• Title/Summary/Keyword: 원심펌프

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A Study on the In-Vitro Test of Thrombogenesis in Centrifugal Biopump (원심성 바이오 펌프를 이용한 혈전 생성의 생체 외 검사에 관한 연구)

  • Na, Myung-Hoon;Kim, Won-Gon;Kim, Joo-Hyun;Kim, Mee-Hyung;Yu, Jae-Hyeon;Lim, Seung-Pyung;Lee, Young
    • Journal of Chest Surgery
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    • v.32 no.10
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    • pp.863-873
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    • 1999
  • 배경: 혈전 생성은 심혈관계 삽입물이나 순환 보조장치의 발전에 있어서 중요한 문제이므로 이러한 장치들의 혈전성에 대한 평가는 필수적이다. 따라서 이러한 장치들의 혈전성 연구를 시행하기 위한 효과적인 생체 외 실험 방식이 개발되어 원심성 순환 펌프의 발전에 큰 도움이 되고 있으며, 최근 엄밀하게 혈액과 공기의 접촉을 차단하는 방식이 믿을 수 있는 생체 외 실험 방식으로 강조되고 있다. 본 논문에서는 모의 순환 회로를 이용하여 기존에 행해진 연구 방법 상의 공기 접촉에 따른 핼액 응고 기전의 활성화 여부를 알아보기 위하여 공기 접촉 여부에 따른 혈액 인자의 변화를 관찰하여 확인하고, 또한 회로 내에서 생성된 혈전을 생체 내에서 형성된 혈전과 비교 분석하여 이 모의 순환 회로를 이용한 생체 외 검사가 새로 고안된 심혈관계 장치들의 혈전성을 평가하는데 있어서 동물실험을 대신할 수 있다는 기존의 주장을 검증하고자 하였다. 연구재료 및 방법: 바이오펌프를 이용한 같은 모의 순환 회로 한 쌍을 준비하고 동일 개체에서 얻은 헤파린을 첨가한(1u/$m\ell$) 신선한 혈액을 공기와 접촉시키지 않도록 한 A-회로와 공기와 접촉시킨 B-회로에 충전시켜 실험을 동시에 진행하여 결과를 얻었으며 총 12번 시행하였다. 회로에 충전한 혈액의 activated clotting time(ACT)은 정상의 3~5배였으며 ACT가 정상 범위의 1.5배가되면 실험을 끝냈고, Hematocrit(HCT), 혈소판, 동맥혈가스분석(ABGA), factor Ⅷ, factor \ulcorner, 섬유소원, thromboxane B2(TXB2), free hemoglobin(fHb) 등을 측정하였다. 실험이 끝난 후 A-회로와 B-회로에서 얻은 각 검사를 평가하고 분석하였으며 생성된 혈전을 생체 내에서 생성된 혈전과 조직 검사로 비교하였다. 본 연구의 자료분석은 SPSS 통계 프로그램을 이용하였고 유의수준 0.05를 기준으로 유의도를 판단하였다. 결과: 정상 ACT는 186.9$\pm$20.5초(평균$\pm$표준편차)이었고, 헤파린을 넣은 초기 ACT는 982.2$\pm$165.5초이었으며, 실험시간은 보통 60분에서 180분 사이였다. HCT, fHb, 혈소판, TXB2, factor Ⅷ, factor \ulcorner, 섬유원소의 초기값은 35.5$\pm$3.2%, 12.4$\pm$6.5 mg/dL, 354$\pm$56($\times$103)/$\mu$L, 72.6$\pm$15.1 mg/dL, 29.3$\pm$1.2%, 137.9$\pm$42.1 mg/dL, 그리고 17.7$\pm$9.7%이었다. 공기 접촉에 따른 차이를 보았을 때 ACT(p=0.398), HCT(p=0.988), fHb(p=0.898), 혈소판 (p=0.904), TXB2(p=0.985), factor Ⅷ(p=0.872), factor \ulcorner(p=0.489), 섬유원소(p=0.973)으로 전 예에서 통계적 유의성이 없었다. 실험 후 양 군에서 생성된 혈전의 현미경 소견은 B-회로의 혈전에 여러 군데 공기 방울이 관찰되는 것 이외에 A-회로에서 생성된 혈전과 차이가 없었고, 생체에서 생성된 혈전과 비교했을 때 그 양상이 같았다. A-회로와 B-회로에서 생성된 혈전의 총 량은 8.4$\pm$3.7 mL와 9.4$\pm$3.1 mL로 통계상 유의성은 없었다. (p=0.624). 결론: 모의 순환 회로를 이용한 혈전성 평가를 위한 생체 외 실험에 있어서 공기와의 접촉 여부는 혈액 응고 기전의 활성화나 혈전 생성에 별다른 영향을 미치지 않는다. 모의 순환 회로에서 형성된 혈전과 문헌에 있는 인체 내에서 형성된 혈전을 비교한 결과 그 형태가 일치하므로 이 모의 순환회로를 이용한 실험이 동물실험을 대신할 수 있다고 판단된다.

