와 상당히 다르다는 사실을 보여주었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권5호
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• pp.413-418
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• 2001

수두증 환자의 뇌압을 조절하기 위해 사용되는 션트밸브의 개발을 수행하였다. 개발을 목표로 하는 밸브는 실리콘 일래스토머를 주재료로 하는 일정압력형 VP (ventriculoperitoneal) 밸브이다 시제작된 밸브는 In Vitro 실험을 통해 기존의 상용 밸브와 유사한 압력-유량 조절특성을 나타냈으며 IS07197 기준에 따른 28일간의 내구성 테스트에서 뒤지지 않는 결과를 보였다. 제작된 밸브의 치료효과를 실험하기 위해 10kg 개 (beagle dog)에게 인위적으로 수두증을 유발시킨 결과. 뇌실이 크게 팽창하고 행동에 이상을 보였으나 션트밸브를 시술한 결과 수두증에 의해 팽창된 뇌실이 현저하게 줄어들고 정상 크기를 회복하였으며 행동이 정상적으로 돌아왔다 션트밸브의 유동 오리피스의 크기가 동작 중에 10 마이크로미터 이내이며 약간의 오타에 의해서도 압력조절특성이 변화하므로 밸브의 성공적인 동작을 위해서는 정밀한 설계와 제조기술이 요구되었다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제30권sup2호
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• pp.309-315
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• 2001

틈새뇌실증후군은 수두증으로 션트술을 시행받은 환아에서 CT나 MRI소견상 틈새처럼 좁은 뇌실을 가지고 있으면서 간헐적으로 두통, 구토 또는 의식장애등이 동반되는 질환이다. 1986년부터 1996년까지 총 821명의 환자가 수두증으로 션트술을 시행받았다. 이 환자들의 수두증의 원인은 뇌종양(140명), 출혈(62명), 정상압수두증(64명), 뇌수막염(58명), 외상(54명), 선천성(48명), 뇌낭미충증(31명), 그리고 이유를 알 수 없었던 경우가 364명으로 나타났다. 평균 추적 관찰 기간은 68개월이었으며 총 232명에서 재수술을 시행하였으며 1인당 1.28회의 재수술율을 보였다. 이들중 틈새뇌실 증후군은 6예로 0.7%였다. 틈새뇌실증후군 대부분의 환자는 영아기에 수술을 시행받았다. 처음 수술로부터 틈새뇌실증후군이 발생하기까지의 기간은 4~8년으로 평균 6년후 틈새뇌실증후군이 발생하였다. 동위원소 검사상 6예에서 션트의 기능은 모두 정상이었다. 증상이 경미한 2명의 환자에서는 보존적 치료를 시행하였는데 치료후 증상의 호전을 보였다. 이 환자들은 뇌압측정을 시행하지 않았다. 6명중 1명은 뇌압 측정시 높게 나타나 기존과 같은 압력밸브를 이용하여 재수술을 시행하였다. 3명의 환자는 낮은 뇌압을 보여 안티사이펀밸브나 기존보다 높은 압력의 밸브를 이용하여 재수술을 시행하였다. 틈새뇌실증후군의 치료는 첫째, 증후군의 양상을 정확하게 판단하여, 둘째, 증상을 완화시킬 수 있는 방향으로 치료방침을 설정해야 할 것으로 생각되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.699-702
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• 2002

Shunt valves implanted in the subcutaneous tissue of brain to treat patient with hydrocephalus were numerically simulated to investigate influence of pressure pulsation on their flow control characteristics. Shunt valves are subjected to pressure variation since ventricles enclosing the brain are under pressure pulsation rather than uniform pressure due to blood pressure variation. We modeled flow orifice through shunt valve and imposed pulsating pressure and valve diaphragm movement to compute flow through the valve. The results of our study indicated that flow rate increased by $40{\%}$ by introducing pressure pulsation and diaphragm movement on the shunt valve. Our results demonstrate the pressure-flow control characteristics of shunt valves unplanted above human brain may be quite different from the characteristics obtained by syringe pump test with uniform pressure and no diaphragm movement.