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보멀 효과 기술적 설명
보멀은 1967년 논문인 "불균형 성장의 거시경제학: 도시 위기의 해부학"에서 비용 질병을 설명하기 위해 간단한 2부문 모델을 제시했다. 이를 위해 그는 두 가지 부문으로만 구성된 경제를 상정했다. 첫 번째 부문은 생산성이 일정하다(즉, 노동자들이 시간당 생산할 수 있는 상품의 수가 시간이 지나도 변하지 않는다). 두 번째 부문은 생산성이 상수 복합 성장률 로 성장한다(즉, 노동자들이 시간당 생산할 수 있는 상품의 수가 의 비율로 성장하며, 여기서 는 시간이다). 단순화를 위해 그는 이 두 부문이 생산하는 상품의 양(두 부문의 "산출량")이 고용된 노동량에 정비례하고(즉, 노동자 수가 두 배가 되면 산출량도 두 배가 되고, 세 배가 되면 세 배가 되는 식이다), 산출량이 오직 노동 생산성과 노동량에만 의존한다고 가정했다. 첫 번째 부문에서는 노동 생산성 증가가 없으므로, 시간 에서의 첫 번째 부문의 산출량( 로 표기)은 다음과 같다.
보멀 효과 기술적 설명
여기서 는 첫 번째 부문에 고용된 노동량이고, 는 시간 에 각 노동자가 생산할 수 있는 산출량으로 생각할 수 있는 상수이다. 이 방정식은 첫 번째 부문이 생산하는 산출량이 첫 번째 부문 노동자 수에 각 노동자가 생산할 수 있는 상품 수를 곱한 것과 같다는 것을 의미한다. 생산성이 증가하지 않으므로, 각 노동자가 생산하는 상품 수는 로 유지되고 주어진 노동자 수에 대해 산출량은 시간당 일정하게 유지된다.
두 번째 부문의 노동 생산성이 상수 복합 성장률 로 증가하므로, 시간 에서의 두 번째 부문의 산출량( 로 표기)은 다음과 같다.
여기서 는 두 번째 부문에 고용된 노동량이고, 는 시간 에 각 노동자가 생산할 수 있는 산출량으로 생각할 수 있는 상수이다. 생산성이 상수 복합 성장률 로 성장하므로, 시간 에 각 노동자가 생산하는 상품 수는 와 같고, 두 번째 부문의 산출량은 생산성 성장에 비례하는 비율로 성장한다.
보멀 효과 기술적 설명
시간에 따른 임금과 비용 변화를 더 명확하게 보여주기 위해, 두 부문의 임금은 원래 동일한 값 로 설정된다. 그런 다음 임금이 생산성에 정비례하여 상승한다고 가정한다(즉, 생산성이 두 배가 되면 임금도 두 배가 되고, 생산성이 세 배가 되면 임금도 세 배가 되는 식이다). 이는 생산성에 의해서만 결정되는 시간 에서의 두 부문의 임금이 다음과 같다는 것을 의미한다.
(생산성이 변하지 않으므로), 그리고
(생산성이  비율로 증가하므로)
보멀 효과 기술적 설명
그러나 이러한 값들은 노동자들이 두 부문 사이를 이동하지 않는다고 가정한다. 만약 노동자들이 두 부문 모두에서 일할 수 있는 능력이 동등하고, 더 높은 임금을 제공하는 부문을 선택한다면, 그들은 항상 더 높은 임금을 제공하는 부문에서 일하는 것을 선택할 것이다. 이는 만약 첫 번째 부문이 임금을 로 고정한다면, 두 번째 부문의 임금이 생산성과 함께 상승함에 따라 첫 번째 부문의 노동자들은 그만두고 두 번째 부문에서 일자리를 찾을 것이라는 것을 의미한다. 따라서 첫 번째 부문의 기업들은 노동자들을 유치하기 위해 임금을 인상할 수밖에 없다. 더 정확하게 말하면, 이 모델에서 어느 부문의 기업이든 노동자들을 유치할 수 있는 유일한 방법은 다른 부문의 기업과 동일한 임금을 제공하는 것이다. 만약 한 부문이 더 낮은 임금을 제공한다면, 모든 노동자들은 다른 부문에서 일할 것이다.
따라서 노동력을 유지하기 위해 두 부문의 임금은 서로 같아야 한다: . 그리고 임금이 자연적으로 생산성과 함께 상승하는 것은 두 번째 부문인 반면, 첫 번째 부문은 자연적으로 상승하지 않으므로, 다음과 같아야 한다.
.
보멀 효과 기술적 설명
이는 보멀 효과의 노동 측면을 전형적으로 보여준다. 경제의 한 부문에서 생산성 성장이 해당 부문의 임금을 상승시키면, 생산성 성장이 없는 부문의 기업들도 노동자를 유치하기 위해 임금을 인상해야 한다.
이 간단한 모델로부터 두 부문의 단위 산출당 비용에 미치는 영향을 도출할 수 있다. 이 모델의 유일한 생산 요소가 노동이므로, 각 부문의 총 비용은 노동자에게 지불되는 임금에 총 노동자 수를 곱한 것이다. 단위 산출당 비용은 총 비용을 산출량으로 나눈 것이므로, 시간 에 첫 번째 부문의 상품 단위 비용을 , 두 번째 부문의 상품 단위 비용을 라고 할 때 다음과 같다.
위에서 구한 와  값을 대입하면 다음과 같다.
노동 생산성이 증가하는 부문(두 번째 부문)에서는 임금과 산출량이 같은 비율로 상승하므로 단위 산출당 비용 는 일정하다. 그러나 노동 생산성이 정체된 부문(첫 번째 부문)에서는 임금이 산출량보다 기하급수적으로 빠르게 상승하므로 단위 산출당 비용 는 기하급수적으로 증가한다.
이는 보멀 효과의 비용 측면("비용 질병")을 보여준다. 생산성 성장이 있는 부문의 비용은 증가하지 않지만, 생산성 성장이 거의 없거나 없는 부문에서는 지배적인 임금 상승으로 인해 비용이 필연적으로 증가한다. 더욱이, 생산성 성장 차이가 지속된다면(즉, 저생산성 성장 부문은 미래에도 낮은 생산성 성장을 계속하고 고생산성 성장 부문은 높은 생산성 성장을 계속한다면), 저생산성 성장 부문의 비용은 누적적으로 무한히 증가할 것이다.
보멀의 모델은 노동 분배에 미치는 영향도 설명하는 데 사용될 수 있다. 두 산업의 상대 비용과 가격 변화에도 불구하고 두 부문의 상대 산출량 규모가 유지된다고 가정하자. 이와 유사한 상황은 예를 들어 "정부 보조금의 도움으로, 또는 해당 제품에 대한 수요가 충분히 가격 비탄력적이거나 소득 탄력적인 경우"에 발생할 수 있다. 산출량 비율과 노동 비율 간의 관계는 상수 와 를 무시하고 다음과 같다.
(은 총 노동 공급)라고 하면, 다음이 성립한다.
