• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.500-506
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• 2012

좌심실보조장치의 모델과 안전한 장치 구동을 위한 흡입현상 검출을 위한 방법을 제안한다. 좌심실보조장치인 축류혈액펌프는 심장에 문제가 있는 환자를 보조하기 위하여 사용되어 왔다. 축류혈액펌프는 비맥동성 펌프이며, 맥동성 펌프에 비하여 작은 크기와 효율성과 같은 장점이 있으나, 안전한 펌프 운전 조건을 결정하는 데 어려움이 있다. 축류혈액펌프는 정상상태와 흡입상태와 같은 상이한 펌프 동작 상태를 가지며, 이는 좌심실에서 흡입현상 발생여부에 좌우된다. 퍼지 subtractive 클러스터링 기법을 이용하여, 이와 같은 동작 특성을 가지는 축류혈액펌프 모델을 개발하며, 개발한 펌프 모델을 이용하여 흡입현상 발생 전후의 펌프 혈류량을 추정한다. 또한 퍼지 subtractive 클러스터링 기법을 이용하여 좌심실에서 흡입현상 발생여부를 감지할 수 있는 흡입현상 검출 모델을 개발한다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제30권4호
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• pp.357-362
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• 1997

심실보조장치 등의 단기간 사용을 위하고 경제적이고 항혈전성이 높은 판막을 개발하기 위해 고분자 판막을 연구 중인데 판막의 혈액적합성을 시험하기 위해 동물실험을 시행하였다. 고분자판막은 외경이 각각 22 mm, 18 mm, 16 mm인 단엽식 판막이다. 열림판과 프레 임 모두 재질을 폴리우레탄 계로 제작하 여 유연하고 완전한 접착이 되도록 하였다. 총 7 마리의 황견에 이식하였는데 이식 위치에 따라 3가지로 분류하였다. 첫 번째는 심실보조장치의 유입구에 삽입하였고,두 번째는 대동맥에,세 번째는우심실과 우심방사이에 인조혈관을 이용하여 이식하였다. 가장 긴 생존 기간은 20일 이었다. 판막의 항혈전성 및 용혈현상을 입증하기 위 해 헤모글로빈, 헤마토크리트, 적혈구수, 백혈구수, LDH, 혈색소 등을 검사하였 다. 본 연구는 좀 더 개선하면 고분자판막이 심실보조장치에 단기간 사용 가능한 판막이 될 수 있는 가능성을 보여주었다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.585-589
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• 2016

Recently, the robotic assist system for cardiovascular intervention gets continuously growing interest. The robotic cardiovascular intervention systems are largely two folds, systems for cardiac ablation procedure assist and systems for vascular intervention assist. For the systems, the clinician controls the catheter inserted through blood vessel to the heart via a master console or master manipulator. Most of the current master manipulators have structure of joystick-like pivoting 2 degree of freedom (DOF) handle in the core, which is used in parallel with other sliding switches and input devices. It however is desirable to have customized and optimized design manipulator that can provide clinician with intuitive control of the catheter motion fully utilizing the advantage of the use of robotic structure. A 6 DOF kinematic mechanism that can capture the motion control intention of the clinician in translational 3 DOF and rotational 3 DOF is proposed in this paper. Also, a master-slave motion relationship specially designed for the cardiac catheter manipulation motion is proposed and implemented in an experimental prototype. Design revision for implementation of more efficient motion and experiment in combination with an experimental slave robot system for catheter manipulation are underway.

• Journal of Chest Surgery
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• 제50권5호
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• pp.317-325
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• 2017

Background: Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) has become an important treatment modality in pediatric patients with cardiopulmonary failure, but few studies have been conducted in Korea. Methods: We conducted a retrospective review of pediatric patients younger than 18 years who were placed on ECMO between January 2004 and December 2014 at Samsung Medical Center. Results: We identified 116 children on ECMO support. The overall rate of successful weaning was 51.7%, and the survival to discharge rate was 37.1%. There were 39, 61, and 16 patients on ECMO for respiratory, cardiac, and extracorporeal cardiopulmonary resuscitation, respectively. The weaning rate in each group was 48.7%, 55.7%, and 43.8%, respectively. The survival rate was 43.6%, 36.1%, and 25.0%, respectively. Sixteen patients on ECMO had functional single ventricle physiology; in this group, the weaning rate was 43.8% and the survival rate was 31.3%. Ten patients were on ECMO as a bridge to transplantation (8 for heart and 2 for lung). In patients with heart transplantation, the rate of survival to transplantation was 50.0%, and the overall rate of survival to discharge was 37.5%. Conclusion: An increasing trend in pediatric ECMO utilization was observed. The outcomes were favorable considering the early experiences that were included in this study and the limited supply of specialized equipment for pediatric patients.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권1호
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• pp.103-109
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• 2016

