심전도 신호를 이용한 이동 작동기형 심실 보조장치와 자연심장 간의 Counterpulsation을 위한 제어 알고리즘의 개발 = Development of control algorithm for counterpulsation between moving-actuator type ventricular assist device and natural heart using electrocardiogram

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 현재 서 물대학교에서 개발중인 이식형 심실보조장치(ventricular assist device, VADI와 자연심장 간의 좌심실 동시 박출 방지를 위한 제어 알고리즘을 개발하고, 개발된 알고리즘을 실제 동물 실험에 적용하기에 앞서 모의순환장치를 이용하여 알고리즘의 효용성을 검증하기 위함이다. 자연심장의 박출 상태를 실시간으로 파악하기 위해 심전도(electrocardiogram, ECG) 신호를 입력으로 받아들여 제어를 수행하는 방식을 채택하였다. 또한, 심실보조장치와 자연심장 간의 좌심실 동시 박출을 방지하고, 동시에 자연심장의 박출량에 무관하게 심실보조장치에서 적정수준 이상의 혈액 박출량이 항상 유지되도록 하는 두 가지 목표를 달성하기 위해 알고리즘을 작성하였다. 이를 위해 심전도 시뮬레이터에서 발생한 신호를 입력으로 받아 자연심장의 현재 박출 상태를 검출하고, 현재 자연심장의 박출 상태에 따라 심실보조장치의 제어 인자들과 사전에 정의된 박출 모드들을 자동적으로 변경하는 방식으로 연구를 수행하였다. 모의순환장치에서의 실험 결과 심실보조장치와 자연심장 간의 동시 박출 방지 章과가 실제로 일어남을 확인할 수 있었으며, 동시에 적정 수준의 박출량 유지를 위해 선택된 박출 모드에 따라 제어 인자들이 자동적으로 변경됨을 확인할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The objectives of this study are to develope control algorithm for counterpulsation between moving-actuator type ventricular assist device and natural heart, and to test its peformance before applying animal experiment using mock circulation system. Electrocardiogram is used to detect the pumping status of the natural heart. Maln obiectives of algorithm are twofold. The one is the counterpulsation between ventricular assist device and natural heart. The other is the maintenance of pumping output above propel level. To do this, we use patient simulator to generate electrocardiogram signal. In the mock test, it is shown that counterpulsation between ventricular assist device and electrocardiogram signal is actually occurred, and that automatic changes of control parameters and pumping modes are occurred to maintain pumping output at proper level.

목차 (Table of Contents)

• 서론
• 재료 및 방법
• 1.1 자동 박동수 제어모드(Automatic PR Control Mode)
• 1.2 수동 박동수 제어모드(Manual PR Control Mode)
• 결과
• 2.1 자동 박동수 제어모드
• 2.2 수동 박동수 제어모드
• 고찰