본 논문에서 이식형 심장 박동 조율기를 위한 심전도 검출기와 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 설계한다. 제안한 웨이블렛 심전도 검출기는 웨이블렛 필터 뱅크 구조의 웨이블렛 변조기, 웨이블렛 합성된 심전도 신호의 가설 검정을 통한 QRS 신호 검출기와 0-교차점을 이용한 잡음 검출기로 구성된다. 저전력 소모의 동작을 유지하며 보다 높은 검출 정확도를 갖는 심전도 검출기의 구현을 위해, 다중스케일 곱의 알고리즘과 적응형의 임계값을 갖는 알고리즘을 사용하였다. 또한 심전도 검출기의 입력단에 위치하는 저전력 Successive Approximation Register ADC의 구현을 위해, 신호 변환의 주기 중, 매우 짧은 시간 동안에만 동작하는 비교기와 수동 소자로 구성되는 Sample&Hold를 사용하였다. 제안한 회로는 표준 CMOS $0.35{\mu}m$ 공정을 사용하여 집적 및 제작되었고, 99.32%의 높은 검출 정확도와 3V의 전원 전압에서 $19.02{\mu}W$의 매우 낮은 전력 소모를 갖는 것을 실험을 통해 확인하였다.
심실의 내부는 유두근이나 trabecular와 같은 해부학적 구조물들로 인해 복잡한 형태를 띄고 있다. 그러한 복잡한 구조는 MR 영상을 이용한 심박출량 측정시 오차를 유발시킬 수 있으며, 만약 오차를 줄이기 위해 수작업을 하게 된다면 많은 수고와 시간이 필요하게 될 것이다. 본 연구에서는 threshold 기법을 이용하여 짧은 시간동안에 정확하게 복잡한 구조를 가진 심실의 심박출량을 측정하고자 하였다. 7 명의 환자에 대해 l.5T 급 MR 장치 (INTERA, Philips, Netherlands)를 이용하여 short-axis cardiac MR 영상을 획득하였다. 한 환자에 대해서 8개에서 10개의 슬라이스 영상을 8-10 mm의 두께로, 하나의 심장주기(cardiac cycle)동안 일정한 시간간격으로 25 개의 영상을 획득하였으며, 펄스시퀀스로는 ECG-gated segmented balanced fast field echo (TR/TE = 3ms/1.56ms)를 사용하였다. 획득된 영상은 PC(threshold 기법)와 workstation (기존의 수동 및 자동 segmentation 기법)로 DICOM 형태로 전송되었다. 측정은 IDL을 이용하여 자체 제작된 소프트웨어와 상용화된 소프트웨어 (MASS 5.0, MEDIS, Netherlands)를 이용하여 분석되었다. MR 영상에서 심내벽 부위를 추출하기 위하여 자체제작된 소프트웨어로는 threshold 기법을, 상용 소프트웨어로는 기존의 수동 및 자동 기법을 이용하였다. 심박출량은 최대수축기와 이완기 사이의 용적 차이로써 계산되었으며, 좌심실 및 우심실 모두에 대해 수행되었다. 또한, 해부학적 구조의 복잡도에 따른 측정방법의 정확도를 확인하기 위해 유두근 및 trabecular의 hypertrophy의 정도를 3 단계로 구분하고 측정된 값들을 통계적으로 분석하였다. Hypertrophy가 약한 그룹에서는 기존의 수동방식과 threshold 기법간의 의미있는 차이가 없었으며 (p=0.372), 기존의 수동 및 자동방식 간에도 큰 차이가 없었다 (p=0.298). 그러나, hypertrophy가 심한 그룹에서는 수동방식 및 자동방식 측정치 사이에 통계적으로 유의한 차이를 보임을 알 수 있었다 (p=0.044). 그러나, threshold 기법과 수동방식 사이에는 유의한 차이가 없었다 (p=0.l94). 분석시간은 threshold 기법이 기존의 수동방식에 비해서 두배정도 빠르다는 것을 알 수 있었다, Threshold 기법은 심박출량 측정에 있어서 정확하면서도 빠른 결과의 도출이 가능했으며, 특히 심내벽의 구조가 복잡한 경우에 그 효과가 증대됨을 알 수 있었다.