또는
가 무한대에 가까워질수록 비진보 부문의 노동량 은 총 노동 공급 에 가까워지는 반면, 진보 부문의 노동량 는 0에 가까워진다. 따라서 "두 부문의 산출량 비율이 일정하게 유지되면, 총 노동력 중 점점 더 많은 부분이 비진보 부문으로 이동해야 하며, 다른 부문의 노동량은 0에 가까워지는 경향이 있다."
수렴 (경제학)
경제학에서 수렴(convergence)이라는 개념은 빈곤한 경제의 1인당 국민소득이 부유한 경제보다 더 빠른 속도로 성장하는 경향이 있다는 가설이다. 솔로-스완 모형에서는 경제 성장이 물리적 자본의 축적에 의해 좌우되다가 "정상 상태"인 노동자당 최적 자본 수준에 도달하면 생산, 소비 및 자본이 일정하게 유지된다. 이 모형은 1인당 물리적 자본 수준이 낮을 때 더 빠른 성장을 예측하는데, 이를 종종 "따라잡기" 성장이라고 한다. 결과적으로 모든 경제는 궁극적으로 1인당 소득 측면에서 수렴해야 한다. 개발도상국은 선진국보다 더 빠른 속도로 성장할 잠재력이 있는데, 이는 (특히 자본에 대한) 수확 체감이 자본이 풍부한 국가만큼 강하지 않기 때문이다. 또한, 빈곤한 국가는 선진국의 생산 방식, 기술 및 기관을 모방할 수 있다.
수렴 (경제학)
경제성장 문헌에서 "수렴"이라는 용어는 두 가지 의미를 가질 수 있다. 첫 번째 유형(때때로 "시그마-수렴"이라고 함)은 경제 간 소득 수준의 산포도 감소를 의미한다. 반면 "베타-수렴"은 빈곤한 경제가 부유한 경제보다 더 빠르게 성장할 때 발생한다. 경제학자들은 다른 변수(즉, 투자율과 인구 증가율)가 일정하게 유지될 때 경제가 "베타-수렴"을 경험하지만 다른 변수를 조건으로 할 때 "조건부 베타-수렴"이 있다고 말한다. 경제의 성장률이 정상 상태에 접근함에 따라 감소할 때 "무조건적 베타-수렴" 또는 "절대적 베타-수렴"이 존재한다고 말한다. 잭 골드스톤에 따르면, "20세기에는 대분기가 제1차 세계 대전 이전에 정점에 달했고 1970년대 초까지 계속되었으며, 그 후 20년간의 불확실한 변동을 거쳐 1980년대 후반에는 대다수 제3세계 국가가 대부분의 제1세계 국가보다 훨씬 높은 경제 성장률을 달성하면서 대수렴으로 대체되었다." 따라서 현재의 수렴은 대분기의 연속으로 간주되어야 한다.
수렴 (경제학) 한계
국가가 빈곤하다는 사실이 따라잡기 성장을 보장하지는 않는다. 모세스 아브라모비츠는 따라잡기 성장에서 이익을 얻기 위한 '사회적 역량'의 필요성을 강조했다. 이러한 역량에는 새로운 기술을 흡수하고 자본을 유치하며 세계 시장에 참여하는 능력이 포함된다. 아브라모비츠에 따르면, 이러한 전제 조건이 경제 내에 갖춰져야 따라잡기 성장이 발생할 수 있으며, 이는 오늘날 세계에 여전히 분기가 존재하는 이유를 설명한다.
이론은 또한 기술이 자유롭게 거래되고 따라잡으려는 개발도상국에 제공된다고 가정한다. 이들 경제에 비싸거나 이용할 수 없는 자본 또한 따라잡기 성장을 방해할 수 있는데, 특히 이러한 국가에서는 자본이 부족하기 때문이다. 이는 종종 국가들을 저효율의 순환에 갇히게 하여 가장 효율적인 기술을 획득하기에 너무 비싸게 만든다. 생산성 기술의 차이가 선도적인 선진국과 후발 선진국을 구분하지만, 후발 국가들이 따라잡을 기회를 줄 만큼 충분히 좁은 차이이다. 이러한 따라잡기 과정은 후발 국가들이 선도 국가들로부터 배울 것이 있는 한 계속되며, 선도 국가와 후발 국가 간의 지식 격차가 매우 작아지고 결국 소진될 때만 멈출 것이다.
수렴 (경제학) 한계
제프리 삭스 교수에 따르면, 일부 개발도상국의 폐쇄적인 경제 정책으로 인해 수렴이 모든 곳에서 일어나고 있지 않으며, 이는 자유 무역과 개방을 통해 해결될 수 있다고 한다. 1970년에서 1989년 사이에 111개국을 대상으로 한 연구에서 삭스와 앤드류 워너는 산업화된 국가의 1인당 연간 성장률이 2.3%이고, 개방경제 개발도상국은 4.5%이며, 폐쇄경제 개발도상국은 2%에 불과하다고 결론 내렸다.
로버트 루카스는 선진국에서 개발도상국으로 자본이 흐르지 않는 현상인 "루카스 역설"을 언급했는데, 이는 개발도상국의 노동자당 자본 수준이 낮음에도 불구하고 발생한다. 그러나 이 진술은 최근 심각한 반대에 부딪혔다.
수렴 (경제학) 사례
따라잡기 이론을 입증하는 선진국과의 수렴 사례는 많이 있다. 나카오카는 일본, 멕시코 및 기타 국가에 대한 사례 연구를 바탕으로 산업화를 위한 사회적 역량을 연구하고 메이지 시대 (1868-1912) 일본의 따라잡기 과정에서 인간 및 사회적 태도의 특징을 명확히 했다. 1960년대와 1970년대에 동아시아의 네 마리 용은 선진 경제와 빠르게 수렴했다. 여기에는 싱가포르, 홍콩, 대한민국 및 중화민국이 포함되며, 이들 모두는 오늘날 선진 경제로 간주된다. 전후 기간(1945–1960)에는 서독, 프랑스 및 일본이 포함되는데, 이들은 제2차 세계 대전 중에 손실된 자본을 대체하여 전전 상태를 빠르게 회복할 수 있었다.
수렴 (경제학) 사례
일부 경제학자들은 이 이론을 비판하며, 정부 정책과 같은 내생적 요인이 외생적 요인보다 경제 성장에 훨씬 더 큰 영향을 미친다고 주장한다. 예를 들어, 알렉산더 게르셴크론은 정부가 부족한 전제 조건을 대체하여 따라잡기 성장을 촉발할 수 있다고 말한다. 경제사학자 케네스 소콜로프와 스탠리 엥거맨의 가설은 요소 부존량이 일부 국가의 제도 발전을 저해하는 구조적 불평등의 핵심 결정 요인이라고 제시했다. 소콜로프와 엥거맨은 19세기 브라질, 쿠바와 같이 토양 및 기후와 같은 풍부한 요소 부존량을 가진 국가들은 제한적인 제도적 성장과 함께 통제된 특권에 취약하다고 제안했다. 쿠바와 같이 설탕과 커피에 적합한 토지는 플랜테이션 설립에서 규모의 경제를 경험했으며, 이는 결과적으로 통제된 특권에 기득권을 가진 소수의 엘리트 가문을 만들었다. 밀과 설탕에 대한 토지의 외생적 적합성은 많은 국가의 성장률을 결정한다. 따라서 설탕에 적합한 토지를 가진 국가는 설탕 재배에 적합한 토지를 가진 다른 국가와 수렴한다.
