• 전자공학회논문지B
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• 제32B권3호
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• pp.38-47
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• 1995

A new automatic cardiac output control algorithm for the motor-driven electromechanical total artificial heart(TAH) was developed based on the motor current waveform analysis without using any extra transducer. The basic control requirements of artificial heart can be described in terms of three features : preload sensitivity, afterload insensitivity, and balanced ventricular outputs. In the previous studies, many transducers were utilized to obtain informations of hemodynamic states for the automatic cardiac output control, But such automatic control systems with sensors have had reliability problems. We proposed a new sensorless automatic cardiac output control algorithm providing adequate cardiac output to the time-varying physiological demand without causing right atrial collapse, which is one of the critical problem in an active-filling type device. In-vitro tests were performed on a mock circulation system to evaluate the performance of the developed algorithm and the results show that the new algorithm satisfied the basic control requirements on the cardiac output response and the possibility of application of the developed algorithm to in vivo experiments.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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• pp.228-231
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• 1997

In this paper, we designed an ART(Adaptive Resonance Theory) network based on LPC(Linear Prediction Coefficient) for classification of PVB (Premature Ventricular Beat: PVC, LBBB, RBBB). The procedure of proposed system consists of the error calculation, feature generation and processing of the ART network. The error is calculated after processing by linear prediction algorithm and the features of ART network or classification are obtained from the binary ata determined by threshold method. In conclusion, ART network has good performance in classification of PVB.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제10권2호
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• pp.91-93
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• 1989

We have developed a monoleaflet polymer valve as an inexpensive and viable alternative, especially for short-term use in the ventricular assist device or total artificial heart. The frame and leaflet of the polymer valve were made from polyurethane, To evaluate the hemodynamic performance of the polymer valve a comparative study of flow dynamics past a polymer valve and a St. Jude Medical prosthetic valve under physiological pulsatile flow conditions in vitro was made. Comparisons between the valves were made on the transvalvular pressure drop, regurgitation volume and maximum valve opening area. The polymer valve showed smaller regurgitation volume and transvalvular pressure drop compared to the mechanical valve at higher heart rate. The results showed that the functional characteristics of the polymer valve compared favorably with those of the mechanical valve at higher heart rate.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제16권1호
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• pp.61-66
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• 1995

We have developed a monoleaflet polymer valve as an inexpensive and viable alternative, especially for short-term use in the ventricular assist device or total artificial heart. The frame and leaflet of the polymer valve were made from polyurethane. To evaluate the hemodynamic performance of the polymer valve a comparative study of flow dynamics past a polymer valve and a St. Jude Medicals prosthetic valve under physiological pulsatile flow conditions in vitro was made. Comparisons between the valves were made on the transvalvular pressure drop, regurgitation volume and maximum valve opening area. The polymer valve showed smaller regurgitation volllme and transvalvular pressure drop compared to the mechanical valve at higher heart rate. The results showed that the functional characteristics of the polymer valve compared favorably with those of the mechanical valve at higher heart rate.

• 약학회지
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• 제27권2호
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• pp.155-161
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• 1983

The rates of deterioration of contractile forces of isolated hearts from ginseng component treated rats were determined. Rat papillary muscles were also used to study the influence of ginseng on the mechanical performance of heart. Rats weighing 200-300g were administered orally with ginseng ethanol extract (100mg/kg/day), ginseng total saponin (50mg/kg/day) and ginsenoside Rbl (5mg/kg/ day) for a week respectively. The isolated hearts from rats were perfused with Krebs-Henseleit solution by Langendorff perfusion apparatus. The force-velocity relation was clearly seen with the load-generator equipped isotonic shortening recording apparatus. The control group was only able to maintain 60% of their initial contractile forces after 120 minutes of perfusion, whereas ginseng ethanol extract treated group was able to sustain nearly their initial strength even after 120 minutes of perfusion. The similar effects were seen in the hearts treated with total ginseng saponin and ginsenoside Rb$_{1}$. Ginseng ethanol extract did alter mechanical performance of rat ventricular myocardium. It increased both maximum velocity(Vmax) of isotonic shortening and isometric force (P$_{0}$) and showed increased velocity of shortening significantly (P<0,05) at any one afterload.d.

