KR101676105B1

KR101676105B1 - Pulse simulation system

Info

Publication number: KR101676105B1
Application number: KR1020140138309A
Authority: KR
Inventors: 김재욱; 김종열; 이주연; 장민; 신상훈
Original assignee: 한국 한의학 연구원
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2016-11-14
Also published as: KR20160043734A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 맥 시뮬레이션 시스템은, 상호 연결된 2개의 수조를 구비하며, 수조에는 유체가 수용되는 수조부; 수조부 중 하나의 수조에 이동 라인에 의해 연결되며, 피스톤- 실린더 방식에 의한 정방향으로의 회전 운동을 선형 운동으로 변환하여 유체에 압력을 발생시키는 압력 발생부; 압력 발생부와 수조부 중 다른 하나의 수조를 연결하며 압력 발생부에 의해 압력이 가해진 유체를 이동시키는 경로를 형성하는 혈관부; 및 혈관부에 장착되며, 유체의 유량 및 압력을 측정하여 혈관의 압맥파 및 혈류 특성을 동시에 시뮬레이션(simulation) 하도록 하는 측정부;를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 시뮬레이션에 의해 혈관의 특성 중 압맥파 및 혈류의 특성 모두를 한 번에 파악할 수 있어 정확한 실험을 간단하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장비를 간소화할 수 있다.The pulse simulation system according to an embodiment of the present invention includes two water tanks connected to each other, A pressure generating part connected to the water tank of one of the water receiving parts by a moving line and converting the rotational motion in the normal direction by the piston-cylinder method into a linear motion to generate pressure in the fluid; A blood vessel connecting the other of the pressure generating part and the water receiving part and forming a path for moving the fluid under pressure by the pressure generating part; And a measurement unit mounted on the blood vessel and measuring the flow rate and pressure of the fluid to simultaneously simulate the pressure pulse wave and blood flow characteristics of the blood vessel. According to the embodiment of the present invention, it is possible to grasp all the characteristics of the pressure pulse wave and the blood flow among the characteristics of the blood vessels at once, thereby making it possible to simplify the experiment as well as simplify the equipment.

Description

맥 시뮬레이션 시스템{Pulse simulation system}A pulse simulation system

맥 시뮬레이션 시스템이 개시된다. 보다 상세하게는, 시뮬레이션에 의해 혈관의 특성 중 압맥파 및 혈류의 특성 모두를 한 번에 파악할 수 있어 정확한 실험을 간단하게 수행할 수 있는 맥 시뮬레이션 시스템이 개시된다.
A Mac simulation system is disclosed. More particularly, the present invention is directed to a Mac simulation system capable of easily grasping the characteristics of a pressure vessel wave and a blood flow at a time through simulation.

일반적으로 개발 및 연구를 위한 모든 모의 측정 시스템은 실제를 가정한 시뮬레이션을 수행하여 실제 적용 시 발생될 수 있는 문제점을 미리 파악 및 해결하고, 고려되지 않은 변수들을 제거함으로써 표준화된 측정 결과를 얻기 위한 목적으로 설계되고 개발될 수 있다. In general, all simulated measurement systems for development and research are used to simulate actual conditions to identify and solve problems that may occur during actual application, and to remove the unconsidered variables to obtain standardized measurement results Can be designed and developed.

특히 생명 유지 및 질병 판단을 목적으로 하는 의료용 장비의 개발에 있어서 시뮬레이션은 대단히 큰 의미를 갖는다. 이는 실제 인체를 대상으로 하는 실험을 하기가 힘들고, 아울러 질병 유무 및 진행 정도를 판단하기 위한 기준을 설정하기에 인체 내부의 변수가 너무 많기 때문이다.In particular, the simulation has great significance in the development of medical equipment for life maintenance and disease judgment purposes. This is because it is difficult to conduct an experiment on a human body, and there are too many variables in the human body to set criteria for judging the presence or absence of disease and progress.

한편, 일반적으로 맥압은 혈관 속을 흐르고 있는 혈액이 혈관 벽에 미치는 압력을 말하는데, 이 때 전술한 모의 측정 시스템, 즉 시뮬레이션 시스템을 통해 혈관의 특성을 파악할 수 있다.Generally, pulse pressure refers to the pressure of the blood flowing through the blood vessel on the blood vessel wall. At this time, the blood vessel characteristics can be grasped through the simulation measurement system, that is, the simulation system described above.

그런데, 혈관의 특성에는 압맥파 및 혈류 특성 등이 있는데, 종래의 시뮬레이션 시스템은 이들의 특성을 모두 시뮬레이션하는 구성을 갖지 못하였다. 예를 들면, 대한민국특허 공개번호 2007-0027241호 "유체순환 시스템을 갖는 팬텀장치"ㅇ에서는 혈관의 특성 중 혈류 양 및 속도를 분석하는 것에 대해서는 개시되어 있지만 맥압 특성을 시뮬레이션할 수 없는 한계가 있다. However, the characteristics of blood vessels include a pressure pulse wave and blood flow characteristics, and conventional simulation systems do not have a configuration for simulating all of these characteristics. For example, Korean Patent Laid-Open No. 2007-0027241 entitled " Phantom Apparatus Having a Fluid Circulation System "describes analysis of the blood flow rate and velocity among characteristics of blood vessels, but there is a limitation in that the pulse pressure characteristic can not be simulated.

아울러, 대한민국특허 공개번호 2007-0040153호의 "초음파 도플러 매커니즘을 이용한 혈류 측정용모의실험장치"에서도 혈류 측정을 모의 실험하는 것에 대해서는 개시되어 있지만, 맥압 특성을 시뮬레이션할 수 없는 한계가 있었다.In addition, although a simulation of blood flow measurement is disclosed in Korean Patent Application Publication No. 2007-0040153 entitled " Experimental Apparatus for Measuring Blood Flow Using Doppler Mechanism Using Ultrasonic Doppler Mechanism ", there is a limitation in that pulse pressure characteristics can not be simulated.