수렴 (경제학) 사례
소콜로프와 엥거맨은 그들의 기사 "History Lessons: Institutions, Factor Endowments, and Paths of Development in the New World"에서 이러한 수렴을 설명했다. 그들은 미국과 캐나다가 신세계에서 가장 가난한 식민지 중 두 곳으로 시작했지만, 토양의 질 덕분에 다른 국가들보다 더 빠르게 성장했다고 설명했다. 그들은 미국과 캐나다가 밀 재배에 적합한 토지를 가지고 있었고, 이는 밀이 규모의 경제로부터 이익을 얻지 못했기 때문에 소규모 농업을 의미했으며, 이는 상대적으로 균등한 부와 정치 권력의 분배로 이어져 인구가 광범위한 공교육에 투표할 수 있도록 했다고 주장했다. 이것은 설탕과 커피 재배에 적합한 토지를 가진 쿠바와 같은 국가들과 그들을 구별했다. 이러한 국가들은 규모의 경제로부터 이익을 얻었으므로 노예 노동을 사용하는 대규모 플랜테이션 농업, 큰 소득 및 계급 불평등, 제한된 투표권을 가졌다. 정치 권력의 이러한 차이는 공립학교와 같은 기관 설립에 대한 지출이 거의 없게 만들었고 그들의 발전을 늦췄다. 결과적으로 상대적 평등과 공교육 접근성을 가진 국가들은 더 빠르게 성장했고 불평등과 제한된 교육을 가진 국가들로 수렴할 수 있었다.
수렴 (경제학) 수렴의 유형
오데드 갈로어의 분류에 따르면:
이것의 의미는 빈곤이 궁극적으로 '스스로' 사라질 것이라는 것이다. 이는 일부 국가가 수십 년 동안 성장률이 0인 이유를 설명하지 못한다 (예: 사하라 이남 아프리카).
의미는 구조적 특성이 초기 국민 소득이 아니라 노동자당 GDP의 장기 수준을 결정한다는 것이다. 따라서 해외 원조는 구조(인프라, 교육, 금융 시스템 등)에 초점을 맞춰야 하며, 부유한 국가에서 빈곤한 국가로의 소득 이전은 필요하지 않다.
따라서 이는 조건부 수렴 이론과 대조되며, 해외 원조는 소득 이전을 포함해야 하며 초기 소득이 실제로 경제 성장에 중요하다는 것을 시사한다.
말 목걸이
말 목걸이 또는 호스 칼라(horse collar)는 말 하네스의 한 부분으로, 말의 어깨와 가슴에 하중의 힘을 고르게 분산시켜 말의 기도를 방해하지 않으면서 효율적으로 하중을 끌 수 있도록 설계되었다. 숨쉬기를 제한하고 견인력을 약화시켰던 목-흉부 형태와 같은 이전의 하네스 시스템과 달리, 말 목걸이는 말들이 숨이 막히지 않고도 모든 힘을 발휘할 수 있게 함으로써 짐을 끄는 작업에 혁명을 일으켰다. 이 혁신은 농업 생산성을 극적으로 증가시켰고, 특히 중세 유럽에서 운송 수단을 변화시켰다.
목걸이는 일반적으로 타원형으로 목 아랫부분을 감싸며, 말의 해부학적 구조에 맞게 패딩 처리되어 있다. 이 목걸이는 하네스라고 알려진 한 쌍의 단단하고 구부러진 막대를 지지하는데, 이 막대는 말과 차량 또는 끌리는 하중을 연결하는 끈이나 사슬인 트레이스의 고정점 역할을 한다. 하중 지지면을 어깨로 옮김으로써 말 목걸이는 멍에를 멘 소보다 말의 성능을 향상시켜 농업, 화물 운송, 도시 개발에 필수적인 존재가 되었다.
말 목걸이
10세기에서 12세기경에 말 목걸이가 널리 채택된 것은 농촌 경제의 전환점을 의미했다. 말은 밭을 더 빨리 경작하고, 더 무거운 짐을 운반하며, 더 오래 일할 수 있게 되었고, 이는 잉여 생산, 인구 증가, 시장 도시의 출현으로 이어졌다. 이 단수하게 보이는 마구는 농업 혁명에 중요한 역할을 했으며, 오늘날에도 짐마차 하네스 시스템의 초석으로 남아 있다.
말 목걸이 디자인
말 목걸이는 일반적으로 가죽 또는 합성 재료로 만들어지며, 짚, 폼, 말털, 또는 기타 섬유로 패딩 처리된다. 목걸이의 타원형 모양은 말의 목을 감싸도록 설계되어, 어깨와 가슴과의 접촉을 극대화하면서 기도에 압력을 가하지 않는다. 이러한 해부학적 정렬을 통해 말은 뒷다리로 앞으로 밀어내어 온몸의 힘을 사용할 수 있다.
주요 목걸이 유형은 완전 목걸이, 가슴 목걸이, 하이브리드 목걸이이다.
하이브리드 목걸이하이브리드 목걸이는 가벼운 작업에 유연성을 제공하는 현대적인 디자인이다. 스포츠 목걸이, 헝가리 목걸이, 편안한 목걸이, 유로 목걸이와 같은 이름으로 불리는 이 목걸이들은 가슴받이와 유사하게 제작을 시작하지만, 완전 목걸이처럼 목을 감싸지만, 하네스, 견고성, 두꺼운 패딩은 없다. 하이브리드 목걸이는 경쟁적인 복합 마차 경주와 같은 현대 스포츠 마차 운전에서 인기가 많다.
말 목걸이 디자인
목걸이는 말의 목 구조에 맞게 모양이 만들어지는데, 이는 편안함과 성능, 그리고 통증이나 부상 위험을 줄이는 데 매우 중요하다. 가장 일반적인 세 가지 모양은 전체 얼굴, 절반 스위니, 전체 스위니이다. 전체 얼굴은 마차 말과 같이 비교적 곧거나 가는 목에 사용된다. 절반 스위니는 짐마차 말에게 가장 흔한 형태로, 두꺼운 패딩이 되어 있고 목이 두꺼운 말에게 적합하다. 전체 스위니는 수말처럼 목 윗부분이 극도로 두꺼운 짐마차 말에게 사용된다. 다양한 목걸이 모양은 말의 일생을 끝낼 수 있는 쇠약해지는 신경 손상인 "스위니 어깨"를 방지하기 위해 고안되었다.
하네스는 일반적으로 나무나 금속으로 만들어진 단단하게 구부러진 막대로, 완전 목걸이의 앞쪽 홈에 놓인다. 하네스는 목걸이의 모양과 위치를 유지하는 단단한 구조물이며, 목걸이는 하네스를 덧댄다. 하네스는 트레이스를 통해 하중의 부착점 역할을 하며, 하중을 목걸이에, 그리고 말의 어깨에 분산시킨다.