전폐 절제술후 증후군은 드문질환이지만 종격동내 혈관의 정상적인 해부학적인 구조를 가진 대부분의 환자에서 전폐 절제술후에 지연 합병증으로 올수 있다. 이증후군의 임상증상으로는 대개 수술후 1년 이내에 나타나는 호흡곤란과 남아 있는 우측폐의 반복되는 감염이다. 전폐절제술후 이차적인 변화로 종격동이 좌측으로 끌려가면서 심장과 대혈관이 시계방향으로 회전하고 우측폐가 좌측 흉부 전방까지 확장되면서 나타나는 것으로 믿어지고 있다. 이와 같은 변화로 우측 폐동맥과 흉추사이에 끼이면서 기관과 우측 주기관지가 눌려지게 된다. 본 영동세브란스병원 흉부외과에서는 21세 여자환자에서 6년전에 기관지확장증으로 좌측 전폐절제술후 발생한 전폐절제술후 증후군을 좌측 개흉술후 종격동의 박리와 확장 보조물을 삽입하여 종격동 정복(mediastinal repositioning)을 시행하였고 환자의 증상은 수술후 소실되었으며 수술후 별다른 합병증 없이 퇴원하여 외래 추적관찰 중이다.
심전도는 심장이 박동할 때 발생하는 전압을 그래프로 기록한 것으로 사람이나 동물의 심장 상태를 알아보기 위해 매우 유용하다. 본 논문에서는 쥐와 같이 작은 동물의 실험용으로 사용이 가능한 심전도 측정 장치를 연구하고 구현하였다. 이는 치료약물 개발에 있어서 부작용 등의 관찰을 위해 매우 유용하다. 사람의 경우보다 매우 빠른 동물의 심전도를 측정하기 위하여 빠른 샘플링 주기와 처리 능력을 가지고 있으며, 일반적인 동물의 활동하는 동안에도 측정이 가능하도록 하기 위하여 몸에 부착이 가능한 초소형 모듈에 IEEE 802.15.4 기반의 무선으로 실시간 모니터링이 가능한 시스템을 구현하였다. 쥐와 같은 작은 동물에 적용하여 성공적으로 심전도를 얻을 수 있었다.
허혈성 심장 질환자가 급성 심근경색으로 병원에 도착하여 경피적 관상동맥 중재술을 받는데 까지 걸리는 시간(door-to-balloon time)은 환자의 사망률에 매우 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 기존에 병원에서 사용하고 있는 응급서비스시스템을 개선하고자 3단계의 시간 중 보호자에게 연락과 보호자가 병원에 도착할 때까지의 시간(door-to-data time), 이후 시술동의서에 서명할 때까지의 시간(data-to-decision time)을 줄이고자 하였다. 새로운 e-응급서비스시스템은 급성심근경색을 가진 응급시술환자에 대한 병원 내 응급서비스시스템 내의 데이터베이스를 구축하였고 허혈성 심장 질환자로서 부산대학교병원에 주기적으로 내원하는 환자에게 건강카드(health card)를 발급하였다. 아울러 사전시술동의서는 공인된 전자화 문서로 보관하도록 하였다. 새로운 전자화 시스템은 복잡한 진료 및 시술 절차를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 그러므로 응급환자에 대한 인명구조를 용이하게 하고 사망률을 감소시키는 효과를 기대할 수 있다. 뿐만 아니라, 기존 시스템의 복잡한 절차로 인한 의료진과 환자의 고충을 동시에 해결하는 효과도 기대할 수 있다.
본 논문에서는 공진기의 임피던스 변화에 근거한 생체 신호 센서를 제안한다. 제안된 생체 신호 센서는 호흡과 심장 박동 같은 생체 신호를 감지할 수 있고, 시스템은 공진기, 발진기, SAW 필터, 그리고 파워 감지기로 구성되어있다. 인체와 같은 유전체의 주기적인 움직임은 근거리 장 영역 안에서 공진기의 임피던스 변화를 야기하며, 따라서 공진기의 공진 주파수의 변화는 발진기의 발진 주파수 변화에 영향을 끼친다. 여기서 SAW 필터 저지대역의 가파른 주파수 응답특성은 작은 양의 주파수 편차를 큰 변화로 바꿀 수 있다. 기존의 센서의 감지 거리를 확장시키는 것을 목적으로 ISM 대역 870 MHz 대역에서 동작 시켰으며, 최대 거리 120 mm에서 호흡과 심장 박동신호의 검출을 확인하였다.