이에 맥진의 교구 및 맥진기 성능 평가에 활용될 수 있는 압맥파 및 혈류 특성을 모두 구현할 수 있는 맥 시뮬레이터의 개발이 요구된다.
Therefore, it is required to develop a Mac simulator that can realize both the pulse wave and the blood flow characteristics that can be used in the paradigm of the pulse wave and the pulse wave machine performance evaluation.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 시뮬레이션에 의해 혈관의 특성 중 압맥파 및 혈류의 특성 모두를 한 번에 파악할 수 있어 정확한 실험을 간단하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장비를 간소화할 수 있는 맥 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것이다.The object of the embodiment of the present invention is to provide a device and a method for simulating a pulse wave and a blood flow characteristic of a blood vessel through simulations, System.

또한 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 압력 발생부에서 압력 주머니를 이용한 압력 생성이 이루어짐으로써 음압, 진동, 누수 또는 과도한 모터 부하 등이 발생되는 것을 방지할 수 있는 맥 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a Mac simulation system capable of preventing negative pressure, vibration, leakage, excessive motor load, and the like from being generated by pressure generation using a pressure bag in a pressure generating unit .

본 발명의 실시예에 따른 맥 시뮬레이션 시스템은, 상호 연결된 2개의 수조를 구비하며, 상기 수조에는 유체가 수용되는 수조부; 상기 수조부 중 하나의 수조에 이동 라인에 의해 연결되며, 피스톤- 실린더 방식에 의한 정방향으로의 회전 운동을 선형 운동으로 변환하여 상기 유체에 압력을 발생시키는 압력 발생부; 상기 압력 발생부와 상기 수조부 중 다른 하나의 수조를 연결하며 상기 압력 발생부에 의해 압력이 가해진 상기 유체를 이동시키는 경로를 형성하는 혈관부; 및 상기 유체의 유량 및 압력을 측정하여 혈관의 압맥파 및 혈류 특성을 동시에 시뮬레이션(simulation) 하도록 하는 측정부;를 포함하여, 시뮬레이션에 의해 혈관의 특성 중 압맥파 및 혈류의 특성 모두를 한 번에 파악할 수 있어 정확한 실험을 간단하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장비를 간소화할 수 있다.A simulation system according to an embodiment of the present invention includes two water tanks connected to each other; A pressure generating part connected to a water tank of the water receiving part by a moving line and converting a rotational motion in a forward direction by a piston-cylinder method into a linear motion to generate pressure in the fluid; A blood vessel that connects the pressure generating unit and another water tank of the water receiving unit and forms a path for moving the fluid under pressure by the pressure generating unit; And a measurement unit for simultaneously simulating a pressure pulse wave and a blood flow characteristic of the blood vessel by measuring the flow rate and the pressure of the fluid, wherein the characteristics of the pressure pulse wave and the blood flow of the characteristics of the blood vessel are all measured at one time Not only can you perform accurate experiments easily, but you can also simplify your equipment.

일측에 따르면, 상기 혈관부는, 상기 유체의 흐름을 안정화하는 안정화 구간; 상기 유체에 탄성력을 제공하는 탄성 제공 구간; 및 상기 유체의 저항 특성을 분석하는 유체 저항 조절 구간을 포함할 수 있다.According to one aspect, the blood vessel section may include: a stabilization section for stabilizing the flow of the fluid; An elastic providing section for providing an elastic force to the fluid; And a fluid resistance control section for analyzing resistance characteristics of the fluid.

일측에 따르면, 상기 측정부는, 상기 탄성 제공 구간에 장착되어 상기 유체의 압력을 측정하는 유체 압력 측정부재; 및 상기 탄성 제공 구간에 장착되어 상기 유체의 유량을 측정하는 유량 측정부재를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the measuring unit may include: a fluid pressure measuring member attached to the elastic providing section to measure a pressure of the fluid; And a flow rate measuring member mounted on the elasticity providing section and measuring a flow rate of the fluid.

일측에 따르면, 상기 측정부는, 상기 압력 발생부에 장착되어 상기 유체의 용적을 측정하는 용적 측정부재를 더 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the measuring unit may further include a volume measuring member mounted on the pressure generating unit to measure the volume of the fluid.

일측에 따르면, 상기 압력 발생부는, 회전력을 발생시키는 회전 모터; 상기 회전 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환시키는 운동 변환부재; 및 상기 운동 변환부재의 직선 운동에 의해 팽창 또는 수축하며 압력을 발생시키는 압력 발생부재를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the pressure generating unit includes: a rotation motor for generating a rotational force; A motion converting member for converting the rotational force of the rotating motor into a linear motion; And a pressure generating member that expands or contracts by linear motion of the motion converting member and generates pressure.

일측에 따르면, 상기 압력 발생부재는, 한 쌍이 구비되며 사이에는 압력을 발생시키는 압력 주머니가 구비되는 피스톤; 및 상기 피스톤의 이동 경로를 형성하는 중공의 실린더를 포함하며, 상기 피스톤 중 하나의 피스톤에 상기 운동 변환부재가 연결되어 상기 회전 모터가 회전하는 경우 상기 운동 변환부재에 의해 상기 하나의 피스톤이 다른 하나의 상기 피스톤에 대해 접근 및 이격되면서 상기 압력 주머니를 팽창 또는 수축시켜 압력을 생성할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the pressure generating member may include: a piston having a pair of pressure generating members and a pressure bag for generating a pressure therebetween; And a hollow cylinder for forming a path of movement of the piston, wherein the motion converting member is connected to one of the pistons so that when the rotating motor rotates, the one piston is moved to the other one The pressure bag may be expanded or contracted while generating a pressure by approaching and separating the piston.