말 목걸이 디자인
목걸이 자체에 기능이 통합된 방식(드물게)으로 제작되지 않는 한, 모든 완전 목걸이에는 하네스가 있다. 하네스는 하단과 상단이 끈이나 금속 고리로 연결된 한 쌍으로 구성된다. 하네스는 보통 나무, 강철 또는 이들의 조합으로 만들어진다. 강철 하네스는 단단하거나 튜브형일 수 있으며, 황동이나 백금속으로 도금되거나, 도색되거나, 맨 강철로 남겨질 수 있다. 마차 하네스는 일반적으로 목걸이에 평평하게 놓이는 반면, 농장 하네스는 종종 목걸이 위로 뻗어 "뿔"로 끝난다. 하네스에는 고삐가 통과하는 고리인 테렛이 장착되어 있다. 가짜 마르팅게일은 목걸이 하단에서 말의 다리 사이로 지나가 흉대(girth)에 부착되는 끈으로, 목걸이를 아래로 고정하고 하네스를 목걸이에 고정하는 데 도움이 된다. 미국에서는 짐말 전시회나 퍼레이드를 위한 목걸이에 종종 하네스 커버 또는 스카치 탑이라고 불리는 길고 뾰족한 장식이 달려 있다.
적절하게 장착된 하네스는 목걸이의 길이와 곡률에 맞아야 한다. 정렬이 잘못되면 말의 어깨 부위에 파고들거나 말이 머리를 숙일 때 불편함을 유발할 수 있다. 현대의 하네스는 종종 조절 가능한 버클과 강화된 관절을 포함하여 다양한 목걸이 스타일과 말 크기에 맞도록 제작된다.
말 목걸이 역사
말 목걸이 하네스보다 훨씬 이전에는 덜 효율적인 목-흉부 하네스가 있었다. 20세기 초 프랑스 기병 장교 리처드 르페브르 데 노에트에 따르면, 이 하네스는 많은 고대 문명에서 발견될 수 있다고 주장되었다. 이 유형의 목걸이는 고대 칼데아의 수메르와 아시리아 (기원전 1400-800년), 이집트 신왕국 시대 고대 이집트 (기원전 1570-1070년), 상나라 시대 중국 (기원전 1600-1050년), 미노스 문명 시대 크레타 (기원전 2700-1450년), 고전기 그리스 (기원전 550-323년), 고대 로마 (기원전 510년 - 서기 476년)에서 사용되었다고 한다. 이 "고대 하네스"를 사용하면, 쟁기와 수레는 목 위쪽, 목걸이 상단에 짐이 부착되는 방식으로, 소의 멍에와 유사하게, 동물의 목과 가슴을 가로지르는 평평한 끈으로 끌렸다. 이 끈은 말의 흉쇄근과 기관을 압박하여 호흡을 제한하고 말의 견인력을 감소시켰다. 따라서 말이 더 세게 끌수록 자신의 호흡을 더 강하게 막았다. 이러한 가상의 신체적 제약 때문에 소의 해부학적 구조에는 이러한 문제가 없으므로 소가 무거운 작업에 말보다 선호되었다. 표준 멍에는 소를 질식시키지 않는다.
말 목걸이 역사
1970년대에 프랑스 승마 교사이자 마차 운전자인 장 스피르트(Jean Spruytte)는 예술 작품에 묘사된 초기 견인 시스템이 최소한 세 가지가 있었고, 그 중 어느 것도 말을 질식시키지 않았다고 썼다. 어깨 견인(고대 이집트)과 가슴 견인(그리스와 로마) 예술 작품은 두 시스템을 모두 결합했지만 어느 쪽과도 일치하지 않는 방식으로 잘못 해석되었다. 그는 복제 전차와 하네스를 만들고 실제 말과 함께 시험하여 이를 입증하려고 했다.
목-허리끈 디자인은 전국 시대 (기원전 481-221년) 중국에서 중국식 가슴 끈 또는 "가슴받이" 하네스가 개발될 때까지 개선되지 않았다. 중국식 가슴 하네스는 7세기까지 중앙아시아 전역에 알려졌고, 8세기에는 유럽에 도입되었다.
말 목걸이 역사
이것이 예술 작품에 처음 묘사된 것은 고대 초나라의 옻칠 상자였다. 이 유형의 하네스는 말의 골격계와 견인선이 직접 연결되는 흉골에 압력을 가하여 거의 완전한 힘을 발휘할 수 있게 했다. 중국 한나라 (기원전 202년 – 서기 220년) 시대에는 보편적으로 사용되었으며, 수백 가지의 다양한 조각, 돌 부조, 그리고 전차를 끄는 말에 적용된 모습을 보여주는 인쇄된 벽돌 예술 작품에 묘사되었다. 이 유형의 가슴 끈 하네스는 7세기에서 10세기 동안 아바르족, 마자르족, 보헤미아인, 폴란드인, 러시아인과 함께 중앙아시아 및 다른 지역에 알려졌다. 중앙아시아 이후, 최초의 가슴 끈 하네스는 8세기까지 (묘사된 예술 작품에서) 유럽으로 퍼졌고, 다음 9세기에는 더욱 널리 보급되었다 (예를 들어, 오세베르그 선박 매장 태피스트리에 묘사됨).
말 목걸이 역사
가슴받이 하네스의 문제는 수레, 전차 또는 기타 차량의 실제 손잡이가 말의 몸통 주위의 서클링(끈의 일종)에 부착된다는 것이었다. 가슴받이는 주로 서클링이 뒤로 미끄러지는 것을 막는 역할을 했지, 주된 밀어내는 물체는 아니었다. 이로 인해 말은 문자 그대로 짐을 끌게 되며, 이는 동물의 효율적인 사용이 아니다. 현대의 가슴받이는 가슴받이에서 직접 견인력을 전달하는 트레이스를 가지고 있지만, 말 목걸이는 여전히 무거운 짐을 끄는 데 더 효과적이다.
말 목걸이 역사
가슴받이 하네스 이후, 다음이자 마지막 진화 단계는 목걸이 하네스였다. 목걸이는 말이 짐을 끌 때 전력을 다할 수 있게 하며, 본질적으로 말이 뒷다리로 목걸이 안으로 밀어 넣을 수 있게 한다. 완전히 발전된 목걸이 하네스는 남북조 시대 중국에서 서기 5세기에 개발되었다. 예술 작품에 등장하는 최초의 논란의 여지가 있는 묘사는 중국 쓰촨성 자오화의 바오산냥 무덤에 있는 삼국 시대 (220-265 AD)의 채색 벽돌 그림이다. 이 그림들은 멍에의 흔적 없이 충분히 패딩 처리된 말 목걸이를 보여준다. 그러나 예술 작품에 등장하는 최초의 합법적인 묘사는 중국 북위 시대의 둔황시 동굴 벽화 (257번 동굴), 즉 서기 477-499년으로 거슬러 올라가는 회화이다. 이 그림에서는 아치형 가로 막대가 명확하지만, 화가는 그 뒤에 있는 쿠션이 있는 목걸이를 명확하게 보여주지 못했으며, 이 없이는 전체 디자인이 쓸모없게 되었을 것이다.