• Journal of Chest Surgery
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• 제23권1호
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• pp.22-32
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• 1990

Postoperative cardiac performance of cyanotic congenital heart disease is somewhat different from that of other cardiac diseases. For the evaluation of postoperative cardiac performance in the cyanotic congenital heart disease we measured cardiac output by thermodilution technique at 1, 4, 8, 12, 16, 20, 24, 36, 48 postoperative hours in 14 patients operated from Feb. 1989 to Nov. 1989 in The Department of Thoracic and Cardiovascular Surgery, Seoul National University Children`s Hospital. At the same time, we checked left atrial pressure [LAP], central venous pressure [CUP], and mixed venous oxygen saturation [SvO2] to detect correlation between them. Immediate postoperative cardiac index was 3.585 $\pm$ 0.945 L/min/m2, and it decreased maximally to 3.322$\pm$1.007 L/min/m2 at postoperative 16 hours. After then it increased and stabilized from 36 hours after operation, and its value was 4.426$\pm$1.358 L/min/m2. There were no correlations between cardiac index and left atrial pressure or central venous pressure. Between mixed venous oxygen saturation and cardiac index, there was no correlation in the early postoperative period but after postoperative 16 hours, there was significant correlation between them and correlation coefficients were 0.573 [16hrs], 0.743 [20hrs], 0.436 [24hrs], 0.560 [36hrs], 0.636 [48hrs], respectively. From these results, we concluded that in the corrective surgery of cyanotic congenital heart disease, cardiac performance was depressed in the early postoperative period. It improved from postoperative 16 hours, and stabilized from 36 hours after operation. During early postoperative period, mixed venous oxygen saturation should not be used as a predictor of cardiac performance but it could be used as a predictor of cardiac performance from 16 hours after operation.

• 대한핵의학회지
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• 제37권2호
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• pp.83-93
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• 2003

배경 및 목적: $^{201}Tl$ 심근 관류 SPECT에서, 폐-심장 섭취비(lung-to-heart uptake ratio; LHR)의 정량적 측정은 관동맥 질환자의 예후를 평가할 수 있는 지표이다. 그러나 최근$^{99m}Tc-sestamibi$ (MIBI)를 이용한 심근 관류 SPECT가 많이 이용되고 있으나 MIBI의 폐섭취가 관동맥 질환자에 $^{201}Tl$ LHR와 같은 의미를 가지는 지는 의문이 있어왔다. 본 연구는 MIBI 주사후 1시간에 촬영한 전면상을 이용하여 LHR을 구하여 좌심실 구혈률, 관류 결손 정도와의 상관 관계를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: Bruce법으로 운동 부하를 실시한 241명(남성 130명, 평균 연령 55세)을 대상으로 하였다. 부하검사와 휴식기 검사를 같은 날에 실시하는 프로토콜(1일 영상법)은 152명, 다른 날에 실시하는 프로토콜(2일 영상법)은 89명에서 시행하였다. 운동 부하 SPECT는 MIBI를 주사한 후 1시간에 이중헤드 감마 카메라를 이용하여 얻었다. 폐와 심장의 MIBI 섭취 정도는 20초간 얻은 전면상에서 폐와 심장에 관심영역을 설정하여 구하고, 이를 이용하여 섭취비를 계산하였다. AutoQUANT 소프트 웨어를 이용한 자동화 방법으로 운동부하시 좌심실 구혈률(LVEF)을 구하였고 운동부하시 관류 결손 정도(Summed Stress Score, SSS)를 구하였다. LVEF에 따라 3군(35%이하, 36-50%, 50%초과), SSS에 따라 4군(4미만, 4-8, 9-13, 13초과)으로 나누었다. 증가된 LHR의 정의는 관류 결손이 없는 남, 여 각 군에서 구한 LHR의 평균값에 표준편차의 2배값을 더한 값을 초과하는 것으로 판단하였고 각 군에서 증가된 LHR을 보인 환자의 분포를 구하여 비교하였다. 결과: 정상 관류 소견을 보였던 130명의 분석에서, 여성에 비해 남성에서 LHR이 유의하게 높았고 정상 관류 소견을 보였던 130명의 남성과 여성 모두에서, 1일 영상법와 2일 영상법을 실시한 군 사이의 LHR은 의미 있는 차이가 관찰되지 않았다. 정상 관류 소견을 보인 군과 관류 결손을 보인 군 사이의 비교에서는 관류 결손이 있는 남성과 여성에서 관류 결손이 없는 남성과 여성에 비해 LHR이 유의하게 높았다. 관류 결손이 있는 111명의 분석에서는 LHR과 EF는 역상관 관계, LHR과 SSS 사이에는 양의 상관 관계가 관찰되었고, 남성에서는 통계학적 의의가 있었으나 여성에서는 통계학적 의의는 없었다. EF군에 따른 분석에서는 좌심실 구혈률이 낮을수록 LHR이 높았고, SSS군에 따른 분석에서 관류 결손이 높은 군에서 유의하게 LHR가 높았다. 결론: 일상적인 운동부하 심근 관류 SPECT상 관류 결손이 있는 환자에서 폐심장 섭취비는 좌심실 구혈률과 심근 부하시 관류 결손 정도가 클수록 증가된 폐-심장 섭취비를 보인 환자가 많았으며, 좌심실 구혈률이 낮을수록 그리고 관류 결손의 정도가 클수록 폐-심장 섭취비가 증가하였다 이런 결과로 보아 주사후 1시간 $^{99m}Tc-MIBI$의 LHR은 좌심실 부전과 큰 관류 결손을 나타내는 간접적인 지표로 생각되어 진다. 그러나 관류 결손의 정도나 좌심실 구혈률 감소 정도가 미약한 군에서는 폐-심장 섭취비가 정상군과 비슷하여, 저위험군의 감별에는 제하점이 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.427-436
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• 2016