일측에 따르면, 상기 피스톤이 상기 중공의 실린더 내부를 선형 이동할 때 발생되는 마찰력을 감소시키기 위해 상기 피스톤과 상기 실린더의 내면은 이격 공간을 가질 수 있다.According to one aspect, the inner surface of the piston and the cylinder may have a spacing space to reduce the frictional force generated when the piston linearly moves inside the hollow cylinder.

일측에 따르면, 상기 운동 변환부재는 상기 회전 모터의 샤프트에 연결되는 제1 링크부재 및 상기 피스톤에 연결되는 제2 링크부재를 포함하며, 상기 제1 링크부재 및 상기 제2 링크부재는 링크에 의해 연결될 수 있다.According to one aspect, the motion converting member includes a first link member connected to the shaft of the rotary motor and a second link member connected to the piston, wherein the first link member and the second link member are connected by a link Can be connected.

일측에 따르면, 상기 제1 링크부재에 의해 직선 운동을 상기 피스톤에 전달하는 상기 제2 링크부재에는 상기 제2 링크부재의 직선 운동 시 발생 가능한 진동을 억제하기 위한 진동 억제 베어링이 장착될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the second link member that transmits the linear motion to the piston by the first link member may be mounted with a vibration suppression bearing for suppressing vibrations that may occur in the linear motion of the second link member.

일측에 따르면, 상기 압력 주머니는 러버 재질로 마련되며, 상기 피스톤에 탈부착 가능하다.According to one aspect, the pressure bag is made of a rubber material and is detachable to the piston.

일측에 따르면, 상기 압력 발생부재는, 상기 압력 주머니를 감쌈으로써 상기 피스톤의 운동에 의해 상기 압력 주머니가 수축될 때 상기 압력 주머니의 변형을 방지하는 변형 방지 부분을 더 포함할 수 있다.According to one aspect, the pressure generating member may further include a deformation preventing portion that prevents deformation of the pressure bag when the pressure bag is contracted by movement of the piston by wrapping the pressure bag.

일측에 따르면, 상기 압력 발생부에 연결되는 상기 이동 라인에는 상기 수조로부터 상기 압력 발생부 방향으로만 상기 유체가 이동될 수 있도록 단방향 밸브가 구비되고, 상기 압력 발생부에 연결되는 상기 혈관부에는 상기 압력 발생부로부터 상기 혈관부 방향으로만 상기 유체가 이동될 수 있도록 단방향 밸브가 구비될 수 있다.
According to one aspect of the present invention, the moving line connected to the pressure generating unit is provided with a unidirectional valve so that the fluid can be moved only from the water tub toward the pressure generating unit, and the blood vessel unit connected to the pressure generating unit A unidirectional valve may be provided so that the fluid can be moved only from the pressure generating portion toward the blood vessel portion.

본 발명의 실시예에 따르면, 시뮬레이션에 의해 혈관의 특성 중 압맥파 및 혈류의 특성 모두를 한 번에 파악할 수 있어 정확한 실험을 간단하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장비를 간소화할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to grasp all the characteristics of the pressure pulse wave and the blood flow among the characteristics of the blood vessels at once, thereby making it possible to simplify the experiment as well as simplify the equipment.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 압력 발생부에서 압력 주머니를 이용한 압력 생성이 이루어짐으로써 음압, 진동, 누수 또는 과도한 모터 부하 등이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
Further, according to the embodiment of the present invention, pressure generation using the pressure bag in the pressure generating portion can prevent generation of negative pressure, vibration, leakage, excessive motor load, and the like.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맥 시뮬레이션 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 압력 발생부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 압력 발생부의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 시간에 따른 압력의 변화를 도시한 그래프이다.
도 6은 시간에 따른 속도의 변화를 도시한 그래프이다.1 is a diagram schematically showing a configuration of a Mac simulation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the configuration of the pressure generating portion shown in Fig.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in Fig.
FIG. 4 is a view schematically showing the internal configuration of the pressure generating unit shown in FIG. 2. FIG.
5 is a graph showing a change in pressure with time.
6 is a graph showing a change in velocity with time.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. Hereinafter, configurations and applications according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description forms part of a detailed description of the present invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail for the sake of clarity and conciseness.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맥 시뮬레이션 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 압력 발생부의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 압력 발생부의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of a Mac simulation system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing the configuration of the pressure generating unit shown in FIG. 1, 3 is a sectional view taken along line III-III in Fig. 2, and Fig. 4 is a schematic view showing the internal configuration of the pressure generating portion shown in Fig.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 맥 시뮬레이션 시스템(100)은, 혈관의 혈류 및 맥압 특성을 시뮬레이션에 의해 파악하기 위한 시스템으로서, 상호 연결된 2개의 수조(111, 112)를 구비하며 수조(111, 112)에는 혈액에 해당하는 유체가 수용되는 수조부(110)와, 수조부(110) 중 하나의 수조(111)에 이동 라인(115)에 의해 연결되며 유체에 압력을 발생시키는 압력 발생부(130)와, 압력 발생부(130)와 다른 하나의 수조(112)를 연결하며 압력 발생부(130)에 의해 압력이 가해진 유체를 이동시키는 경로를 형성하는 혈관부(150)와, 혈관부(150)에 장착되어 유체의 유량 및 압력을 측정함으로써 혈관의 압맥파 및 혈류 특성을 파악하도록 하는 측정부(170)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a system 100 for understanding the blood flow and pulse pressure characteristics of a blood vessel according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 1. The system 100 includes two water tanks 111 and 112 connected to each other A water receiving part 110 in which a fluid corresponding to blood is received in the water tanks 111 and 112 and a moving line 115 connected to one of the water receiving parts 110 in the water receiving part 110, A blood vessel unit 150 that connects a pressure generating unit 130 and another water tank 112 and forms a path for moving a fluid under pressure by the pressure generating unit 130, And a measurement unit 170 mounted on the blood vessel unit 150 for measuring the flow rate and pressure of the fluid to determine the pressure pulse wave and blood flow characteristics of the blood vessel.

