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대뇌 혈류 증가 장치 구현에 관한 연구

Study on Implementation of Cerebral Blood Flow Increasing System

초록/요약

뇌졸중 중 허혈성 뇌졸중(Ischemic Stroke) 같은 뇌질환의 대표적인 치료법과 예방법중의 하나는 대뇌혈류(Cerebral Blood Flow)를 증가하는 방법이다. 대뇌부위로 가는 혈류량을 우회적으로 증가시켜 최종대뇌 손상부위(Stroke Size)를 최소화 하는 것을 목표로 한다. 이와 같은 대뇌 혈류를 증가하는 방법으로는 현재 약물에 의한 치료방법과 수술에 의한 방법, 동맥 내에 풍선(Balloon)이 부착된 카테터(Catheter)를 삽입하여 적절하게 풍선을 부풀게 하여 동맥을 막고 그 혈류를 우회시켜 대뇌의 혈류를 증가시키는 침습적인(Invasive) 방법(NeuroFloTM) 등이 이루어지고 있다. 기존의 수술적인 방법이나 침습적인 방법 등은 환자에게 수술의 부담이 있고 합병증 등의 위험에 노출되어 있다는 단점이 있다. 본 논문에서는 비침습적(Noninvasive)인 대뇌 혈류 증가 장치를 제안한다. 비 침습적 대뇌 혈류 증가 장치는 기존의 약물에 의한 방식이나 수술에 의한 방법 또는 침습적인 대뇌 혈류 증가 방식(NeuroFloTM) 등으로 야기될 수 있는 합병증을 방지 할 수 있으며, 환자의 부담도 훨씬 줄일 수 있다. 본 System은 혈압 감지 부(Blood Pressure Sensing Part) 와 압박 제어부(Pressure Control Part)를 포함한다. 환자의 각 사지부분의 수축기 혈압(Systolic Pressure)을 각각 측정한 후 치료자가 원하는 압력으로 설정하여 압박 패드의 압력을 제어함으로써, 사지로 가는 혈류를 막아 우회적으로 대뇌 혈류를 증가시킨다. 본 System에서 요구하는 조건으로 정확한 혈압의 측정, 혈압측정 시간의 단축 그리고 가압 시에 실제 대뇌 혈류량이 증가할 것 등 3가지를 충족해야 한다. 실제 구현된 System으로 시험한 결과 기존의 자동 혈압계와 비교하여 95%의 신뢰구간에 들어오는 정확성을 확인 하였고 또한 기존의 자동혈압계 대비 20초 정도 혈압 측정시간을 단축 하였다. 그리고 실제 피험자를 대상으로 가압 실험을 실시한 결과 정상 상태에 대비하여 최대 20%이상까지 혈류량이 증가함을 확인 할 수 있었다. 본 System을 사용하여 허혈성 뇌졸중 환자를 치료한다면 수술적 방법에 의한 정도의 혈류량 증가는 못 미치지만 환자에 따라 선별적으로 사용한다면 비 침습적인 방법에 의한 치료 방법으로 환자에게 보다 안전한 대뇌 혈류 증가 방법을 제시할 수 있다고 생각된다.

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목차

논문요약
제 1장 서론
제 2장 관련 연구
제 1절 뇌졸중(Stroke)
제 2절 대뇌혈류 증강 치료
제 3절 혈압의 개요
제 4절 혈압측정법
제 3장 대뇌혈류 증가 system 설계
제 1절 System 동작원리 및 구조
제 2절 Hardware
제 1항 MCU
제 2항 Cuff
제 3항 Pump 와 Solenoid valve
제 4항 Pressure sensor
제 5항 Pressure sensor 의 signal processing
제 3절 Software
제 1항 동작 Algorithm
제 2항 Pump Noise Cancelling Algorithm
제 3항 Oscillation Noise Correction Algorithm
제 4항 혈압 측정 시간 단축을 위한 Algorithm
제 4장 대뇌혈류 증가 system 구현 및 실험
제 1절 대뇌혈류증가 system 구현
제 2절 혈압 측정 실험 결과 및 분석
제 3절 혈압 측정 속도 비교 실험 결과 및 분석
제 4절 대뇌 혈류증가 실험 결과 및 분석
제 5장 결론
참고문헌
부록 A
ABSTRACT

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