• 제목/요약/키워드: 좌심실보조장치

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인공신경망을 이용한 좌심실보조장치의 제어 시뮬레이션 (Control Simulation of Left Ventricular Assist Device using Artificial Neural Network)

  • 김상현;정성택;김훈모
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.39-46
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    • 1998
  • 본 연구에서 복잡한 비선형적 특성을 갖는 공압식 좌심실보조장치의 모델링과 제어에 인공신경망을 제안하였다. 일반적으로 좌심실보조장치는 비선형이 보상되어야 하는데 인공신경망은 학습능력에 의해 비선형 동적 시스템의 제어에 적용될 수 있다. 인공신경망 모델링을 통해 좌심실 보조장치의 동적 모델을 모델링하고 이를 기반으로 하여 인공신경망 제어기가 설계되었다. 제안된 알고리즘을 이용한 좌심실보조장치의 모델링과 제어성능 및 유효성은 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 증명되었다.

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파라메타 추정 알고리듬을 이용한 전기유압식 좌심실 보조 장치의 해석 (Analysis of Electrohydraulic Left Ventricular Asistant Device using Recursive Parameter Estimation Algorithm)

  • 이동준;이상우;김희찬;민병구
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1995년도 춘계학술대회
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    • pp.117-119
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    • 1995
  • 서울대학교 의공학과에서는 부분적인 심부전 판자의 보조 및 치료장비로 전기유압식 좌심실 보조 장치를 개발하고 있다. 이 장비의 경우 인체의 좌심방 및 대동맥에 직접 연결되므로 실제적으로 좌심실 보조 장치의 박출량을 센서를 통하여 알아내는 데에는 여러가지 어려움이 따른다. 이러한 필요성에 비추어 전기유압식 좌심실 보조 장치의 박출량을 시스템을 ARX모델로 모델링하여 RLS(Recursive Least Square) 알고리듬을 이용하여 추정하였다. 그 결과 비교적 높은 정착도로 박출량이 추정됨을 볼 수 있었다. 하지만, ARX모델의 특성상 원래 본 연구의 시작과정에서 분석한 시스템의 동적 특성을 완전하게 반영할 수 없었다. 앞으로 시스템의 파라미터 추정 과정에서 이미 주어진 동적 특성은 고정시키고 나머지 파라미터들만을 추정하는 알고리듬을 개발하는 것도 흥미로운 과제라 할 수 있다.

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퍼지 subtractive 클러스터링 기법을 이용한 좌심실보조장치 모델링 및 흡입현상 검출 (Modeling of Left Ventricular Assist Device and Suction Detection Using Fuzzy Subtractive Clustering Method)

  • 박승규;최성진
    • 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.

퍼지로직을 이용한 전기유압식 좌심실 보조장치의 유입혈류량 조절 알고리즘의 개발 (Development of an Algorithm for Regulation of Inlet Blood Flow in Electrohydraulic Left Ventricular Assist Device Using Fuzzy Logic)

  • 최재순;최원우;조영호;박성근;민병구
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1995년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.387-392
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    • 1995
  • 전기 유압식 좌심실 보조장치에서 모터 전류 파형을 정보로 하여 작동기의 이완기 속도를 조절함으로써 좌심방으로부터 유입되는 혈류량을 조절하는 알고리즘을 개발하였다. 좌심실 보조장치(Left Ventricular Assist Device, LVAD)는 허혈성 심장질환 등으로 좌심실 의 혈액 박출 기능이 저하된 환자에게 시술하여 정상 상태의 심박출량을 유지할 수 있도록 하는 보조 혈액 박출 기능이이다. 전기 유압식 좌심실 보조장치에서는 혈액의 유입이 능동 적으로 이루어지므로, 좌심방 함몰로 인한 심근 손상 및 외부 공기 유입으로 인한 색전증을 방지하기 위해 유입혈류량을 현재 좌심방내의 상태에 따라 적절히 조절해 주어야 한다. 좌 심방 내의 혈액량 정도는 혈액을 유입해 내는 작동기의 이완기 동작 시에 소모되는 에너지 크기에 반영되고, 작동기를 구동하는 모터에 들어가는 전류의 크기는 작동기에 공급되는 에 너지에 비례하므로, 이전류 파형의 정보들을 통해 좌심방내의 상태를 추정해 볼 수 있다. 본 논문에서는 퍼지로직을 적용하여 모터 전류 파형의 정보들을 통해 좌심방 내의 상태를 추정 해 볼 수 있다. 본 논문에서는 퍼지로직을 적용하여 모터 전류 파형의 이상 유무를 판단한 뒤 에에 따라 작동기의 이완기 속도를 조절하는 알고리즘을 개발하여 모의순환장치 실험을 통해 그 실효성을 검증한 결과를 정리하였다.

