A monoleaflet polymer artificial heart valve showed the remarkable improvement in pressure drop compared with other types of artificial valve. So, in this study we designed a monoleaflet polymer artificial valve with two supporting members to minimize the deformation and bending stress of the valve with respect to the variation of the gap between two supporting members using nonlinear contact analysis. The marginal valve thickness was also predicted in accordance with the relationship between the thickness and horizontal displacement in order to prevent the dislocation of the valve tip from the frame wall.
The goal of this study is to develop an effective control system for cardiac output regulation based upon the preload and afterload conditions without any transducers and compliance chambers in the moving actuator type total artificial heart. Motor current waveforms during the actuator movement are used as an input to the automatic control algorithm. While the current waveform analysis is performed, the stroke length and velocity of the actuator are gradually increased up to the maximum pump output level. If the diastolic filling rate of either right or left pump begins to exceed the venous return, atrial collapse will occur. Since the diastolic suction acts as a load to the motor, this critical condition can be detected by analyzing the motor current waveforms. Every time this detection criterion is met, the control algorithm decreases the stroke velocity and length of the actuator step by step just below the critical detection level. Then, they start to increase. In this way the maximum pump output under given venous return can be achieved. Additionally the control algorithm provides some degree of afterload sensitivity. If the aortic pressure is detected to exceed 120 mmHg, the stroke length and velocity decrease in the same way as the response to the preload. Left-right pump output balance is maintained by proper adjustment of the asymmetry of the stroke angle. In the mock circulatory test, this control system worked well and there was a considerable range of stroke volume difference with adjustment of the asymmetry value. Two ovine experiments were performed. It was confirmed that the required cardiac output regulation according to the venous return could be achieved with adequate detection of diastolic function, at least in the in vivo short-term survival cases[2-3 days . We conclude that this control algorithm is a promising method to regulate cardiac output in the moving actuator type total artificial 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.
To regulate cardiac output of the Total Artificial Heart(TAH) physiologically, the hemodynamic information must be toed back to the controller. So far, our group has developed an automatic cardiac output control algorithm using the motor current waveform, It is, however difficult to detect the preload level such as a filling status of ventricular inflow and the variation of atrial pressures within normal physiologic range(0-15 mmHg) by analyzing the motor current which simultaneously reflects the afterload effect. On the other hin4 the interventricular volume pressure(IVP) which is not influenced by arterload but by preload is a good information source for the estimation of preload states. In order to find the relationship between preload and IVP waveform, we set up the artificial heart system on the Donovan type mock circulatory system and measured the IVP waveform, right and left atrial pressures, inflow and outflow waveforms and the signals represented the information of moving actuator's position. We shows the feasibility of estimating the hemodynamic changes of inflow by using IVP waveform. fife found that the negative peak value of IVP waveform is linearly related to atrial pressures. And we also found that we could use the time to reach the negative peak in IVP waveform, the time to open outflow valve, the area enclosed IVP waveform as unfu parameters to estimate blood filling volume of diastole ventricle. The suggested method has advantages of avoiding thrombogenesis, bacterial niche formation and increasing longterm reliability of sensor by avoiding direct contact to blood.
심장병이 있는 환자들을 진료할 때 의사들은 청진기를 이용하여 심음 (heart sound)을 듣고 이를 기준으로 환자의 병의 유무나 질환의 종류에 대한 기초적인 판단을 하게 된다. 하지만, 심음은 환자의 상태나 외부 잡음의 영향에 따라서 신호의 특성이 변하고 또한 정상적인 심음과 질병을 나타내는 심음과의 차이가 비교적 구분하기 어려울 정도로 작기 때문에 숙달된 전문의가 아니면, 진단의 정확도가 떨어질 가능성이 있다. 따라서 신호처리 기법을 이용하여 심음을 분석해서 심음이 정상적인지의 유무를 자동으로 판단할 수 있다면, 진단을 하는 의사들에게 유용한 정보가 될 것이라 생각된다. 본 연구에서는 심음의 질병유무와 질병종류를 자동으로 판단하기 위해서 기존에 많이 사용되었던 artificial neural network (ANN) 대신에 hidden Markov model (HMM)을 사용하는 방법을 제안하였으며, 기초적인 실험결과 상당히 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다.
Objectives: The purpose of this study is to review the simulator for cardiovascular system. Methods & Results: Simulators were classified according to the structure and function of cardiovascular system. Heart and blood vessel were selected as the represent of structure. Blood pressure and blood flow were chose as the functional index. With the view points of four keywords, four kinds of simulators were selected: artificial heart, pressure simulator, flow simulator, and pulse simulator. Conclusions: This paper discussed the state of the art of research and development of the selected four kinds of simulators.
A new type of motor-driven total artificial heart system with a rolloing-cylinder mechanism has been developed. The prototype system consists of a brushless DC motor inside of a rolling-cylinder, two arc shaped pusher-plate s, and two ventricles of smooth, seamless polyurethane sacs. The motor-driven pump has the advantages of being portable and quiet compared to the present air-driven pump. It can also be controlled more accurately. This rolling-cylinder type electromechanical pump has several structural advantages including small size and weight, as compared to other research groups' motor-driven pumps. The results of mock circulation tests confirm sufficient pump output capacity(cardiac output . 9 L/min, at aortic pressure'120mmHg, with heart rate . 120 BPM) for animal implantation of our prototype system.
Lumbrokinase, potent fibrinolytic enzyme purified from earthworm, was immobilized onto the total artificial heart valves using photoreaction. This valve were implanted into the lamb for three days. After experiments, thrombus was observed in the untreated valves whereas no thrombus was observed in the lumbrokinase immobilized valves. The fibrinolytic activity and proteolytic activity of the implanted valve was examined. The fibrinolytic activity of the valve was remained after the implantation. The lumbrokinase could be a suitable fibrinolytic agents in the vascular contacting devices to reduce the thrombus.
제어로봇시스템학회 1995년도 Proceedings of the Korea Automation Control Conference, 10th (KACC); Seoul, Korea; 23-25 Oct. 1995
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pp.509-513
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1995
A microcontroller-based DC motor control system for a total artificial heart(TAH) was developed. Using a one-chip microcontroller, 87Cl96KB, the design of digital motor speed control system and servo control system is demonstrated. Functionally, the control system consists of a position control unit, a speed control unit, and a communication unit. The performance and the reliability of the developed control system were assessed through a series of mock circulation system experiments.
Wiharto;Yaumi A. Z. A. Fajri;Esti Suryani;Sigit Setyawan
Journal of information and communication convergence engineering
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제21권2호
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pp.130-138
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2023
The selection of the correct examination variables for diagnosing heart disease provides many benefits, including faster diagnosis and lower cost of examination. The selection of inspection variables can be performed by referring to the data of previous examination results so that future investigations can be carried out by referring to these selected variables. This paper proposes a model for selecting examination variables using an Artificial Bee Swarm Optimization method by considering the variables of accuracy and cost of inspection. The proposed feature selection model was evaluated using the performance parameters of accuracy, area under curve (AUC), number of variables, and inspection cost. The test results show that the proposed model can produce 24 examination variables and provide 95.16% accuracy and 97.61% AUC. These results indicate a significant decrease in the number of inspection variables and inspection costs while maintaining performance in the excellent category.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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