각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 수조부(110)는, 2개의 수조(111, 112), 즉 제1 수조(111) 및 제2 수조(112)를 구비하고, 이들 사이는 연결 라인(114)으로 연결된다. 제1 수조(111)는 심장의 좌심방에 해당하고 제2 수조(112)는 정맥계를 모사한다. 따라서 제2 수조(112)에 있는 (혈액을 모사하는) 유체가 제2 수조(112)로부터 제1 수조(111)로 연결 라인을 통해 이동될 수 있다. First, the water receiving unit 110 of the present embodiment includes two water tanks 111 and 112, that is, a first water tank 111 and a second water tank 112, Line 114 as shown in FIG. The first water tank 111 corresponds to the left atrium of the heart and the second water tank 112 simulates the venous system. Therefore, fluid (simulating blood) in the second water tank 112 can be transferred from the second water tank 112 to the first water tank 111 through the connection line.

한편, 제1 수조(111)에 있는 유체는 이동 라인(115)을 따라 압력 발생부(130)로 이동되고, 압력 발생부(130)에 의해 압력이 가해진 유체는 혈관부(150)를 따라 전술한 제2 수조(112)로 이동되는 순환 구조를 갖는다.The fluid in the first water tank 111 is moved to the pressure generating part 130 along the movement line 115 and the fluid pressurized by the pressure generating part 130 moves along the blood vessel part 150 And is moved to a second water tank (112).

여기서, 유체가 제1 수조(111)로부터 압력 발생부(130)로 이동될 때 유체가 역류하는 것을 방지하기 위해 압력 발생부(130)에 인접한 이동 라인(115)에는 단방향 밸브(116)가 장착될 수 있다. 따라서 유체의 일방향 이동이 가능해지는 것이다.In order to prevent the fluid from flowing back when the fluid is moved from the first water tank 111 to the pressure generating part 130, a unidirectional valve 116 is mounted on the moving line 115 adjacent to the pressure generating part 130 . Therefore, the fluid can be moved in one direction.

또한 제1 수조(111) 내에는 유체 펌프(117)가 내장될 수 있어 제1 수조(111)에 있는 유체가 이동 라인(115)을 따라 압력 발생부(130) 방향으로 이동하는 것을 도울 수 있다. 유체 펌프(117)를 통해 음압을 제거한 상태로 유체를 이동시킬 수 있다.A fluid pump 117 may be incorporated in the first water tank 111 to help the fluid in the first water tank 111 move toward the pressure generating part 130 along the movement line 115 . It is possible to move the fluid with the negative pressure removed through the fluid pump 117.

한편, 본 실시예의 압력 발생부(130)는, 유체에 압력을 가하는 것이다. 즉, 압력 발생부(130)에는 좌심실에 해당하는 구성이 구비되는데, 이 구성에 의해 유체에 압력을 가할 수 있으며 따라서 유체가 경로를 따라 원활하게 순환할 수 있다.On the other hand, the pressure generating part 130 of this embodiment applies pressure to the fluid. That is, the pressure generating unit 130 is provided with a configuration corresponding to the left ventricle. With this configuration, pressure can be applied to the fluid, so that the fluid can circulate smoothly along the path.

본 실시예의 압력 발생부(130)는, 피스톤- 실린더 방식에 의한 정방향으로의 회전 운동을 선형 운동으로 변환하여 유체에 압력을 발생시키는 것으로서, 회전력을 발생시키는 회전 모터(131)와, 회전 모터(131)의 회전력을 받아 직선 운동으로 변환시키는 운동 변환부재(133)와, 운동 변환부재(133)의 직선 운동에 의해 팽창 또는 수축하여 압력을 발생시키는 압력 발생부재(140)를 포함할 수 있다.The pressure generating unit 130 of the present embodiment generates a pressure in the fluid by converting the rotational motion in the normal direction by the piston-cylinder method into a linear motion. The pressure generating unit 130 includes a rotation motor 131 for generating a rotational force, And a pressure generating member 140 for expanding or contracting by linear motion of the motion converting member 133 to generate a pressure.

회전 모터(131)의 샤프트(132)는 운동 변환부재(133)의 일단에 연결된다. 샤프트(132)의 회전 시 운동 변환부재(133)의 일단 역시 회전하는데, 운동 변환부재(133)는 링크 구조를 가짐으로써 샤프트(132)의 회전 운동을 왕복 직선 운동으로 바꿀 수 있다. 운동 변환부재(133)의 구체적인 구성을 후술하기로 한다.The shaft 132 of the rotation motor 131 is connected to one end of the motion converting member 133. One end of the motion converting member 133 also rotates when the shaft 132 rotates, and the motion converting member 133 has a link structure to convert the rotational motion of the shaft 132 into reciprocating linear motion. The specific structure of the motion converting member 133 will be described later.