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심부전 정도에 따른 좌심실보조장치의 박동효율예측을 위한 심장의 전기역학적 유한요소 모델의 응용 (Application of Cardiac Electromechanical FE Model for Predicting Pumping Efficacy of LVAD According to Heart Failure Severity)

  • 정대현;임기무
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권8호
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    • pp.715-720
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    • 2014
  • 좌심실보조장치(LVAD)가 심실부하감소에 미치는 영향을 극대화 하기 위해, 심실보조장치 치료를 위한 최적의 심부전 심각도 단계를 찾는 것은 중요하다. 우리는 심부전 정도에 따른 LVAD 의 박동효율을 이론적으로 예측하였다. 우리는 혈관시스템의 6 컴파트먼트의 Wind-kessel 모델과 연동된 심실의 삼차원 유한요소모델을 사용하였다. 이 모델을 이용하여, LVAD 치료 하에서 심부전의 정도에 따라 심실의 수축성 ATP 소모율, 좌심실압력, 심박출량, 심박출 분획, 1 회심박출량 등과 같은 심장응답을 예측하였다. LVAD 치료 중에 에너지학적 부하조건을 암시하는 수축성 ATP 소모율은 5 단계 심부전 조건에서 가장 크게 감소하였다. 따라서, 우리는 LVAD 를 회복으로의 가교로서 고려하고 있을 때, 심부전 5 단계에서 LVAD 치료를 시작하는 것이 가장 적절하다는 결론을 내린다.

인공신경망 Feedforward제어기를 이용한 좌심실보조장치의 제어실험 (Control of Left Ventricular Assist Device using Neural Network Feedback Feedforward Controller)

  • 정성택;류정우;김상현
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.150-155
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    • 1997
  • In this paper,we present neural network for control of Left Ventricular Assist Device(LVAD)system with a pneumatically driven mock cirulation system. It is necessary to apply high perfomance control techniques, since the LVAD system represent nonlinear and time-varing characteristics. Fortunately, the neural network can be applied to control of a nonliner dynamic system by learning capability. In this study,we identify the LVAD system with neural network and control the LVAD system by PID controller and neural network feedforward controller. The ability and effectiveness of controlling the LVAD system using the proposed algorithm will be demonstrated by computer simulation and experiment.

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HearMate 좌심실보조장치의 경험

  • 장봉현
    • 대한흉부심장혈관외과학회:학술대회논문집
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    • 대한흉부외과학회 1996년도 제 28차 추계학술대회 및 총회 대한흉부외과학회
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    • pp.110-110
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    • 1996
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우심실 보조장치 하의 심장박동 상태에서 시행한 관상동맥 우회수술 -2례 보고- (Right Heart Support in OPCAB -2 cases Report-)

  • 조석기;김기봉
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제33권11호
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    • pp.906-909
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    • 2000
  • 심폐바이패스를 사용하지 않고 심장박동 상태에서 시행하는 관상동맥 우회수술은 심 비대와 좌심실 기능저하가 동반된 협증심 환자에서는 심장 뒤쪽에 위치한 관상동맥에 대한 접근이 어렵고 수술 중 혈역학적으로 불안정하여 시행하기에 어려운 경우가 많다. 우심실 보조장치 하의 심장박동 상태에서 시행하는 관상동맥 우회수술은 대동맥의 삽관을 피하고, 심폐바이패스의 합병증을 줄일 수 있으며, 심장 뒤쪽에 위치한 혈관의 문합시에도 안정된 혈역학적 상태를 유지 할 수 있어 고위험군 환자에게 도움을 줄 수 있다. 좌심실 기능저하와 심 비대가 동반된 환자에서 우심실 보조장치 하의 심장박동 상태에서 시행한 관상동맥 우회수술을 2례 시행하여 좋은 결과를 얻어 보고하고자 한다.

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좌심실 보조장치를 이용한 전격성 심근염의 치료 - 1례 보고 - (Management of Acute Fulminant Myocarditis Using a Left Ventricular Assist Device - A case report -)

  • 강신광;박상순;나명훈;유재현;임승평;이영;성인환
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제34권6호
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    • pp.490-493
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    • 2001
  • 17세 여자 고등학교 학생이 전흉부 동통을 주소로 입원하였다. 약물 치료와 대동맥내 풍선 펌프에도 불구하고 폐부종과 순환 허탈이 악화되었다. 급성 전격성 심근염 추정 진단 하에 좌심실 보조장치를 설치하였다. 유입구 도관은 유방하 좌전개흉술로 좌심이를 통하여 좌심방에 삽입하였고, 좌심이의 일부를 조직검사를 위해 떼어냈다. 유출구 도관은 좌측 대퇴 동맥에 PTFE도관을 간치시켜 삽입하였다. 체외순환 158시간 후 심초음파에서 좌심실의 운동성이 거의 정상으로 회복되었고, 좌심실 보조장치를 성공적으로 이탈할 수 있었다. 면역화학 검사와 중화 항체 검사에서 콕사키바이러스가 확인되었다. 환자는 입원 23일 째 아무런 심부전 증상없이 퇴원하였다.

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