With the rapid increase in the number of patients with cardiopulmonary diseases, more cardiopulmonary circulatory assist devices are also needed. These devices can be employed when heart and/or lung function poorly. Due to the critical role they take, these devices have to be designed optimally from both mechanical and biomechanical aspects. This paper presents the CFD results of a baseline model of a centrifugal blood pump for the ECMO condition. The details of flow characteristics of the baseline model together with the performance curves and the modified index of hemolysis(MIH) are investigated. Then, the geometry of baseline impeller and the volute are modified in order to improve the biomechanical performance and reduce the MIH value. The numerical simulations of two cases represent that when impeller radius and prime volume decrease the MIH value also decreases. In addition, the modified geometry shows more uniform pressure distribution inside the volute. The findings provide valuable information for further modification and improvement of centrifugal blood pumps from both mechanical and biomechanical aspects.

• Journal of Chest Surgery
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• 제40권3호
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• pp.168-179
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• 2007

배경: 최근 관상동맥 질환의 증가로 심근경색으로 인하여 약물에 반응하지 않는 급성 심인성 쇼크 및 만성 울혈성 심부전 환자가 증가하는 추세에 있으며, 개심술 후 여러 가지 원인으로 인공심폐기로부터의 이탈이 불가능한 경우도 상당수에 이르고 있어서 이에 적절히 대처할 수 있는 한국인의 체형에 맞고 경제적인 심실보조기의 개발이 필요하다. 이에 저자는 돼지에서 허혈성 전처치의 개념을 이용하여 관상동맥 결찰을 통한 급성 심인성 쇼크 상태를 유발시키고, 여기에 단국대학교 의과대학 의공학교실과 흉부외과학교실에서 공동으로 개발한 DKUH-75 공압식 박동형 심실보조기를 구동시켜, 실제 생명을 위협하는 심한 심근경색 상태와 유사한 환경에서 심실보조기 구동이 실험동물의 혈역학적 수치 및, 심초음파도 상 심기능 수치 등 급성 심인성 쇼크 상태에서 악화되는 지표들을 호전 시킬 수 있는지를 확인하여 DKUH-75 좌심실보조기의 유용성에 대하여 평가 하고자 하였다. 대상 및 방법: 10마리의 몸무게 50 kg 전후의 잡종돼지를 사용하여 허혈성 전처치의 개념을 이용한 관상동맥 좌전하행지 결찰을 통해 급성 심인성 쇼크 상태를 유발하고, 이들 중 5마리의 실험동물에 DKUH-75 좌심실 보조기를 장착하였다. 10마리의 실험동물 모두에서 관상동맥 결찰 전, 결찰 후 1시간에 혈역학적 수치와 심초음파도상 심기능 수치를 측정하였고 심실보조기를 장착한 5마리의 실험동물에서는 심실보조기 구동 후 1시간에 동일한 수치들을 추가 측정하였다. 결과: 관상동맥 결찰을 통하여 급성 심인성 쇼크를 유발한 10마리의 실험동물에서 관상동맥 결찰 전, 결찰 후 1시간의 혈역학적 측정결과 체동맥압(수축기, 이완기, 평균)은 결찰 후 통계적으로 유의하게 하강하였다. 페동맥압도 수축기, 이완기, 평균 모두 상승하였고 좌심실 이완기 말기압도 결찰 후 상승하였으며, 심박출 지수는 유의하게 감소하였다. 또한 심외막 심초음파도로 측정한 좌심실 수축기말 내경도 결찰 후 유의하게 증가하였으며 분획단축 및 좌심실구혈률은 감소하였다. 심실보조기를 장착한 5마리의 실험동물에서 관상동맥 결찰 1시간 후와 심실보조기 작동 1시간 후의 혈역학적 측정치를 비교하였을 때 수축기 체동맥압과 평균 체동맥압이 유의하게 상승하였으며 폐동맥압은 수축기, 이완기, 평균 모두에서 하강하였고 좌심실 이완기 말기압도 심실보조기 구동 후 유의하게 하강하였다. 심박출 지수는 심실보조기 구동 후 통계적으로 의미 있게 증가하였다. 또한 심외막 심초음파도로 측정한 좌심실 수축기말 내경은 심실보조기 구동 후 유의하게 감소하였으며 분획단축 및 좌심실구혈률은 통계적으로 의미 있게 증가하였다. 결론: DKUH-75 심실보조기는 관상동맥 결찰을 통한 심근경색으로 유발시킨 급성 심인성 쇼크 상태의 실험동물에 장착하여 단기간 구동한 결과 각종 혈역학 수치 및 심초음파도 상 심기능 수치를 개선시키고 이를 통하여 심근 기능 회복에 기여할 것으로 사료되었다. 이는 광범위한 심근경색으로 인한 급성 심인성 쇼크 상태에서 DKUH-75 심실보조기의 단기적 유용성을 의미하는 것이라 하겠다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제37권12호
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• pp.1003-1009
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• 2004