말 목걸이 역사
동일한 기본 디자인은 다른 중국 채색 프레스코화에서도 볼 수 있는데, 하나는 서기 520년에서 524년 사이 (흉골 견인을 위해 말 가슴을 넘어 돌출된 축 포함), 다른 하나는 서기 600년경(수나라)의 작품이다. 이 수나라 시대의 묘사 (302번 동굴)는 특히 흥미로운데, 말 목걸이의 묘사가 더 정확할 뿐만 아니라 (오늘날 북중국과 북서중국에서도 볼 수 있는 것과 동일), 낙타에 사용되었지 말이 아니기 때문이다. 중국인들은 한나라 시대인 기원전 2세기부터 낙타를 자주 사용했으며, 타림 분지 국경에서 군대에 봉사하는 낙타 부대도 있었다. 그러나 낙타에 적응된 말 목걸이는 6세기까지는 흔하지 않았을 것이다. 156번 동굴에는 당나라 중국 장군이자 지방 총독인 장회창이 서기 834년에 티베트 제국으로부터 둔황 지역을 탈환하고 정복한 후 의기양양하게 말을 타고 가는 파노라마 그림이 있다. 장슈훙 박사가 제시한 증거에 따르면 그림의 날짜는 정확히 서기 851년이지만, 니덤은 역사학자들 사이에 대략 서기 840년에서 860년 사이에 그려졌다는 보편적인 합의가 있다고 지적한다. 이 후자의 그림은 말 목걸이를 정확하게 묘사하고 있으며, 가슴 아래쪽에 낮게 내려오고 가로 막대 뒤로 솟아오르는 잘 패딩된 목걸이가 있다.
말 목걸이 역사
말 목걸이는 결국 서기 920년경 유럽으로 퍼져 12세기에는 보편화되었다. 스칸디나비아인들은 말의 호흡 통로를 제한하지 않는 말 목걸이를 처음 사용한 사람들 중 하나였다. 이러한 발전 이전에 소는 여전히 농장 노동의 주요 동물 선택이었다. 이전의 모든 하네스와 목걸이는 신체적 불이익 없이 소만이 착용할 수 있었기 때문이었다. 또한, 소를 묶는 데 사용되는 멍에는 각 개별 동물에 맞게 제작되었다. 그러나 때로는 땅을 경작하기가 어려웠다. 토양 상태에 따라 무거운 쟁기 하나를 효과적으로 사용하기 위해 최대 16마리의 소가 필요했을 수도 있었다. 이로 인해 그러한 많은 수의 가축을 유지할 자본이 없는 농부들에게는 어려움이 있었다.
말이 말 목걸이로 하네스를 착용했을 때, 말은 더 빠른 속도 때문에 소보다 작업에 50% 더 많은 힘을 가할 수 있었다. 말은 일반적으로 지구력도 더 뛰어나 하루에 더 많은 시간 일할 수 있다. 유럽인들이 말을 사용하면서 수세기 동안 쌓아온 경험은 소 기반의 하네스에서 말 목걸이로 더 쉽게 전환할 수 있게 했다.
말 목걸이의 발명은 이전 하네스가 동물에게 가했던 물리적인 제약을 제거하고, 말이 쟁기질에서 전력을 다할 수 있게 했다. 원래 이전 하네스의 구조는 말이 문자 그대로 짐을 끌게 만들었지만, 말 목걸이의 개발은 말이 짐을 밀어낼 수 있게 하여 노동 생산성을 증가시켰다.
유럽에 말 목걸이가 도입되고 서기 1000년경 그 사용이 분명해지면서, 쟁기질에 말을 사용하는 것이 더욱 보편화되었다. 말은 소보다 약 50% 더 빠르게 일한다. 목걸이는 편자, 중량 쟁기, 그리고 농업 시스템의 다른 발전과 결합되어 유럽 농민의 식량 생산 효율성을 증가시켜 유럽의 추가적인 사회 발전을 가능하게 했다. 식량 잉여는 농민들이 직업을 바꾸고 상품 구매 및 판매와 같은 다른 기술에 집중할 수 있도록 노동 전문화를 가능하게 했고, 이는 유럽 사회 내에서 상인 계급의 출현으로 이어졌다. 말 목걸이는 봉건 제도의 종식과 중세 시대의 전환에 기여한 요인 중 하나였다.
말 목걸이 중량 견인 연구
프랑스 기병 장교 르페브르 데 노에트(Lefebvre des Noëttes)는 고대 목-허리끈 하네스를 이후의 트레이스 가슴받이 하네스, 그리고 최종적으로 중세 목걸이 하네스의 완성된 형태와 비교 실험했다. 1910년 그의 실험에서 그는 목-허리끈 하네스를 사용하는 두 마리 말 (효과적인 견인력의 도움을 받음)이 약 1100 파운드 (1⁄2 톤)만 끌 수 있다는 것을 발견했다. 그러나 더 효율적인 목걸이 하네스를 착용한 말 한 마리는 약 1+1⁄2 톤의 무게를 끌 수 있었다.
말 목걸이 중량 견인 연구
그러나 르페브르 데 노에트의 연구 결과는 논란의 여지가 있었는데, 특히 고대 로마 시대에 부분적인 말 목걸이인 등쪽 멍에 시스템이 존재했다는 주장과 르페브르의 디자인이 실제로 사용된 것을 정확하게 반영하지 않고, 오히려 실제 고대 하네스보다 덜 효율적인 부정확한 디자인을 만들었다는 주장이 제기되었다. 르페브르의 실험은 그가 사용한 목과 허리 디자인이 말에게 올라타 호흡을 방해한다는 것을 분명히 보여주었지만, 고대 예술 작품의 이미지와 고고학자들이 발견한 부분적인 멍에는 적절한 배치와 단단한 부분 멍에를 추가하면 가슴받이가 가슴에 남아 있었고, 실제로 짐을 끄는 동안 호흡이 끊기지 않았음을 시사했다. 1977년 스피르트와 매리 아이켄 리타우어가 조르주 라엡사엣의 후속 연구와 함께 더 정확하게 재구성된 고대 디자인으로 수행한 추가 연구는 고대 하네스 디자인을 사용한 말이 현대 말 목걸이를 사용한 말과 거의 같은 양을 끌 수 있음을 시사했다. 현대 말 목걸이 사용의 주요 이점은 부착 지점을 낮출 수 있어 쟁기질에 말을 사용하는 유용성을 높였다는 것이라고 주장된다.
말 목걸이 더 읽어보기
Brownrigg, Gail (2022년 6월 23일). 〈The Origin of the Horse Collar〉. 《Echoing Hooves: Studies on Horses and Their Effects on Medieval Societies》. Brill. 249–266쪽. doi:10.1163/9789004466500_014. ISBN 9789004466500.
인공 심박동기
인공 심박동기, 페이스메이커(pacemaker), 인공 심장박동기는 하나 이상의 심장방에 전극을 통해 전기 펄스를 전달하는 이식형 의료 기기이다. 각 펄스는 목표 심장 방을 수축시켜 혈액을 펌프질하게 하여 심장 전기 전도계의 기능을 조절한다.