일반적으로 QRS간격은 시작점을 기준으로 끝점까지의 간격을 말하지만 그 기준이 모호하고 Q와 S의 검출이 정확하지 않아 부정맥 분류 성능을 저하시키는 경우가 발생한다. 본 연구에서는 심전도신호 중 가장 큰 피크인 R파를 정확히 검출한 후 이를 기준으로 위상 변이 추적 기법을 적용하여 Q와 S의 시작점과 끝점을 추출하는 방법을 제안한다. 먼저 전처리 과정을 통해 잡음이 제거된 정확한 R파를 검출한다. 이후 심전도신호의 미분값을 통해 QRS패턴을 분류하고, R파를 기준으로 위상이 변화되는 방향과 횟수를 추적함으로써 Q, S의 시작점과 끝점을 추출하는 방법이다. 제안한 방법의 우수성을 입증하기 위해 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스 48개의 레코드를 대상으로 R파 검출율은 99.60%의 성능을 나타내었고, 위상 변이 추적 기법의 경우 조기심실수축(PVC)이 30개 이상 포함된 MIT-BIH 10개의 레코드를 대상으로 조기심실수축 분류율을 각각 비교 분석한 결과 94.12%로 우수하게 나타났다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.96-101
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• 2011

최근 들어 실시간 원격 ECG모니터링 시스템에 대한 수요가 늘어가고 있으며 가입자의 증가와 더불어 실시간 모니터링 시스템의 자동화에 대한 필요성이 대두되고 있다. 비정상적인 ECG 비트의 자동검출은 이러한 실시간 원격 ECG모니터링 시스템의 성공적인 상업화를 위해서는 반드시 필요한 요소기술이다. 본 논문에서는 이러한 점에 착안하여 QRS 폭(width)과 RR interval의 패턴을 이용한 효율적인 비정상적 ECG 비트 자동검출알고리듬을 제안하였다. 기존에는 주로 ECG 비트의 상세한 분류에 대해서 많은 연구가 이루어졌으나 이러한 방법들은 분류 오류가 많고 주변 환경이 변화함에 따라서 분류성능의 변동성이 심하다는 단점이 있었다. 또한 정확한 ECG 비트 분류를 위해서는 충분한 양의 훈련데이터를 필요로 하며 특히 분류시에 많은 계산량을 필요로 한다는 문제점도 있었다. 그러나 자동화된 원격 ECG모니터링 시스템을 위해서는 ECG 비트의 세세한 분류 보다는 비트의 정상여부판단이 더 중요하다. 이러한 점에 착안하여 본 논문에서는 ECG 신호의 비정상적인 비트중에서도 가장 빈번이 발생하는 VEBs(Ventricular ectopic beats) 비트의 검출을 시도하였고 제안된 알고리듬을 MIT-BIH 부정맥 데이터베이스에 적용한 결과 만족스러운 VEBs 바트 검출성능을 얻을 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제41권3호
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• pp.128-137
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• 2020

Cardiac electrophysiology studies often use simulation to predict how cardiac will behave under various conditions. To observe the cardiac tissue movement, it needs to use the high--resolution heart mesh with a sophisticated and large number of nodes. The higher resolution mesh is, the more computation time is needed. To improve computation speed and performance, parallel processing using multi-core processes and network computing resources is performed. In this study, we compared the computational speeds of CPU parallelization and GPU parallelization in virtual heart simulation for efficiently calculating a series of ordinary differential equations (ODE) and partial differential equations (PDE) and determined the optimal CPU and GPU parallelization architecture. We used 2D tissue model and 3D ventricular model to compared the computation performance. Then, we measured the time required to the calculation of ODEs and PDEs, respectively. In conclusion, for the most efficient computation, using GPU parallelization rather than CPU parallelization can improve performance by 4.3 times and 2.3 times in calculations of ODEs and PDE, respectively. In CPU parallelization, it is best to use the number of processors just before the communication cost between each processor is incurred.