Design and Analysis of A New Type of the Motor-Driven Blood Pump for Artificial Heart

인공심장용 전동기구동형 혈액 펌프의 설계 및 해석에 관한 연구

A new motor-driven blood pump for artificial heart was developed. In this blood pump, a small size, high torque brushless DC motor was used as an energy converter and the motor rolls back and forth on a circular track. This movement of the "rolling-cyliner" causes blood ejection by alternately pushing left or right polyurethane blood sacs. This moving-actuator mechanism could be eliminate two potential problems of other motor-driven artificial hearts such as large size and poor anastomosis for the implantation. Theoretical analyses on the pump efficiency, the temperature rise, and the inflow mechanism were also performed. In a series of mock circulation tests, the theoretical analyses were compared to the measured hemodynamic and mechanical values. The pump system was shown to have sufficient cardiac output (upto 9 L/min), sensitivity to preload, and mechanical stability to be tested as an implantable total artificial heart.ial heart.

새로운 형태의 인공심장용 전동기구동형 혈액동기구동행 혈액 펌프플 개발하였다. 개발된 혈액 펌프는 소형, 고출력, 브러쉬 없는 직류 전동기를 에너지 변환 장치로 사용하였으며, 이 전동기 자체가 원호 형태의 궤적을 따라 좌우로 회전하도록 고안되었으며, 전동기를 포함한 '회전원통'의 웅직임이 좌우에 부착되어 있는 폴리우레탄으로 제작된 혈액 주머니를 번갈아 밀게 되어 혈액을 박출하게 된다. 본 연구에서 도입한 이동형 작동기 원리에 의해 다른 전동기 구동형 혈액 펌프가 안고 있는 두가지의 중요한 문제점인 펌프 크기의 증가와 자연 심장과의 해부학적인 구조상 접합의 문제점들을 개선할 수 있었다. 또한 펌프의 효율과 전동기에 의한 시스템의 온도 상승, 그러고 펌프 내에 유입되는 유체에 대한 이론적 해석을 실시하였으며, 일련의 모의 순환 실험을 통해 실험 결과를 비교하였다. 개발된 펌프 시스템은 이식형 완전 인공 심장으로 사용하기에 충분한 심박출량(9 L/m)과 전부하에 민감한 반응, 그리고 기계적인 안정도를 보여 주었다.