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교대부양 압력 프로파일 부하가 인체조직의 동적 관류특성에 미치는 영향

Title
교대부양 압력 프로파일 부하가 인체조직의 동적 관류특성에 미치는 영향
Other Titles
Effects of Alternating Pressure Profile Load to Dynamic Tissue Perfusion Characteristics
Author
원병희
Advisor(s)
송창섭
Issue Date
2011-02
Publisher
한양대학교
Degree
Doctor
Abstract
욕창은 주로 골돌출부에서 연조직이 지속적인 압박을 받을 때 허혈에 의한 조직의 괴사로 발생하는데 통증, 2차 감염으로 조기 사망에 이르는 등 복합적인 의료적 문제를 발생할 뿐 아니라 경제적, 사회적인 문제를 일으킨다. 대부분의 발생환자가 65세 이상의 고령자로 급격한 고령화가 진행 중인 우리의 경우 향후 잠재적인 위험도가 높아질 것으로 예측되는 중요한 질환이다. 욕창이 발생되면 회복이 어려워 예방적 노력이 중요하며 이를 위해 다양한 욕창 예방제품이 사용되고 있으나 특히 교대부양 공기 매트리스로 대표되는 동력형 욕창 예방제품의 유효성에 대해 충분한 이해가 이루어지지 못하고 있다. 이러한 문제해결을 위해서는 실제 사용조건과 동일한 상태의 부하조건에서 잘 정의된 교대부양 부하압력을 인가시켜 연조직의 동적인 관류회복 반응을 측정하는 방법을 사용하여 상관관계를 분석하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 동적인 부하조건에 대한 연조직의 관류반응 규명을 위해 1) 교대부양 압력 프로파일의 개념을 제안하여 정량화된 부하조건의 특성을 살펴보고 압력부하 발생장치와 실험적 연구방법의 개발 2) 교대부양 압력 프로파일로 정의된 부하가 작용할 때 인체 연조직의 반응특성을 경피 가스분압을 측정하여 동적인 관류회복 유형과 관류특성 파라미터의 규명 3) 실험적 연구결과로부터 욕창 예방제품의 설계 및 활용에 필요한 기준을 제안하고자 하였다. 실험은 욕창발생 잠재위험이 큰 65세 전후의 평균적인 체형과 건강상태를 유지하고 있는 11명의 피실험자를 대상으로 진행하였다. 실험계획은 교대부양 설정압력이 20, 30, 40, 50, 60mmHg의 5수준을 사용한 Ps test, 교대부양 시간이 1.5, 3.0, 4.5, 6.0, 7.5min의 5수준을 사용한 Ta20 test (Ps=20mmHg) 및 Ta50 test (Ps=50mmHg)로 하였다. 누운 자세의 피실험자 천골부에 TcPO2와 TcPCO2를 동시에 측정할 수 있는 전극을 부착하고 실험조건에 따라 순차적으로 교대부양 압력 프로파일 부하를 작용시켰다. APAM 위에 압력측정용 센서매트를 설치하여 인체와 지지면 사이의 접촉압력을 측정하였고 공기 셀의 압력변화를 측정해서 동적인 상관관계를 분석하였다. 실험결과로부터 교대부양 설정압력, 교대부양 시간을 독립변수로 동적인 관류특성 파라미터인 TcPO2와 TcPCO2의 평균, 최대, 최소 및 관류범위를 종속변수로 통계적인 일원배치 분산분석을 수행하였다. 교대부양 압력 프로파일은 급기→유지→배기구간에 걸쳐 3개의 전역 매개변수와 7개의 구간 매개변수로 정의할 수 있으며 이로부터 압력-시간 적분값, 접촉시간 등의 부하조건에 대한 정보를 정량적으로 구할 수 있다. 특히 이러한 특성값 들이 압력 프로파일 듀티 뿐 아니라 교대부양 시간의 변화에 영향을 받는다는 사실을 확인하였다. 교대부양 압력 프로파일 부하가 작용할 때 연조직의 TcPO2 관류회복 유형은 최소값의 크기와 관류회복 시점의 조건에 따라 부분관류(PP), 과도관류(TP) 및 완전허혈(ZP) 유형으로 분류할 수 있으며, TcPCO2의 경우 관류범위의 크기와 최대값 발생 시점의 조건에 따라 IV(insignificant variation), LV(limted variation) 및 SV(significant variation) 유형으로 분류할 수 있다. 또한 각각의 관류회복 유형은 PP↔IV, TP↔LV, ZP↔SV의 발생 상관도가 매우 높은 것을 확인할 수 있다. 동적 관류특성 파라미터의 분석에서 설정압력이 증가하는데 따라 평균 및 최소 TcPO2의 경우 지수적으로 감소하여 허혈의 위험정도가 급격히 증가하는 것으로 나타났고 관류범위는 주로 최대값이 크게 변화하지 않는데 비해 최소값의 변화가 영향을 미치는 것으로 나타났다. 상대적으로 TcPCO2의 경우 설정압력이 증가하는데 따라 평균 및 최대값은 선형적으로 증가하는 경향을 보이며 최소값은 약간의 감소하는 경향을 나타낸다. 관류범위는 주로 최대값의 증가에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 한편 반응충혈에 의해 관류회복이 시작되는 현상을 외부 부하압력이 해소되는 시점을 기준으로 보면 상대적으로 낮은 설정압력에서는 외부 부하가 작용하는 상태에서도 관류회복이 시작된다. 설정압력이 높아질수록 관류회복의 시점이 늦어지며 60mmHg의 수준에서는 부하압력이 해소된 후에 관류회복이 시작된다. 변이계수 비교를 통한 측정값의 신뢰도 측면에서 무부하상태의 TcPCO2는 0.094를 나타내어 TcPO2(CV=0.255)에 비해 측정 편차가 적은 것을 확인할 수 있었다. 특히 허혈 정도를 평가할 수 있는 지표로 최소 TcPO2에 비해 최대 TcPCO2의 값이 현저히 낮아 허혈의 위험정도를 사정하는데 신뢰할 수 있는 지표로 사용될 수 있음을 확인하였다. 교대부양 시간이 관류특성에 미치는 영향의 분석에서 TcPO2의 특성 파라미터는 교대부양 시간의 변화에 유의한 변화를 보이지 않는 결과를 나타냈으나 상대적으로 측정 신뢰도가 높은 TcPCO2의 경우에 교대부양 시간이 길어지는데 따라 평균 및 최대값은 선형적으로 증가하는 경향을 보인다. 이러한 경향은 설정압력이 50mmHg인 조건이 20mmHg 의 경우에 비해 현저히 부정적인 결과를 나타내므로 높은 설정압력과 긴 교대부양 시간의 조합이 동적 관류특성 측면에서 위험한 것으로 나타났다. 본 연구의 결과에서 핵심적 설정 파라미터인 교대부양 설정압력과 교대부양 시간으로 결정되는 교대부양 압력 프로파일 부하의 변화가 관류회복 유형, 동적 관류특성 파라미터, 관류회복 시점 측면에서 연조직의 동적 관류특성에 미치는 영향에 대해 깊이 있는 이해가 가능하게 되었다. 이러한 연구방법과 실험적 결과는 동적인 관류현상의 측정결과로부터 욕창발생 위험의 사정, 새로운 욕창예방 제품의 개발 및 효과적 사용방법의 기준으로 활용될 수 있을 것이다.
URI
https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/139706http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000416066
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GRADUATE SCHOOL[S](대학원) > DEPARTMENT OF PRECISION MECHANICAL ENGINEERING(정밀기계공학과) > Theses (Ph.D.)
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