저자들은 청색증과 끙끙거림, 심비대로 전원되어 심장 초음파 검사에서 좌심실에 발생한 단독 심실 비치밀화증을 가진 신생아 1예를 경험하였다. 환자에서 측정한 NT pro-BNP는 높았고, 수유 곤란과 빈호흡을 동반한 심부전 증상이 있었다. 심부전증에 대한 치료에도 불구하고 주기적으로 시행한 NT pro-BNP가 더 높아지면서 환자에게서 급성 심정지가 발생하였고, 심폐소생술 이후 NT pro-BNP가 다시 낮아지면서 심부전 등의 증상은 호전을 보였다. 심초음파 검사와 함께 NT pro-BNP를 주기적으로 검사해 보는 것이 병의 경과를 예측하는데 도움이 될 수 있을 것이다.
저자들은 이중 기관기관지 스텐트를 성공적으로 거치하여 상당히 긴 부분에 걸쳐 협착이 있는 환아에서 환기유지를 할 수 있었던 증례를 보고한다. 생후 1개월된 환아가 출생 시부터 시작된 빈호흡과 이산화탄소저류를 주소로 응급실로 내원하였다. 술전 흉부단층촬영에서 폐동맥 슬립과 진성성대 직하부부터 양측주기관지 입구에 이르는 상당히 긴 부분에 걸쳐 미만성 기관협착을 확인하였다. 수술소견에서 양측 주기관지의 입구는 3m미만이었으며 기관지협탁부위는 완전환형기관연골이었다. 체외순환 상태에서 좌폐동맥을 잘라 주폐동맥으로 재이식하고 자가심낭편을 이용하여 기관을 확대성형하였다. 그러나, 기관내 육아조직의 성장과 이식한 자가심낭편의 호기시 운동성 폐쇄에 의해 여전히 이산화탄소저류와 호흡곤란은 지속되었다. 이 문제를 해결하기 위해 기관스텐트를 기관내에 거치하였으나, 여전히 양측 주기관지 입구의 협착으로 인해 호흡곤란 증세가 해결되지 않았다. 결국 이중 기관기관지 스텐트를 삽입하여 기도폐쇄를 해결할 수 있었다.
본 례는 65세 남자 환자에서 전폐절제술후에 발생한 기관지 늑막루 및 농흉의 치험례로 일차적으로 만성화하게한 다음 정중흉골절개하 심낭절개로 좌 주기관지를 노출후 자동봉합기(TA 4.8-30)로 좌 주기관지를 이중 결찰 봉합하여 좌측 늑막강내의 염증을 일으키는 원인인 기관지 늑막루를 차단한 다음, 늑막강내의 농흉을 치료함에 있어 흉강경을 이용하여 변형된 Clagett술식으로 내면을 깨끗하게 세척한 후 민감한 항생제를 이용하여 늑막강을 채우고 흉강삽관을 뽑고 그 부위를 봉합하는 방법을 시행하여 잔존 농흉강을 폐쇄하였다.
환자감시장치는 중환자실, 수술실, 응급실 및 병실에서 환자의 상태인 심전도 파형, 맥박수 , 혈압등을 측정하고 감시하는 기본적인 의료장비이다. 본 논문에서 설계한 환자감시장치는 심전도-비관혈식 혈압 감지장치이다. 심전도는 심장 근육의 이완과 수축에 따라 발생하는 전기 현상으로 대부분의 의사들은 환자의 심장 상태를 심전도 신호 패턴으로 진단을 하고 있다. 심전도 감시장치는 장시간동안 환자의 심장상태를 감시하는데 사용된다. 환자의 혈압을 재는 일은 일반화된 임상 측정의 하나로, 진찰실에서나 또는 특별한 수술중에도 시행되고 있다. 본 논문에서는 동맥 내의 혈압을 비관혈적으로 측정하는 오실로메트릭 방식의 간접 측정 방법을 사용하였다. 개발한 환자감시장치를 수술실 장비와 비교, 검토하였다. 매회 심박수의 최대 차이는 1bpm이며,수축기 혈압 최대 차이는 15mmHg, 이완기 혈압 최대차이는 16mmHg, 평균 혈압 최대 차이는 25mmHg를 보였다. 그러나 결과적으로 나타나는 심박수의 평균 오차는 0.15bpm이며, 수축기 혈압의 평균 오차는 5mmHg, 이완기 혈압의 평균 오차는 10mmHg, 그리고 평균 혈압의 평균 오차는 9mmHg로 나타났다. 본 논문의 심전도-비관혈식 혈압 환자감시장치는 심전도 파형, 맥박수, 그리고 혈압을 측정하고 감시하는 의료 장비로서, 설계된 환자감시장치에 산소포화도.호흡.관혈식 혈압감시장치(IPB) 등의 다기능을 모듈로 구성하여 부착 및 제거가 용이하도록 확장 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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