본 실시예의 압력 발생부재(140)는, 압력 주머니(141)와, 압력 주머니(141)의 양측에 결합되며 상호 이격 및 접근에 의해 압력 주머니(141)를 팽창 또는 수축시키는 한 쌍의 피스톤(142, 143)과, 한 쌍의 피스톤(142, 143)을 감싸며 피스톤(142, 143)의 선형 이동 경로를 형성하는 중공의 실린더(144)를 포함할 수 있다.The pressure generating member 140 of this embodiment includes a pressure bag 141 and a pair of pistons 142 which are joined to both sides of the pressure bag 141 and which expand or contract the pressure bag 141 by mutual separation and approach And a hollow cylinder 144 that surrounds the pair of pistons 142 and 143 and forms a linear movement path of the pistons 142 and 143. [

여기서, 한 쌍의 피스톤(142, 143) 중 제1 피스톤(142)은 전술한 운동 변환부재(133)에 연결된다. 운동 변환부재(133)는, 도 2에 도시된 것처럼, 샤프트(132)에 연결되는 제1 링크부재(134)와, 제1 피스톤(142)에 연결되는 제2 링크부재(135)를 포함하며, 제1 링크부재(134) 및 제2 링크부재(135)는 상호 링크 연결된다. 따라서 샤프트(132)에 의해 제1 링크부재(134)가 움직일 때 제2 링크부재(135)는 왕복 선형 이동될 수 있다.Here, the first piston 142 of the pair of pistons 142, 143 is connected to the motion converting member 133 described above. The motion converting member 133 includes a first link member 134 connected to the shaft 132 and a second link member 135 connected to the first piston 142, The first link member 134, and the second link member 135 are linked to each other. Therefore, when the first link member 134 is moved by the shaft 132, the second link member 135 can be reciprocated linearly.

부연하면, 제2 링크부재(135)의 선형 이동이 가능한 것은 제2 링크부재(135)가 진동 억제 베어링(145)에 의해 부분적으로 감싸지기 때문이다. 제1 링크부재(134)의 일단이 샤프트(132)의 회전 동작과 함께 회전할 때 제1 링크부재(134)의 타단은 제2 링크부재(135)를 당기거나 밀게 되는데 이 때 제2 링크부재(135)가 진동 억제 베어링(145)에 의해 선형 이동만 가능하도록 고정되어 진동을 최소화한 상태로 제2 링크부재(135)가 왕복 선형 이동할 수 있다. 아울러 직선 억제 베어링(145)에 의해 제2 링크부재(135)가 선형 이동함으로써 회전 모터(131)의 부하를 방지할 수 있다.In addition, the linear movement of the second link member 135 is possible because the second link member 135 is partially wrapped by the vibration suppression bearing 145. When one end of the first link member 134 rotates together with the rotation of the shaft 132, the other end of the first link member 134 pulls or pushes the second link member 135, The second link member 135 can be reciprocatingly linearly moved with the vibration being minimized by fixing the first link member 135 to be linearly movable only by the vibration suppressing bearing 145. [ In addition, the second link member 135 is linearly moved by the linear restraining bearing 145, so that the load on the rotary motor 131 can be prevented.

그리고, 제2 링크부재(135)의 왕복 선형 이동은 제2 링크부재(135)에 연결된 제1 피스톤(142)에 전달될 수 있다. 제1 피스톤(142)은 중공의 실린더(144) 내에서 왕복 선형 이동할 수 있는 구조를 갖는 반면에 제2 피스톤(143)은 고정 구조를 가짐으로써 제1 피스톤(142)이 제2 피스톤(143) 방향으로 이동하면 압력 주머니(141)가 수축되고 반대로 제2 피스톤(143)이 제1 피스톤(142)으로부터 이격되면 압력 주머니(141)가 팽창됨으로써 압력을 발생시킬 수 있다. 즉, 제2 피스톤(143)에 대한 제1 피스톤(142)의 동작에 의해 압력 주머니(141)를 팽창 및 수축시켜 유체에 압력을 가할 수 있는 것이다.The reciprocating linear movement of the second link member 135 may be transmitted to the first piston 142 connected to the second link member 135. The first piston 142 has a structure capable of reciprocating linear movement in the hollow cylinder 144 while the second piston 143 has a fixed structure so that the first piston 142 is moved in the reciprocating linear movement within the hollow cylinder 144, The pressure bag 141 is contracted. On the other hand, when the second piston 143 is separated from the first piston 142, the pressure bag 141 is inflated to generate pressure. That is, by operating the first piston 142 with respect to the second piston 143, the pressure bag 141 can be inflated and contracted to apply pressure to the fluid.

이 때, 제1 피스톤(142)이 중공의 실린더(144) 내부를 이동할 때 마찰을 최소화하기 위해 제1 피스톤(142)과 실린더(144)의 내면은 도 3에 도시된 바와 같이, 이격 공간을 가질 수 있다. 즉, 중공의 실린더(144)가 제1 피스톤(142, 143)의 운동을 안내는 하지만 소정의 간격이 있어 마찰 발생을 줄일 수 있는 것이다.At this time, in order to minimize friction when the first piston 142 moves inside the hollow cylinder 144, the inner surface of the first piston 142 and the cylinder 144 is moved in a spaced- Lt; / RTI > That is, although the hollow cylinder 144 guides the movement of the first piston 142, 143, the predetermined interval is provided to reduce the occurrence of friction.

한편, 압력 주머니(141)는, 러버(rubber) 재질로 마련된다. 따라서 한 쌍의 피스톤(142, 143)의 운동에 따라 압력 주머니(141)가 팽창되거나 수축될 수 있다.On the other hand, the pressure bag 141 is made of a rubber material. Therefore, the pressure bladder 141 can be expanded or contracted according to the movement of the pair of pistons 142, 143.

