Application of Biomedical Engineering

Presentation on theme: "Application of Biomedical Engineering"— Presentation transcript:

1 Application of Biomedical Engineering

2 Electronic Stethoscope
Provides clear and loud sounds (26dB amplification) Improves low frequency sounds characteristics with the use of piezopolymer film contact microphone Analog output port for the transmission of sounds (SP-S2 only) ▣ Function Normal auscultation for heart/lung sounds Mode selection (Bell / Diaphragm / Wide) MPU controlled automatic power off / Digital volume control Possible to share the sounds with others Realtime display and analysis of auscultating sounds ▣ Usage Monitoring and diagnosing heart & lung disease Application for healthcare home network system Application for research & education

3 Electronic Stethoscope
3V Lithium Battery High performance speaker provides clear and loud sounds Piezopolymer film contact microphone Bell/Diaphragm/Wide mode MPU controlled power saving Digital volume control button

4 혈관기능 평가방법 PWV PWA 센서 부위에 따른 다양한 파형 모양 파형 분석을 통한 혈관질환 진단 체표면 동맥펄스 전달함수
족배동맥 경동맥 요골동맥 대퇴동맥 센서 PWV 전달함수 PWA 변수추출 4

5 맥파전달속도 (Pulse Wave Velocity)
젊고 건강한 동맥 나이 들고 경직된 동맥 원래 물리학적으로 어떤 tubing이 딱딱할수록 그 tubing을 지나가는 파형의 속도는 증가하는 것으로 되어있습니다. 이 그림에서 보시면 알겠지만 젊고 compliant한 aorta에서는 심장으로부터 나오는 pulse wave가 천천히 내려가는 반면에 stiff한 aorta에서는 파형이 매우 빨리 내려가는 것을 알 수가 있습니다. - flow wave : 혈액 흐름의 파형 – 도플러 측정 (대동맥에서 말초동맥으로 진행될수록 진폭 감소) - diameter wave : 혈관 직경 변화의 파형 – 용적맥파 (직경과 용적은 밀접한 관계) - pressure wave : 동맥벽을 따라 전달되는 진행파와 반사파의 조합 - 압력센서 5 5

6 맥파전달속도 (Pulse Wave Velocity)
PWV (Pulse Wave Velocity) : 센서를 위치한 인체 두 지점 사이의 동맥을 따라 전달되는 맥파의 속도  비침습적인 방법의 혈관 노화 및 경직도의 측정 방법 PTT2 PTT1 Distance PWV = Carotid artery ECG Electrode Radial artery Femoral artery Dorsalis Pedis artery - 높은 PWV 값은 동맥의 노화를 반영함. - 높은 PWV 값은 동맥 탄력성의 감소 및 수축기 혈압의 증가를 반영함. 6 6

7 맥파전달속도 (Pulse Wave Velocity)
족배동맥 대퇴동맥 경동맥 요골동맥 / 심전도 7 7

8 맥파전달속도 (Pulse Wave Velocity)
측정 일시별 환자 데이터 베이스 부위별 PWV 값 변수 자동 검출 8

9 맥파전달속도 (Pulse Wave Velocity)
9

10 대동맥 혈압과 대동맥 경직도가 중요한가 ? 상완 혈압의 단점 Blood Pressure = SV ⅹ TPR
심장에서 멀리 떨어진 부위일수록 펄스 크기는 증가한다 심장 부하를 측정하는데 부적절 하다 맥박수가 증가하면 펄스 크기도 증가한다 빠른 맥박수일 때 측정하면 혈압도 높게 측정된다 SV : 심박출량 TPR : 말초혈관저항 Blood Pressure = SV ⅹ TPR

11 ASCOT (Anglo-Scandinavian Cardiac Outcomes Trial)
관상동맥질환 및 다른 혈관질환 예방효과 비교 연구 ▪ 기존 이뇨제와 베타차단제 (Atenolol/Bendroflumethiazide) vs. 새로운 항고혈압제 (Amlodipine/Perindopril, 아세틸 정) ▪ 새로운 약물치료에서 fatal and non-fatal Stroke은 23% 감소 ▪ 심혈관 사망 및 심근경색 등은 16% 감소 ▪ 상완 혈압은 치료군 사이에 큰 차이 없음

12 CAFE Study (Conduit Artery Function Evaluation)
Central PP & AIx 중심대동맥압의 차이가 심혈관 질환 등의 발생에 중요한 영향을 미침 두 군의 약물치료에 의해 나타난 중심대동맥 혈압의 차이

13 혈액 흐름 (진행파 & 반사파) 반사파 (분기부) 진행파 반사파 (말초)

14 대동맥 펄스 (젊고 건강한 동맥) Resistance artery

15 대동맥 펄스 (나이 들고 경직된 동맥) Resistance artery

16 동맥 경직도 (대동맥 파형) • 좌심실 부하 증가 • The area under the pressure-time
curve during systole is by definition of LV load • Increase in LV load accelerates increase in LV mass and increases risk of LV hypertrophy (mmHg) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Aortic Systole Diastole (msec) 70 80 90 110 120 130 140 150 • 관상동맥 압력 감소 • The pressure that is perfusing the coronary arteries during the critical diastole period is reduced • increasing the risk of myocardial ischemias (mmHg) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Aortic Systole Diastole (msec) 70 80 90 110 120 130 140 150

17 AIx (증강지수, augmentation index )
• 정의 : Aix(%) = AG/PP*100 AG : Augmentation PP : Pulse Pressure

18 임상연구 (전달함수) Clinical Evaluation Transfer Function

19 임상연구 (데이터 수집) Data Collection Cardiovascular Center, Yonsei University
(Millar catheter : 15, RADI pressure wire : 30)

20 임상연구 (실측치와 추정치 비교) RADI pressure wire SBP Analysis system PP
• 임상적으로 허혈성심질환이 의심되어 관상동맥조영술을 시행 받는 환자 50명 (남: 35, 여: 15) • 우측 대퇴동맥 천자 후 RADI pressure wire를 상행대동맥 근위부에 위치시켜 중심동맥압 파형 수집 • 측정된 중심동맥압은 Physiomon 2.0 system을 통해 디지털로 변환되어 off line으로 분석 RADI pressure wire SBP Analysis system PP

21 대동맥혈압 & AIx Brachial blood pressure Central aortic blood pressure

22 요골맥파 분석

23 대동맥파 분석

24 대동맥혈압 & AIx

25 Single Channel ECG Device
Menu selectin Finger electrode USB Power OK Chest electrode • abnormal ECG does not appear intermittently • acquire ECG data at the time of appearing symptoms • provide the ECG waveform to the clinician • clinician could diagnose based on the waveform • data acquisition : 30 seconds • data storage : 300 • diagnosis : 13 categories • data transmission : USB

26 Single Channel ECG Device
30 seconds of ECG waveforms for diagnosing by clinician

27 Single Channel ECG Device
Normal waveform without symptom Abnormal waveform at the time of having chest pain and dizziness