인공 심박동기의 주요 목적은 심장의 자연적인 심박 조율기가 부적절하거나 불규칙한 심장 박동을 제공하거나, 심장의 전기 전도 시스템에 차단이 있을 때 규칙적인 심박수를 유지하는 것이다. 현대의 인공 심박동기는 외부에서 프로그래밍이 가능하며 심장 전문의가 개별 환자에게 최적의 박동 모드를 선택할 수 있도록 한다. 대부분의 인공 심박동기는 순환계의 동적 수요에 따라 심장 자극이 이루어지는 수요 기반형이다. 다른 일부는 고정된 속도의 충동을 보낸다.
특정 유형의 인공 심박동기인 이식형 제세동기는 인공 심박동기와 제세동 기능을 단일 이식형 장치에 결합한다. 양심실형 인공 심박동기라고 불리는 다른 인공 심박동기들은 심실(하부 심장 방) 내의 여러 위치를 자극하여 동기화를 개선하는 여러 전극을 가지고 있다.
인공 심박동기 심장 박동 조절 방법
경피 기계식 박동이라고도 알려진 타진 박동은 일반적으로 대정맥 내의 우심실 위, 인간 복장뼈의 좌측 하단 가장자리에 주먹을 대고 20-30 cm 거리에서 때려 심실 박동을 유도하는 방식이다 (British Journal of Anaesthesia에 따르면 심실 압력을 10-15 mmHg까지 올려 전기 활동을 유도해야 한다고 한다). 이는 전기 심박동기가 환자에게 도착할 때까지 생명 구제 수단으로만 사용되는 오래된 시술이다.
경피 박동(TCP), 또는 외부 박동은 모든 유형의 혈역학적으로 중요한 느린맥의 초기 안정화를 위해 권장된다. 이 시술은 환자의 가슴에 두 개의 페이싱 패드를 전방/측면 또는 전방/후방 위치에 부착하여 수행된다. 구조자는 페이싱 속도를 선택하고, 전기적 포획(심전도에서 크고 넓은 QRS 복합체와 높고 넓은 T파로 특징지어짐)이 해당 맥박과 함께 달성될 때까지 페이싱 전류(mA 단위로 측정)를 점진적으로 증가시킨다. 심전도상의 페이싱 인공물과 심한 근육 경련으로 인해 이 결정이 어려울 수 있다. 외부 박동은 장기간 의존해서는 안 된다. 이는 경정맥 박동 또는 다른 치료법이 적용될 때까지의 다리 역할을 하는 응급 시술이다.
인공 심박동기 심장 박동 조절 방법
임시 심외막 박동은 수술 절차가 방실 차단을 유발하는 경우 개심 수술 중에 사용된다. 전극은 심실의 바깥벽(심외막)에 접촉하도록 배치되어 임시 경정맥 전극이 삽입될 때까지 만족스러운 심박출량을 유지한다.
영구 심외막 박동 인출선은 수술로 이식하여 맥박 발생기 포켓으로 터널링할 수 있다. 이 인출선들은 심장에 수동적으로 닿아 봉합되거나, 심장에 능동적으로 고정하기 위한 나사 메커니즘을 가지고 있다.
임시 박동에 사용될 때 경정맥 박동은 경피 박동의 대안이다. 박동기 와이어는 무균 상태에서 정맥에 삽입된 후 우심방 또는 우심실로 통과된다. 박동기 와이어는 몸 밖의 외부 박동기에 연결된다. 경정맥 박동은 영구 박동기 이식을 위한 다리 역할을 하는 경우가 많다. 영구 박동기가 이식되거나 더 이상 박동기가 필요 없어질 때까지 제자리에 유지될 수 있으며, 그 후 제거된다.
인공 심박동기 심장 박동 조절 방법
이식형 심박동기를 이용한 영구 박동은 하나 이상의 박동 전극을 심장 내 방에 경정맥으로 삽입하고, 박동기는 쇄골 아래 피부 밑에 이식하는 것을 포함한다. 이 시술은 적절한 정맥을 절개하여 전극 인출선을 삽입하고 심장 판막을 통과하여 정맥을 따라 이동시킨 후 심방에 위치시키는 방식으로 수행된다. 이 시술은 의사가 전극 인출선의 통과를 볼 수 있게 해주는 투시 검사에 의해 용이해진다. 전극의 만족스러운 고정이 확인되면, 전극 인출선의 반대쪽 끝은 박동기 발생기에 연결된다.
영구 심박동기는 관여하는 심장방의 수와 기본 작동 메커니즘에 따라 세 가지 기본 유형으로 분류된다:
심박동기 발생기는 전원, 보통 리튬 금속 전지, 심장 전극이 감지한 자연 발생 심박동의 전기적 현상을 처리하는 감지 증폭기, 심박동기의 컴퓨터 논리 회로, 그리고 전극으로 박동 자극을 전달하는 출력 회로를 포함하는 밀봉된 장치이다.
가장 일반적으로, 발생기는 흉벽의 피하 지방 아래, 흉부 근육과 뼈 위에 위치한다. 그러나 위치는 경우에 따라 달라질 수 있다.
심박동기의 외부 케이스는 신체의 면역계에 의해 거의 거부되지 않도록 설계된다. 주로 몸에서 불활성인 티타늄으로 만들어진다.
무선 심박동기는 캡슐만큼 작고 심장 내부에 발생기를 배치할 수 있을 정도로 작아 박동 리드가 필요 없다. 박동 리드는 시간이 지남에 따라 고장날 수 있으므로, 이러한 구성 요소를 피하는 박동 시스템은 이론적인 장점을 제공한다. 무선 심박동기는 서혜부 절개를 통해 넙다리정맥에 삽입된 유도 카테터를 사용하여 심장에 이식될 수 있다.
인공 심박동기 기본 기능
현대 심박동기는 보통 여러 기능을 가지고 있다. 가장 기본적인 형태는 심장의 고유한 전기적 리듬을 모니터링한다. 심박동기 전선 또는 "리드"가 정상적인 박동 간 시간(가장 일반적으로 1초) 내에 심장 방(심방 또는 심실)에서 심장 전기 활동을 감지하지 못하면, 짧은 저전압 펄스로 심방 또는 심실을 자극한다. 전기 활동을 감지하면 자극을 중단한다. 이러한 감지 및 자극 활동은 박동마다 계속되며 "수요 기반 페이싱"이라고 불린다. 이중방 장치의 경우, 상부 방이 자발적 또는 자극적 활성화를 보이면, 장치는 허용 가능한(그리고 프로그래밍 가능한) 간격 내에 심실 활성화가 이루어지도록 카운트다운을 시작하고, 그렇지 않으면 다시 충동이 전달된다.
더 복잡한 형태는 심방과 심실 모두를 감지하고/하거나 자극하는 능력을 포함한다.