기계적 순환 보조는 만성 심부전 상태의 환자들에게 이용될 뿐만 아니라, 심정지 혹은 심인성 쇼크에서 생명을 구할 수 있는 필수적인 요소가 되기도 한다. 상용화된 다양한 박동형의 순환보조 장치들이 장기간의 좌심실 보조를 위해 사용될 수 있지만 비용이나 제조사로부터의 기술적 지원이라는 측면에서 그 사용에 제약이 되고있다. 최근에는 심장이식의 가교로서, 또는 심장회복을 위해 원심성 펌프를 단기간 사용한 예들이 보고되고 있다. 본원에서는 원심형 펌프를 이용한 체외 생명구조 장치나 좌심실 보조장치로 심정지 혹은 심인성 쇼크의 5명의 환자에게 적용하여 성공적으로 치료하였다. 이들중 2명이 허혈성 심질환에 의한 심정지로 응급 상황에서 시행되었고, 술 후 심인성 쇽을 보인 허혈성 질환 1예와 급성 바이러스성 심근염에 의한 저심박출량 증후군을 보인 2명은 예정 하에 수술하였다. 모든 환자에서 기계적 순환보조 이탈이 가능하였으며, 기계적 순환 보조와 관련된 합병증에는 출혈 및 급성 신부전등이 있었고 대퇴동, 정맥 캐눌라 삽관과 연관된 합병증은 없었다. 원심형 펌프를 이용한 기계적 순환보조는 심정지 혹은 심인성 쇼크에서 생명보존이나 유지에 필수적인 역할을 할 수 있으며 항시 고려해야할 요소로 판단되기에 이를 보고하는 바이다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제32권12호
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• pp.1065-1077
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• 1999

Background : Ventricular assist devices(VADs) are being used for patients in postcvardiotomy cardiogenic shock status bridge to cardiac transplant settings and in post-myocardial infarction cardiogenic shock. The VAD which was developed at the Deparment of medical engineering in Dankook University College of Medicine was a pneumatically driven device and can maintain pulsatile flow. The goal of this study is to develop animal experimental models using the VAD and to clarify the reliability and hemodynamic property adequacy of end organ perfusion durability and severity of thrombotic-hemolytic tendency of the device. Material and Method : The pneumatic VAD was applied to 8 adult female lambs, We examined some hemodynamic parameters such as arterial blood pressure pulmonary capillary wedge pressure(pcwp) pulmonary artery pressure(PAP) left atrial pressure hour urine output cardiac index VAD flow EKG to determine the reliability of the VAD and hemodynamic compatibility of the experimental animals within 24 hours of experiment. We also observed the end organ perfusion durability of the VAD and thrombotic-hemolytic property of the VAD after 24 hours of VAD insertion. Result: We could monitor all hemodynamic parameters including pcwp PAP cardiac index EKG, adn hour urine as true clinical settings. We observed that the reliability of the VAD was excellent and the hemodynamic property of the experimental animal and end organ perfusion were adequate within 24 hours of experiment. In four lambs surviving 24 hours after insertion the reliability of the VAD and end organ perfusion were excellent and no thrombotic-hemolytic tendency was noted. However after 15 days of experiment the diaphragm of the VAD was torn and it was recommende that the durability of the VAD should be extended. Conclusion : e conclude that the pneumatic VAD developed at Dankook University Biomedical Engineering has good hemodynamic property and low thromboembolic tendency and presents adequate end organ perfusion but we noted that the durability of the device should be expanded further. It will be possible to do more reliable experiment in the future according to the animal experimental method developed in this study especially with the heart failure models.