Analysis and Improvement of System Efficiency for the Moving-actuator type Bi-Ventricular Assist Device ($AnyHeart^{TM}$)

한국형 양심실 보조 인공 심장의 효율 분석 및 개선에 관한 연구

  • Chung, J.H. (Interdisciplinary program in Biomedical Engineering Major, Seoul National University) ;
  • Nam, K.W. (Interdisciplinary program in Biomedical Engineering Major, Seoul National University) ;
  • Choi, S.W. (Interdisciplinary program in Biomedical Engineering Major, Seoul National University) ;
  • Lee, J.J. (Interdisciplinary program in Biomedical Engineering Major, Seoul National University) ;
  • Park, C.Y. (Interdisciplinary program in Biomedical Engineering Major, Seoul National University) ;
  • Kim, W.E. (Interdisciplinary program in Biomedical Engineering Major, Seoul National University) ;
  • Choi, J.S. (Interdisciplinary program in Biomedical Engineering Major, Seoul National University) ;
  • Min, B.G. (Institute of Medical and Biological Engineering, Medical Research Center, Seoul National University)
  • 정진한 (서울대학교 대학원 협동과정 의용생체공학전공) ;
  • 남경원 (서울대학교 대학원 협동과정 의용생체공학전공) ;
  • 최성욱 (서울대학교 대학원 협동과정 의용생체공학전공) ;
  • 이정주 (서울대학교 대학원 협동과정 의용생체공학전공) ;
  • 박찬영 (서울대학교 대학원 협동과정 의용생체공학전공) ;
  • 김욱은 (서울대학교 대학원 협동과정 의용생체공학전공) ;
  • 최재순 (서울대학교 대학원 협동과정 의용생체공학전공) ;
  • 민병구 (서울대학교 의학연구원 의용생체공학연구소)
  • Published : 2001.10.01

Abstract

This is a test report of system efficiency for the moving-actuator type Bi-ventricular assist device (AnyHear $t^{MT}$ ) Seoul National University). $AnyHeart^{TM}$), as an energy converter. utilities a brushless DC motor(S/M 566-26A. Sierracin/ Magnedyne, Carlsbad, CA. U.S.A.) generating their pendulous motion in the epicyclic gear train. It is necessary to know about the overall efficiency of the system. The system is subdivided into three parts: motor part, actuator part and blood sac part (including valves, etc.) according to system mechanism. The motor was operated with a variable range of torque. angular speed and width of voltage Pulse In this report. $AnyHeart^{TM}$ is focused on the efficiency of the motor and actuator parts. 4 $\ell/min$ pump output. which is normal condition of $AnyHeart^{TM}$ system, the total system efficiency is 8%, which is composed of 50%, 85% and 17% efficiency (motor Part, actuator Part and blood sac Part) respectively. In the analyzed result. applied input voltage on normal condition of $AnyHeart^{TM}$ is determined. Also speed Profile with considering filling state of blood sac is Provided. In the test of the in vitro mock circulation. some experimental results are Provided to demonstrate the effectiveness of the Presented approach.

한국형 양심실 보조 인공 심장의 효율 측정 방법과 측정 결과이다. 한국형 양심실 보조 인공 심장은 에너지 변환기로 브러시 없는 직류 모터를 사용한다 이 브러시 없는 직류 모터가 기어 열을 따라 원추운동을 하며 혈액주머니에 힘을 가하게 되고. 이 힘에 의해 혈액주머니 안의 혈액이 박출하게 된다. 효율 측정을 위하여 제어기 및 모터부, 기어부 및 작동기부. 혈액주머니 및 기타부 등 크게 세 부분으로 나누었으며. 각각을 다시 소자별로 나누어 입. 출력의 효율을 측정했다. 부하의 토크, 분당 회전수 각속도, 인가되는 전압 등을 바꾸어 가면서 시스템의 효율을 측정했고. 이 측정을 통해서 모터 운동시의 전체적인 효율과 부분별 효율을 알 수 있었다. 특히 양심실 보조 장치의 모터부와 작동기부의 효율측정에 중점을 두었다. 측정 결과 이동 작동기형 양심실 보조 장치의 평균 동작 영역인 4$\ell/min$ 박출량에서, 전체 효율은 8 %정도이며 구체적으로는 모터부 50 %, 작동기부 85 % 혈액주머니부 19 %정도의 효율을 보였다. 또한 6$\ell/min$ 박출량의 경우, 전체 효율은 5.5 %정도였다. 분석된 결과를 바탕으로 효율을 개선하기 위해 박출량에 따른 필요 구동 전압을 결정하고. 혈액주머니의 충만 상태에 따른 속도 파형을 연구. 제안하였다.

Keywords

References

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