인공 심박동기 기본 기능
여기서 기본적인 심실 "수요" 박동 모드는 VVI이며, 운동을 위한 자동 속도 조절 기능이 있는 경우 VVIR이다. 이 모드는 심방세동과 같이 심방 박동과의 동기화가 필요하지 않을 때 적합하다. 이에 상응하는 심방 박동 모드는 AAI 또는 AAIR이며, 방실 전도가 온전하지만 자연 심박동기의 굴심방결절이 불안정할 때(동기능부전증후군(SND) 또는 동기능부전증후군) 선택되는 모드이다. 문제가 방실차단 (AVB)인 경우, 심박동기는 심방 박동을 감지(감지)하고 정상 지연(0.1–0.2초) 후에 심실 박동을 유발해야 한다(이미 발생하지 않았다면). 이는 VDD 모드이며, 우심방(감지용)과 심실(감지 및 박동용)에 전극이 있는 단일 박동 리드로 달성할 수 있다. 이러한 AAIR 및 VDD 모드는 미국에서는 흔하지 않지만 라틴 아메리카와 유럽에서는 널리 사용된다. DDDR 모드가 가장 흔하게 사용되는데, 이는 모든 옵션을 포함하고 있지만 심박동기는 별도의 심방 및 심실 리드가 필요하며 더 복잡하여 최적의 결과를 위해 기능에 대한 신중한 프로그래밍이 필요하다.
인공 심박동기 기본 기능
자동 심박동기는 비병리적 정상 굴리듬으로 돌아올 때마다 심장의 자연적인 박동수에 의해 override되도록 설계되었으며, 병리적 사건이 다시 발생할 때 심장의 전기 활동에 다시 영향을 미치기 시작할 수 있다. "심실 수요 심박동기"는 넓은 QRS 바로 앞에 심전도에 좁고 수직적인 스파이크를 생성한다. "심방 수요 심박동기"의 스파이크는 P파 바로 앞에 나타난다.
이에 비해, 유발 심박동기는 심장 조직 자체에서 전기 활동이 시작된 직후 활성화된다. "심실 유발 심박동기"는 심실 조직에서 맥박이 생성된 직후 충동을 생성하며 QRS와 동시에 스파이크로 나타난다. "심방 유발 심박동기"는 심방에서 전기적 사건이 발생한 직후 충동이 생성되는 모드이다. 이는 P파 이후에 나타나지만 일반적으로 넓어진 QRS 이전에 방전으로 나타난다.
인공 심박동기 기본 기능
심장은 흥분성 조직으로 구성되어 있으며, 심장이 기능하기 위해 심근을 "포획"하는 데 특정 전압의 전기 펄스가 필요하다. 이를 달성하는 최소 전압을 역치라고 한다. 이는 확률적 속성이므로 실제로 사용되는 전압은 역치보다 높다 (보통 50-100% 마진). 또한, 전기 펄스는 시간 구성 요소를 가지며 역치에 대한 적절한 설명은 전압과 펄스 폭이다.
모든 전기 회로는 음극과 양극 사이에 완전한 연결이 필요하다. 일부 페이싱 리드의 경우, 심장에 대한 두 연결이 단일 리드("양극성")로 제공되며, 일부는 단일 연결("단극성")만 제공한다. 단극성에서는 두 번째 연결이 심장 내부에서 몸을 통해(혈액, 조직 등) 발생기로 이루어진다.
또한 중요한 것은 온저항이다. 임피던스가 낮을수록 역치 전압을 달성하는 데 더 많은 전류가 필요하며 배터리 수명이 단축된다. 임피던스는 페이싱 리드의 무결성과 리드와 심장의 전극-조직 인터페이스에 의해 영향을 받는다.
심박동기 기능의 중요한 측면은 고유한 심장 활동을 감지하는 것이다. 이를 감지라고 한다. 더 큰 감지 전압이 바람직하며 심실이 심방보다 더 큰 전압을 생성할 것으로 예상된다.
이벤트를 감지하는 최소 전압을 감도라고 한다. 감도가 높을수록 감지되는 것이 적고, 그 반대도 마찬가지이다. 감도가 너무 낮으면 P파, T파 및 노이즈 감지에 문제가 발생할 수 있으며, 이러한 것들을 감지하는 것을 "과잉 감지"라고 한다. 감도가 너무 높으면 심방의 P파와 심실의 QRS 감지를 놓칠 수 있으며, 이를 "미달 감지"라고 한다.
인공 심박동기 양심실 박동
심장 재동기화 요법(CRT)은 심장 기능상실이 있는 사람 중 좌심실과 우심실이 동시에 수축하지 않는 경우(심실 비동기)에 사용되며, 이는 심장 기능상실 환자의 약 25~50%에서 발생한다. CRT를 달성하기 위해 양심실 인공 심박동기(BVP)가 사용되는데, 이는 중격과 좌심실의 외측벽을 모두 박동할 수 있다. 좌심실의 양쪽을 박동함으로써 인공 심박동기는 심실 수축을 재동기화할 수 있다.
CRT 장치에는 최소 두 개의 리드가 있으며, 하나는 대정맥과 우심방을 거쳐 우심실로 들어가 중격을 자극하고, 다른 하나는 대정맥과 우심방을 거쳐 심장정맥동굴을 통해 삽입되어 좌심실의 심외막 벽을 박동한다. 종종 정상 굴리듬 환자의 경우, 심방 수축과의 동기화를 용이하게 하기 위해 우심방에도 리드가 있다. 따라서 심방과 심실 수축 사이의 타이밍뿐만 아니라 좌심실의 중격과 외측벽 사이의 타이밍도 최적의 심장 기능을 달성하기 위해 조절될 수 있다.
인공 심박동기 양심실 박동
CRT 장치는 심장 기능상실 증상이 있는 환자의 사망률을 줄이고 삶의 질을 향상시키는 것으로 나타났다. 좌심실 박출률이 35% 이하이고 EKG 상 QRS 지속 시간이 120ms 이상인 환자에서 특히 그렇다.
양심실 박동만 하는 것을 CRT-P (박동용)라고 한다. 부정맥 위험이 있는 일부 환자의 경우, CRT는 이식형 제세동기 (ICD)와 결합될 수 있다. CRT-D (제세동용)로 알려진 이러한 장치는 생명을 위협하는 부정맥에 대해서도 효과적인 보호를 제공한다.
인공 심박동기 전도 시스템 박동
우심실의 첨단 또는 정점 부위에 심실 전극을 전통적으로 배치하는 우심실 첨단 박동은 심장 기능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이는 심방세동, 심장 기능상실, 심근 약화 및 잠재적으로 짧은 기대 수명 증가 위험과 관련이 있다. 히스속 박동 (HBP)과 좌각지 영역 박동 (LBBAP)은 더 자연스럽거나 완벽하게 자연스러운 심실 활성화를 유도하며 강력한 연구 및 임상적 관심을 불러일으켰다. 특수 전극과 배치 기술로 히스-푸르키니에 섬유망을 직접 자극함으로써 HBP는 동기화된 따라서 더 효과적인 심실 활성화를 유도하고 장기적인 심근 질환을 피한다. HBP는 일부 경우 다발가지차단 패턴을 교정할 수도 있다.