또한, 압력 주머니(141)에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 변형 방지 부분(146)이 둘러질 수 있다. 변형 방지 부분(146)은 압력 주머니(141)를 감쌈으로써 피스톤(142, 143)의 운동에 의해 압력 주머니(141)가 팽창 또는 수축할 때 압력 주머니(141)가 과도하게 변형되는 것을 방지하여 형상을 유지하도록 한다.In addition, in the pressure bag 141, the deformation preventing portion 146 can be surrounded as shown in Fig. The deformation preventing portion 146 prevents the pressure bag 141 from being excessively deformed when the pressure bag 141 is expanded or contracted by the movement of the pistons 142 and 143 by wrapping the pressure bag 141, .

다만, 압력 주머니(141)가 손상되는 경우, 압력 주머니(141)를 변경해야 하는데, 이를 위해 압력 주머니(141)는 피스톤(142, 143)에 대해 탈부착 가능하다. 피스톤(142, 143)은 링 형상의 피스톤 부분들이 결합되어 이루어지는 이중 압착 구조를 가지며, 따라서 피스톤(142, 143)을 부분적으로 분리한 뒤 압력 주머니(141)를 분리할 수 있고 또한 보수된 압력 주머니(141) 또는 새 압력 주머니(141)를 피스톤(142, 143)에 장착할 수 있다. 또한, 전술한 것처럼, 압력 주머니(141)가 러버 재질로 마련됨으로써 한 쌍의 피스톤(142, 143)에 압력 주머니(141)가 견고하게 결합될 수 있고, 따라서 누수 현상 등을 방지할 수 있다.However, when the pressure bag (141) is damaged, the pressure bag (141) must be changed. To this end, the pressure bag (141) is detachable with respect to the pistons (142, 143). The pistons 142 and 143 have a double-squeezed structure in which ring-shaped piston portions are combined. Therefore, the pistons 142 and 143 can be partially separated and then the pressure bag 141 can be separated, (141) or the new pressure bag (141) to the pistons (142, 143). Further, as described above, since the pressure bladder 141 is made of a rubber material, the pressure bladder 141 can be firmly coupled to the pair of pistons 142 and 143, thereby preventing leakage of water or the like.

이와 같이, 본 실시예의 압력 발생부(130)는 유체에 압력을 가하여 다음의 혈관부(150)로 유체를 전달하는 역할, 즉 심실의 모사로서의 기능을 담당할 수 있다.As described above, the pressure generating part 130 of the present embodiment can take the role of transferring the fluid to the next blood vessel part 150 by applying pressure to the fluid, that is, the function as a simulator of the ventricle.

한편, 본 실시예의 혈관부(150)는, 압력 발생부(130)와 제2 수조(112)를 연결하는 역할을 하는 것으로 인체의 혈관을 모사하는 부분이다. 압력 발생부(130)와 연결되는 혈관부(150)의 일측에는 단방향 밸브(157)이 장착되어 유체의 일방향 이동이 이루어질 수 있다.The blood vessel unit 150 of the present embodiment is a part for connecting the pressure generating unit 130 and the second water tank 112 and simulating blood vessels of the human body. A unidirectional valve 157 is mounted on one side of the blood vessel 150 connected to the pressure generating part 130 to allow fluid to be unidirectionally moved.

이러한 혈관부(150)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 유체의 흐름을 안정화하는 안정화 구간(151)과, 유체에 탄성력을 제공하는 탄성 제공 구간(153) 그리고 유체의 저항 특성을 분석하는 유체 저항 조절 구간(155)을 포함할 수 있다. 1, the blood vessel portion 150 includes a stabilization section 151 for stabilizing the flow of fluid, an elasticity providing section 153 for providing an elastic force to the fluid, and a fluid for analyzing the resistance characteristics of the fluid And a resistance control section 155.

부연하면, 안정화 구간(151)에서 유체의 흐름을 난류에서 층류로 안정화할 수 있으며, 탄성 제공 구간(153)에서 유체에 탄성 효과를 부여할 수 있고, 그리고 유체 저항 조절 구간(155)에서 유체의 저항 특성을 구현할 수 있다.In other words, it is possible to stabilize the fluid flow in the stabilization section 151 from the turbulent flow to the laminar flow, to give the elastic effect to the fluid in the elastic provision section 153, Resistance characteristics can be realized.

한편, 전술한 것처럼, 종래기술에 있어서는 혈관의 특성 중 혈류의 특성 및 맥압의 특성 시뮬레이션이 별도의 장치에 의해 이루어졌기 때문에 장치 구축이 어려움은 물론 이로 인해 비용이 증가될 수 있고 아울러 시뮬레이션 시스템의 효율성이 떨어지는 한계가 있었다.As described above, in the prior art, since the characteristics of the blood flow and the characteristic of the pulse pressure among the characteristics of the blood vessel are simulated by a separate apparatus, it is difficult to construct the apparatus and thus the cost can be increased. In addition, There was a falling limit.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 실시예의 맥 시뮬레이션 시스템(100)은 혈류 및 맥압의 특성뿐만 아니라 심장의 용적까지 파악할 수 있도록 하는 측정부(170)를 포함한다.In order to solve such a problem, the Mac simulation system 100 of the present embodiment includes a measurement unit 170 that enables not only the characteristics of blood flow and pulse pressure but also the volume of the heart to be grasped.