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Bearing Capacity Evaluation of Hybrid Suction Bucket Foundations on Clay Under Horizontal Loads Using a Centrifuge (원심모형실험을 활용한 점토지반에 설치된 하이브리드 석션 버켓기초의 수평방향 지지력 평가)

  • Kim, Jae-Hyun;Lee, Cheol-Ju;Shin, Hee Jeong;Kim, Seong Hwan;Goo, Jeong Min;Jung, Chung Yeol;Jeon, Young-Jin
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.39 no.12
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    • pp.61-73
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    • 2023
  • Suction buckets are feasible options for offshore foundations to support subsea structures in deep water, enabling suction-induced installation by pumps. Recently, hybrid suction bucket foundations that combine single or multiple suction buckets with a mat foundation have been considered. The foundations effectively increase the load capacity while reducing construction costs. However, there is still insufficient experimental validation of hybrid suction bucket foundations regarding their bearing capacity. Furthermore, research on the horizontal load capacity under low vertical and moment loads is inadequate. In this study, we investigate the feasibility of using a hybrid suction bucket foundation for subsea installations in clay. We considered two types of hybrid suction bucket foundations: a circular mat with a single suction bucket and a square mat with multiple buckets. Centrifuge tests were performed to understand the hybrid suction bucket foundation characteristics under horizontal loads and their corresponding bearing capacity. Particularly, we verified the effect of the mat foundation and bucket embedment depth on the horizontal bearing mechanism and capacities. Results confirmed that the hybrid suction bucket foundation outperforms the single suction bucket.

A Study of Spray Characteristic with Orifice Diameter for Single Column Rotating Fuel Nozzle (단열식 회전연료 노즐의 오리피스 직경에 따른 분무특성 연구)

  • Jang, Seong-Ho;Choi, Seong-Man
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.253-256
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    • 2009
  • In the micro turbojet engine less than 350kw power class, it is not easy to find out the good atomization fuel injector with good spray quality. However conceptually, rotating fuel injection system can give high atomization quality by only the centrifugal force of a high speed rotating shaft of the engine without high-pressure fuel pump. With this motivation, we manufactured very small rotating fuel injector of 40 mm diameter and performed under a variety of injection orifices. We measured droplet size, velocity and spray distribution by the PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) system. Also spray was visualized by using high speed camera. From the test results, we could understand that the length of liquid column from the injection orifice is mainly controlled by the rotational speeds. Furthermore, droplet size(SMD) is decreased with the rotational speeds and is influenced by the diameter of the injection orifice and liquid film thickness.

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A Study on the estimation of the flow characteristics and the bottom shear stress in an annular flume (환형수조의 내부 흐름특성 및 바닥전단응력 산정에 대한 연구)

  • Yang, Su-Hyun;Im, Ik-Tae;Hwang, Kyu-Nam
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.176-176
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    • 2011
  • 환형수조는 점착성 퇴적물의 이송특성 연구를 위해 가장 선호되는 실험 장치로 알려져 있다. 과거 많은 연구자들은 퇴적물의 이송특성, 특히 침식/퇴적 특성 조사를 위해 주로 수로를 이용한 실험적 연구를 수행하였는데, 최초의 실험적 연구들은 주로 직선수조에서 수행되었다. 그러나 입자간의 응집이 중요한 역할을 하는 점착성 퇴적물의 경우에, 직선수조 끝단에서의 자유낙하 및 재순환 펌프의 날개에 의해 응집된 토사가 쉽게 분리될 수 있어 그 타당성이 의문시 되어 왔으며, 이러한 단점을 보완하기 위해 환형수조가 고안되었다. 환형수조는 수면과 접하여 회전하는 상부링의 마찰력에 의해 흐름이 생성되기 때문에 시간의 제약 없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류를 형성시켜 반경 방향(radial direction)에서의 바닥전단응력을 불균일하게 하는 단점을 갖는다. 이러한 2차 순환류와 바닥전단응력의 불균일을 저감시키기 위하여 환형수조의 몸체를 상부링의 회전 방향과 역방향으로 직접 회전시키는 방법이 채택되어져 왔다. 한편, 환형수조의 상부링과 몸체를 서로 역방향으로 동시에 회전시키는 양방향 회전(counter-rotation)의 적용을 위해서는 2차 순환류가 최소가 되며 바닥전단응력이 균일해지는 최적 회전속도비에 대한 분석은 필수적 사항이다. 이를 위하여, 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부의 흐름특성 및 평균바닥전단응력에 대한 연구가 선행되어야만 한다. 이에 본 연구에서는 전산유체역학을 이용하여 전북대에 설치된 환형수조의 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부에서의 흐름특성 및 바닥전단응력에 대한 분석이 수행되었다. 또한, 이를 기초로, 환형수조의 최적 회전속도비 산출을 위한 연구가 수행 중에 있다. 이러한 결과들은 추후 환형수조를 이용한 점착성 퇴적물의 침식/퇴적 등과 같은 이송특성 연구시, 퇴적물에 작용하는 흐름조건의 정밀산정을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

