LabVIEW 및 PXI를 사용한 심박조율기 테스트 시스템 개발

Ltd. INNOTEMS

INNOTEMS는 PC 기반 제어 및 계측 R&D, 시스템 검사 및 테스트, 시스템 컨설팅, 자동차, 기계, 항공 우주, 의료, 교육 분야를 전문으로 합니다. INNOTEMS는 LabVIEW 소프트웨어를 기반으로 한 시스템 통합 서비스를 사용합니다.

심장

약 주먹 정도 되는 크기의 사람 심장은 산소가 풍부한 혈액과 영양분을 분당 약 5리터 가량 신체의 각 부분으로 퍼나릅니다.  정상적인 심장은 1분에 약 60~100번 정도 뛰게 됩니다. 유산소 운동은 심장 전도계의 동방결절에서 전기 자극을 생성하여 근육성 심실 전도를 촉진합니다.

심박조율기

심장 박동이 비정상적이거나(너무 빠르거나 너무 느림) 불규칙적인 경우 이 의료 기기는 주기적으로 심장을 전기적으로 자극하여 심박수를 정상으로 유지할 수 있습니다. 다양한 유형의 심박조율기에는 체외 부착형, 체내 삽입형, 유도형이 있습니다.

심박조율기는 심박수 생성기와 전극 도선으로 구성되어 있습니다. 심박수 생성기에는 정기적인 간격으로 전기적 자극을 제어하는 전자 회로와 배터리가 포함되어 있습니다. 전극 리드는 심박조율기에서 생성된 전기 신호로, 심장으로 전달됩니다.

심박조율기 시뮬레이터 시스템의 설정

심박조율기의 기능을 수행할 수 있습니다. 소프트웨어가 내장된 소형 PC에서 다양한 생물학적 신호를 시뮬레이션할 수 있으며, 이는 생물학적 신호 아날로그 출력 채널을 출력하고 피드백 신호 아날로그 입력 채널을 측정합니다. 또한 적절한 조명을 설치하여 가시성을 개선함으로써 인체 더미에서 심장의 작동 상태를 보다 쉽게 보여줍니다.

다양한 심장의 움직임을 시뮬레이션하기 위해 각 심장 모델은 신호를 출력합니다.

• 부정맥―심박수의 리듬이 불규칙한 상태입니다.
• 서맥―심박수가 정상보다 느립니다.
• 빈맥―심박수가 정상보다 빠릅니다.

심박수는 심장 신호 분석을 통해 측정됩니다.

심박조율기 테스트 시스템의 설정

심장에서 발생하는 심전도를 표시합니다. 심박 조율 역치, 불응기, 심박수, 동기화된 심박은 탈출 간격과 임피던스를 설정할 수 있습니다.

모든 심장 박동에 대한 데이터를 저장할 수 있도록 데이터를 로깅하는 기능이 추가되었습니다. 또한 AAI, VVI, DDD와 같은 유형의 심박조율기를 선택할 수 있습니다.

• AAI: 심방의 심박을 감지해 조절합니다.
• VVI: 심실의 심박을 감지하고 조절합니다. 감지된 심박은 박동 자극을 억제합니다(수요형 박동 조절).
• DDD: 심방과 심실 모두의 심박을 감지하고 조절합니다. 심실에서 박동이 감지되면 심실과 심방에 대한 자극이 억제되고, 미리 설정된 AV 간격 후에 심실 자극이 시작됩니다.

심박조율기 기능 테스트

심박조율기 검사. 리드선과 전극을 제외한 검사 항목은 심박조율기 성능 평가 설명서에 따라 처리됩니다.

검사 항목

• 진폭, 펄스, 길이, 속도, 펄스 간격
• 감도
• 입력 임피던스
• 간격
• 감지 불응기, 심박 불응기
• AV 간격

각 세트와 하드웨어에 대해 검사 항목이 필요합니다.

펄스의 진폭, 길이, 속도, 간격의 케이스.

• 측정 장비 구성요소: 스코프 모듈 (입력 임피던스> 1 MΩ), 비유도성 저항 (240 Ω, 500 Ω, 1 KΩ ± 1%)
• 기준: 기준값의 ± 5% 이내 또는 제조업체의 허용오차 이내.
• 검사 설정.

심박조율기 테스트 시스템의 소프트웨어 구성은 TestStand로 구축되었고 각 테스트 시퀀스는 기능별로 구성되었습니다.

상세 유닛 테스트 소프트웨어는 LabVIEW로 작성되었으며, 검사 항목과 방법은 IEC 62304 및 ISO 14971 등의 표준에 따라 확립되었습니다.

결론

심박조율기는 인체에 이식되어 다양한 기능을 수행하기 때문에 심박조율기를 검사하기는 어렵습니다. TestStand를 사용하는 경우 시퀀스 구조의 형태로 심박조율기를 검사할 수 있도록 해 빠르고 간단하게 검사를 수행할 수 있습니다.

검사가 완료되면 결과와 관련 문서가 인쇄됩니다. 따라서 심박조율기를 손쉽게 관리할 수 있습니다.

INNOTEMS는 심박조율기 테스트 시스템을 개발하여 소프트웨어 검증 및 확인 과정을 설계하고 여러 의료 기기에 대한 소프트웨어 검증 시스템을 개발했습니다.

저자 정보:

박정대
시스템 통합부 INNOTEMS
대한민국
전화: 010-5160-0615
jdpark@innotems.com