가압식 대뇌 혈류 증가 장치 구현에 관한 연구

Abstract

뇌졸중의 약 80% 비중을 차지하고 있는 허혈성 뇌졸중 (ischemic stroke), 즉 뇌경색의 대표적인 예방법 및 치료법은 대뇌혈류량을 증가시키는 치료이다. 대뇌혈류량을 증가시키는 치료는 뇌경색 환자의 재발방지와 증상회복을 위해 시행되며 혈류량을 증가시켜 대뇌 손상 부위를 최소화하고 증상악화를 미리 방지하고 뇌경색의 대표적인 후유증인 언어장애 및 반신마비 증상을 개선한다. 이와 같은 대뇌혈류량을 증가시키는 치료는 현재 환자의 발병상태의 따라 약물에 의한 치료방법과 수술에 의한 치료 방법과 같이 침습적인 방법을 통해 이루어지고 있다. 이러한 수술에 의한 치료 방법과 같은 침습적인 치료 방법은 환자에게 수술의 부담을 주고 수술로 인한 합병증에 노출되어 있는 단점이 있다. 또 한 혈관이 매우 가는 소아 혹은 몸 상태가 많이 노화된 노인의 경우 수술을 진행할 수 없는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 침습적인 대뇌혈류증가 치료의 단점을 보완한 대뇌혈류증가장치를 제안한다. 대뇌혈류증가장치는 기존 수술, 약물치료와 같은 침습적인 치료방법과 달리 비침습적으로 대뇌 혈류량을 증가시키는 장치로 수술에 의한 합병증을 예방하고, 수술이 불가능한 특정 환자에게도 적용할 수 있으며, 환자의 수술 부담을 줄일 수 있다. 본 대뇌혈류증가 장치는 혈압감지 모듈과 압박 제어 모듈을 포함하여 환자의 각 사지부분의 평균동맥압을 독립적으로 정확하게 측정한 후 각 사지부분의 평균동맥압의 해당하는 압력으로 압박 패드의 압력을 제어한다. 각 사지부분의 압력을 제어함으로써 사지에서 대뇌로 가는 혈류량을 일시적으로 막아 대뇌 혈류량을 우회적으로 증가시킨다. 이러한 대뇌혈류증가 장치는 2016년 아주대학교 서재길 박사에 의해 구현되었으며 구현된 대뇌혈류장치는 장치 적용 시 정상 상태와 비교하여 최대 20% 혈류량이 증가함을 확인하였다. 구현된 대뇌혈류증가 장치는 침습적인 치료방법을 완전히 대체할 수는 없지만, 환자의 상태에 따라 선택적으로 사용할 수 있음을 입증하였다. 하지만 서재길 박사에 의해 구현된 대뇌혈류증가 장치는 특허 출원자의 요구조건인 짧은 혈압측정시간 부분에서 다소 만족스러운 결과를 보이지 못하고 앞으로 개선되어야할 사항으로 문제점이 제기되었다. 본 논문에서 제안하는 가압식 대뇌혈류증가 장치는 기존의 대뇌혈류증가 장치의 단점을 보안하기 위해 새로운 측정방법을 도입하여 대뇌혈류량을 증가시키는 치료를 비침습적으로 이루어지게 한다. 제안하는 가압식 대뇌혈류증가 장치는 실제 피험자를 대상으로 대뇌혈류증가 실험을 진행한 결과 가압식 대뇌혈류증가 장치를 적용하였을 때 정상상태와 비교하여 최대 21% 혈류량이 증감함을 확인하였다. 또 한 평균 혈압 측정시간 약 25초로 기존의 구현되었던 대뇌혈류증가 장치의 측정시간 44초와 비교하여 약 1.7배 단축된 결과를 확인할 수 있었다. 본 논문에서 제안한 가압식 대뇌혈류증가 장치를 활용하여 뇌경색의 예방 및 치료를 진행한다면 수술적인 치료방법을 대체할 수는 없지만 의사의 소견에 따라 환자에게 선택적으로 사용된다면 환자에게 보다 안전한 대뇌혈류증가 치료 방법을 제시할 수 있다.