본 실시예의 측정부(170)는, 도 1에 도시된 것처럼, 혈관부(150)의 탄성 제공 구간(153)에 장착된다. 측정부(170)는, 유체의 압력을 측정하여 맥압 특성을 시뮬레이션할 수 있도록 하는 유체 압력 측정부재(171)와, 유체의 유량을 측정하여 혈류 특성을 시뮬레이션할 수 있도록 하는 유량 측정부재(173)를 포함할 수 있다. 또한 유체의 용적을 측정함으로써 심장의 용적을 파악할 수 있도록 하는 용적 측정부재(175)를 포함할 수 있다.The measurement unit 170 of this embodiment is mounted to the elasticity providing section 153 of the blood vessel portion 150 as shown in FIG. The measuring unit 170 includes a fluid pressure measuring member 171 for measuring the pressure of the fluid to simulate the pulse pressure characteristic, a flow rate measuring member 173 for measuring the flow rate of the fluid to simulate the blood flow characteristics, . &Lt; / RTI > And a volumetric measurement member 175 for measuring the volume of the heart by measuring the volume of the fluid.

이러한 구성에 의해, 시뮬레이션 시스템(100)을 통해 혈관의 특성 중 혈류 및 맥압을 시뮬레이션에 의해 동시에 파악할 수 있을 뿐만 아니라 정확하게 파악할 수 있으며, 이를 통해 측정의 효율성을 증대시킬 수 있다.With this configuration, the blood flow and the pulse pressure among the characteristics of the blood vessel can be grasped simultaneously and simultaneously by the simulation through the simulation system 100, and the efficiency of measurement can be increased through this.

한편, 이하에서는 그래프를 통해 본 실시예의 맥 시뮬레이션 시스템(100)의 실험 결과를 설명하기로 한다. 본 실험은 회전 모터(131)를 1초에 한 번 회전시킬 때 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 지점에서 측정한 맥압과 혈류 파형이다.Hereinafter, experimental results of the Mac simulation system 100 of the present embodiment will be described with reference to the graphs. This experiment is the pulse pressure and blood flow waveform measured at the point along the line III-III in FIG. 2 when the rotation motor 131 is rotated once per second.

도 5는 시간에 따른 압력의 변화를 도시한 그래프로서, 회전 모터(131)가 1회전할 때 맥압이 올라갔다가 다시 내려가는 것을 확인할 수 있다. 5 is a graph showing a change in pressure with time, and it can be confirmed that the pulse pressure rises and rises again when the rotation motor 131 rotates once.

한편, 도 6은 시간에 따른 속도의 변화를 도시한 그래프로서, 회전 모터(131)가 1회전할 때 초기에 속도가 급격히 상승했다가 다시 급격히 하강하고 거의 그대로 유지하는 것을 확인할 수 있다.Meanwhile, FIG. 6 is a graph showing a change in speed with time. It can be seen that the speed rises sharply at the beginning when the rotating motor 131 makes one revolution, falls sharply again, and remains almost intact.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 시뮬레이션에 의해 혈관의 특성 중 압맥파 및 혈류의 특성 모두를 한 번에 파악할 수 있어 정확한 실험을 간단하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장비를 간소화할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to grasp all of the characteristics of the pressure pulse wave and the blood flow among the characteristics of the blood vessel at once, thereby not only performing an accurate experiment but also simplifying the equipment .

아울러, 압력 발생부(130)에서 압력 주머니(141)를 이용한 압력 생성이 이루어짐으로써 음압, 진동, 누수 또는 과도한 모터 부하 등이 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점도 있다. In addition, pressure generation using the pressure bag 141 in the pressure generating part 130 is advantageous in that negative pressure, vibration, leakage, excessive motor load, and the like can be prevented from being generated.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

100 : 맥 시뮬레이션 시스템
110 : 수조부
111 : 제1 수조
112 : 제2 수조
114 : 연결 라인
115 : 이동 라인
116 : 단방향 밸브
117 : 유체 펌프
130 : 압력 발생부
131 : 회전 모터
132 : 샤프트
133 : 운동 변환부재
140 : 압력 발생부재
141 : 압력 주머니
142, 143 : 피스톤
144 : 실린더
145 : 진동 억제 베어링
146 : 변형 방지 부분
150 : 혈관부
151 : 안정화 구간
153 : 탄성 제공 구간
155 : 유체 저항 조절 구간
170 : 측정부
171 : 유체 압력 측정부재
173 : 유량 측정부재
175 : 용적 측정부재100: Mac simulation system
110:
111: First tank
112: Second tank
114: connection line
115: Moving line
116: One-way valve
117: Fluid pump
130: pressure generating portion
131: Rotary motor
132: shaft
133:
140: Pressure generating member
141: Pressure bag
142, 143: pistons
144: Cylinder
145: Vibration Suppression Bearing
146:
150:
151: Stabilization section
153: elasticity providing section
155: Fluid resistance control section
170:
171: Fluid pressure measurement member
173: Flow measurement member
175: volumetric member