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Blood Flow and Pressure Evaluation for a Pulsatile Conduit-Shaped Ventricular Assist Device with Structural Characteristic of Conduit Shape (관형의 구조적 특징을 갖춘 박동형 관형 심실보조장치의 혈류, 혈압 평가)

  • Kang, Seong-Min;Choi, Seong-Wook
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.35 no.11
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    • pp.1191-1198
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    • 2011
  • The use of a ventricular assist device (VAD) can raise the one-year survival rate without cardiac transplantation from 25% to 52%. However, malfunction of the VAD system causes 6% of VAD patients' deaths, which could possibly be avoided through the development of new VADs in which VAD malfunctions do not affect the patient's heart movement or hemodynamic state. A conventional VAD has an impeller or vane for propelling blood that can allow blood to regurgitate when the propelling force is weaker than the aortic pressure. In this paper, we developed a new pulsatile conduit-shaped VAD that has two valves. This device removes the possibility of blood regurgitation and has a small stationary area even when the pumping force is extremely weak. We estimated the characteristics of the device by measuring the outflow and the pressure of the pump in in-vitro and in-vivo experiments.

Experiences with Emergency Percutaneous Cardiopulmonary Support in In-hospital Cardiac Arrest or Cardiogenic Shock due to the Ischemic Heart Disease (허혈성 심질환으로 인해 병원 내에서 발생한 심정지 혹은 심정지 혹은 심인성 쇼크에 있어서의 경피적 심폐 보조장치의 치료 경험)

  • Rhee Il;Kwon Sung-Uk;Cho Sung Woo;Gwon Hyeon-Cheol;Lee Young Tak;Park Pyo Won;Park Kay-Hyun;Lee Sang Hoon;Sung Kiick
    • Journal of Chest Surgery
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    • v.39 no.3 s.260
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    • pp.201-207
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    • 2006
  • Background: Percutaneous cardiopulmonary support (PCPS) provides passive support of gas exchange and perfusion, allowing the use of other methods of care for organ recovery, and saves lives of patients with severe cardiopulmonary failure in a wide variety of clinical settings with a minimal risk of bleeding and need for chest re~ exploration. We summarized a single center's experiences with PCPS in patients with cardiogenic shock or cardiac arrest due to the ischemic heart disease. Material and Method: Among the 20 consecutive patients with cardiogenic shock or cardiac arrest from May 1999 to June 2005, Biopump (Medtronic, Inc, Minneapolis, MN) was used in 7 patients and the self-priming, heparin-coated circuit of EBS (Terumo, Japan) was applied to remaining 13 patients. Most of cannulations were performed percutaneously via femoral arteries and veins. The long venous cannulas of DLP (Medtronic inc. Minneapolis, MN) or the RMI (Edwards's lifescience LLC, Irvine, CA) were used with the arterial cannulae from 17 Fr to 21 Fr and the venous cannula from 21 Fr to 28 Fr. Result: The 20 consecutive patients who were severely compromised and received PCPS for the purpose of resuscitation were comprised of 13 cardiac arrests and 7 cardiogenic shocks in which by-pass surgery was performed in 11 patients and 9 ongoing PCls under the cardiopulmonary support. The mean support time on the PCPS was 38$\pm$42 hours. Of the 20 patients implanted with PCPS, 11 patients ($55\%$) have had the PCPS removed successfully; overall, 8 of these patients ($40\%$) were discharged from the hospital in an average surviving time for 27$\pm$17 days after removing the PCPS and survived well with 31$\pm$30 months of follow-up after the procedure. Conclusion: The use of PCPS appears to provide the hemodynamic restoration, allowing the survival of patients in cardiac arrest or cardiogenic shock who would otherwise not survive, and patients receiving PCPS had a relatively long-term survival.

Blood Protein Adsorption and Platelet Activation on an Ultra-hydrophilic Substrate (초친수성 표면에서 혈장 단백의 흡착 및 혈소판의 변화에 관한 연구)

  • Park, Nam-Hee;Chun, Bae-Hyeock;Je, Hyung-Gon;Lee, Jun-Wan;Lee, Jae-Won
    • Journal of Chest Surgery
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    • v.40 no.4 s.273
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    • pp.273-279
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    • 2007
  • Background: We evaluate the efficacy of ultra-hydrophilic coated bypass circuits in comparison with uncoated bypass circuits in a porcine cardiopulmonary bypass model. Material and Method: Normothermic cardiopulmonary bypass was peformed in 10 anesthetized pigs via the left atrium and ascending aorta with a centrifugal biopump. Ultra-hydrophilic coated bypass circuits wore used in 5 pigs (the study group) and uncoated bypass circuits were used for the control group. Platelet counts and platelet aggregation tests were peformed. The thrombin-antithrombin(TAT) complex level and total protein level were evaluated. Result: There were no significant changes En the platelet counts and aggregation ability of both groups. The TAT complex levels were not different between the two groups. The total protein level was significantly lower in the control group after cessation of cardiopulmonary bypass. Conclusion: The clinical effects of ultra-hydrophilic coating circuits were not remarkable, in terms of reducing inflammatory reaction and protection of platelet function. However, the effect of protection for blood protein adsorption might be acceptable.