Claims

상호 연결된 2개의 수조를 구비하며, 상기 수조에는 유체가 수용되는 수조부;
상기 수조부 중 하나의 수조에 이동 라인에 의해 연결되며, 피스톤- 실린더 방식에 의한 정방향으로의 회전 운동을 선형 운동으로 변환하여 상기 유체에 압력을 발생시키는 압력 발생부;
상기 압력 발생부와 상기 수조부 중 다른 하나의 수조를 연결하며 상기 압력 발생부에 의해 압력이 가해진 상기 유체를 이동시키는 경로를 형성하는 혈관부; 및
상기 유체의 유량 및 압력을 측정하여 혈관의 압맥파 및 혈류 특성을 시뮬레이션(simulation)에 의해 동시에 측정하는 측정부;
를 포함하며,
상기 압력 발생부는,
회전력을 발생시키는 회전 모터;
상기 회전 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환시키는 운동 변환부재; 및
상기 운동 변환부재의 직선 운동에 의해 팽창 또는 수축하며 압력을 발생시키는 압력 발생부재를 포함하고,
상기 압력 발생부재는,
한 쌍이 구비되며 사이에는 압력을 발생시키는 압력 주머니가 구비되는 피스톤;
상기 피스톤의 이동 경로를 형성하는 중공의 실린더; 및
상기 압력 주머니를 감쌈으로써 상기 피스톤의 운동에 의해 상기 압력 주머니가 수축될 때 상기 압력 주머니의 변형을 방지하는 변형 방지 부분을 포함하며,
상기 피스톤 중 하나의 피스톤에 상기 운동 변환부재가 연결되어 상기 회전 모터가 회전하는 경우 상기 운동 변환부재에 의해 상기 하나의 피스톤이 다른 하나의 상기 피스톤에 대해 접근 및 이격되면서 상기 압력 주머니를 팽창 또는 수축시켜 압력을 생성하고,
상기 압력 주머니는 러버 재질로 마련되며, 상기 피스톤에 탈부착 가능한 맥 시뮬레이션 시스템.
A water receiving portion having two water tanks connected to each other, the water receiving portion receiving a fluid;
A pressure generating part connected to a water tank of the water receiving part by a moving line and converting a rotational motion in a forward direction by a piston-cylinder method into a linear motion to generate pressure in the fluid;
A blood vessel that connects the pressure generating unit and another water tank of the water receiving unit and forms a path for moving the fluid under pressure by the pressure generating unit; And
A measuring unit for simultaneously measuring the pressure and flow characteristics of the blood vessel by measuring the flow rate and pressure of the fluid by simulation;
/ RTI >
The pressure-
A rotation motor for generating a rotational force;
A motion converting member for converting the rotational force of the rotating motor into a linear motion; And
And a pressure generating member that expands or contracts by linear motion of the motion converting member to generate pressure,
The pressure-
A piston having a pair of pressure pockets for generating pressure therebetween;
A hollow cylinder defining a path of movement of the piston; And
And a deformation preventing portion that prevents deformation of the pressure bag when the pressure bag is contracted by movement of the piston by wrapping the pressure bag,
Wherein when one of the pistons is connected to the motion converting member to rotate the rotating motor, the one piston is moved toward and away from the other piston by the motion converting member, To generate a pressure,
Wherein the pressure bag is made of a rubber material and can be detachably attached to the piston.

제1항에 있어서,
상기 혈관부는,
상기 유체의 흐름을 안정화하는 안정화 구간;
상기 유체에 탄성력을 제공하는 탄성 제공 구간; 및
상기 유체의 저항 특성을 분석하는 유체 저항 조절 구간을 포함하는 맥 시뮬레이션 시스템.
The method according to claim 1,
The blood-
A stabilization period for stabilizing the flow of the fluid;
An elastic providing section for providing an elastic force to the fluid; And
And a fluid resistance control section for analyzing a resistance characteristic of the fluid.

제2항에 있어서,
상기 측정부는,
상기 탄성 제공 구간에 장착되어 유체의 압력을 측정하는 유체 압력 측정부재; 및
상기 탄성 제공 구간에 장착되어 상기 유체의 유량을 측정하는 유량 측정부재를 포함하는 맥 시뮬레이션 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the measuring unit comprises:
A fluid pressure measuring member attached to the elastic providing section and measuring a pressure of the fluid; And
And a flow rate measuring member mounted on the elasticity providing section and measuring a flow rate of the fluid.

제1항에 있어서,
상기 측정부는,
상기 압력 발생부에 장착되어 상기 유체의 용적을 측정하는 용적 측정부재를 더 포함하는 맥 시뮬레이션 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the measuring unit comprises:
And a volumetric member attached to the pressure generating unit and measuring the volume of the fluid.

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제1항에 있어서,
상기 피스톤이 상기 중공의 실린더 내부를 선형 이동할 때 발생되는 마찰력을 감소시키기 위해 상기 피스톤과 상기 실린더의 내면은 이격 공간을 갖는 맥 시뮬레이션 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the inner surface of the piston and the cylinder have spaced apart spaces to reduce frictional forces generated when the piston linearly moves inside the hollow cylinder.

제1항에 있어서,
상기 운동 변환부재는 상기 회전 모터의 샤프트에 연결되는 제1 링크부재 및 상기 피스톤에 연결되는 제2 링크부재를 포함하며,
상기 제1 링크부재 및 상기 제2 링크부재는 링크에 의해 연결되는 맥 시뮬레이션 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the motion converting member includes a first link member connected to the shaft of the rotating motor and a second link member connected to the piston,
Wherein the first link member and the second link member are connected by a link.

제8항에 있어서,
상기 제1 링크부재에 의해 직선 운동을 상기 피스톤에 전달하는 상기 제2 링크부재에는 상기 제2 링크부재의 직선 운동 시 발생 가능한 진동을 억제하기 위한 진동 억제 베어링이 장착되는 맥 시뮬레이션 시스템.
9. The method of claim 8,
And a vibration suppressing bearing for suppressing vibrations that may occur in the linear motion of the second link member is mounted on the second link member that transmits a linear motion to the piston by the first link member.

삭제delete

제1항에 있어서,
상기 압력 발생부에 연결되는 상기 이동 라인에는 상기 수조로부터 상기 압력 발생부 방향으로만 상기 유체가 이동될 수 있도록 단방향 밸브가 구비되고,
상기 압력 발생부에 연결되는 상기 혈관부에는 상기 압력 발생부로부터 상기 혈관부 방향으로만 상기 유체가 이동될 수 있도록 단방향 밸브가 구비되는 맥 시뮬레이션 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the movement line connected to the pressure generating unit is provided with a unidirectional valve so that the fluid can be moved only from the water tank toward the pressure generating unit,
And a unidirectional valve is provided in the blood vessel portion connected to the pressure generating portion so that the fluid can be moved only from the pressure generating portion toward the blood vessel portion.