인공 심박동기 기능의 발전
심박동기 기능의 주요 발전은 QT 간격, 동맥-정맥 시스템의 pO2 – pCO2 (용해된 산소 또는 이산화 탄소 수치), 가속도계로 측정되는 신체 활동, 체온, 아데노신 삼인산 수치, 아드레날린 등과 같은 다양한 입력을 활용하여 속도 반응형 심박동기를 만드는 방식으로 자연을 모방하려는 시도였다.
정적이고 미리 결정된 심박수를 생성하거나 간헐적인 제어 대신, 이러한 심박동기, 즉 '동적 심박동기'는 실제 호흡 부하와 잠재적으로 예상되는 호흡 부하를 모두 보상할 수 있었다. 최초의 동적 심박동기는 1982년 영국 런던 국립 심장 병원의 앤서니 리카즈가 발명했다.
동적 심박동 기술은 미래의 인공 심장에도 적용될 수 있다. 전이 조직 용접의 발전은 이러한 노력과 다른 인공 장기/관절/조직 대체 노력을 지원할 것이다. 줄기 세포는 전이 조직 용접에 관심 대상이 될 수 있다.
인공 심박동기 기능의 발전
심박동기 이식 후 제어 기능을 향상시키기 위해 많은 발전이 이루어졌다. 이들 중 다수는 마이크로프로세서 제어 심박동기로의 전환을 통해 가능해졌다. 심실뿐만 아니라 심방까지 제어하는 심박동기가 보편화되었다. 심방과 심실을 모두 제어하는 심박동기를 이중방 심박동기라고 한다. 이러한 이중방 모델은 일반적으로 더 비싸지만, 심방의 수축 시기를 심실의 수축 시기보다 앞서도록 조정하면 심장의 펌프 효율이 향상되며 울혈성 심부전에 유용할 수 있다.
속도 반응 페이싱은 장치가 환자의 신체 활동을 감지하고 속도 반응 알고리즘을 통해 기본 페이싱 속도를 적절하게 증가 또는 감소시켜 반응할 수 있도록 한다.
DAVID 시험은 우심실에 불필요한 페이싱을 하는 것이 심장 기능상실을 악화시키고 심방세동의 발생률을 증가시킨다는 것을 보여주었다. 새로운 이중방 장치는 우심실 페이싱의 양을 최소화하여 심장 질환의 악화를 예방할 수 있다.
인공 심박동기 고려 사항
심박동기는 국소마취제를 사용하여 피부를 마비시킨 상태에서 진정작용을 사용하거나 사용하지 않고, 또는 전신 마취제를 사용하여 잠든 상태에서 삽입될 수 있다. 일반적으로 감염 위험을 줄이기 위해 항생제가 투여된다. 심박동기는 일반적으로 왼쪽 또는 오른쪽 어깨 부위의 가슴 앞쪽에 이식된다. 피부는 이식 부위의 털을 깎거나 면도한 후 클로르헥시딘과 같은 소독제로 세척하여 준비한다. 쇄골 아래에 절개를 하고 피부 아래에 공간 또는 주머니를 만들어 심박동기 발생기를 수용한다. 이 주머니는 일반적으로 큰가슴근 위(흉골 전)에 만들어지지만, 일부 경우에는 장치가 근육 아래(근육하)에 삽입될 수도 있다. 인출선은 X선 영상(투시 검사)의 안내를 받아 큰 정맥을 통해 심장으로 삽입된다. 인출선의 끝은 필요한 심박동기 유형에 따라 우심실, 우심방 또는 심장정맥동에 위치할 수 있다. 수술은 일반적으로 30분에서 90분 이내에 완료된다. 이식 후에는 수술 상처가 치유될 때까지 깨끗하고 건조하게 유지해야 한다. 삽입 후 몇 주 이내에 어깨의 일부 움직임은 심박동기 인출선이 이탈될 위험이 있다.
인공 심박동기 고려 사항
심박동기 발생기 내의 배터리는 일반적으로 5년에서 10년 동안 지속된다. 배터리 수명이 다할 때 발생기를 교체하는데, 이는 새로운 이식보다 보통 간단한 절차이다. 교체는 기존 장치를 제거하기 위해 절개하고, 기존 장치에서 인출선을 분리한 다음 새 발생기에 다시 연결하고, 새 장치를 재삽입하고 피부를 닫는 것을 포함한다.
심박동기가 이식되면 장치가 작동하고 적절하게 작동하는지 정기적으로 확인한다. 장치는 필요하다고 판단되는 만큼 자주 확인할 수 있다. 정기적인 심박동기 검사는 보통 6개월마다 병원에서 이루어지지만, 환자/장치 상태 및 원격 모니터링 가능 여부에 따라 달라진다. 최신 심박동기 모델은 환자가 자택에서 휴대폰 네트워크에 연결된 송신기를 사용하여 심박동기 데이터를 전송하는 방식으로 원격으로도 진단할 수 있다.
병원 내 추적 검사 중 진단 테스트는 다음을 포함할 수 있다.
환자의 생활 방식은 심박동기 삽입 후 크게 변경되지 않는다. 전면 접촉 스포츠나 심박동기를 강한 자기장에 노출시키는 것과 같이 현명하지 않은 몇 가지 활동이 있다.
인공 심박동기 고려 사항
심박동기 환자는 일부 일상 활동을 변경해야 할 수도 있다. 예를 들어, 차량 안전벨트의 어깨띠가 심박동기 삽입 부위에 걸리면 불편할 수 있다. 여성은 수술 후 한동안 브래지어를 착용할 수 없으며, 나중에는 넓은 어깨끈이 있는 브래지어를 착용해야 할 수도 있다.
일부 스포츠 및 신체 활동의 경우, 가능한 부상이나 심박동기 전극 손상을 방지하기 위해 특별한 심박동기 보호 장치를 착용할 수 있다.
심박동기는 자기장 또는 전자기장, 그리고 전리 방사선 및 소리 방사선의 영향을 받을 수 있다. 그러나 2013년 연구에서는 "CIED(심혈관 이식형 전자 장치) 수혜자에게 EMI(전자기 간섭)와 관련된 임상적으로 유의미한 부작용의 전체 위험은 매우 낮다. 따라서 가전제품을 사용할 때 특별한 예방 조치는 필요하지 않다. EMI의 환경 및 산업원도 노출 시간이 제한되고 CIED와의 거리가 최대화될 때 비교적 안전하다. EMI 유발 사건의 위험은 병원 환경 내에서 가장 높다."고 밝혔다. 이 연구는 많은 간섭원과 회로 손상, 비동기 박동 등 다양한 잠재적 효과를 나열하고 표로 정리했다. 구형 장치에서 일부 위험원은 신형 장치에서 제거되었다.
인공 심박동기 고려 사항
강력한 자기장과 관련된 활동은 피해야 한다. 여기에는 특정 유형의 장비로 아크 용접과 같은 활동, 그리고 강력한 자기장을 생성할 수 있는 중장비를 유지하는 것이 포함된다. 일부 의료 절차, 특히 자기공명영상 (MRI)은 매우 강력한 자기장 또는 심박동기를 손상시킬 수 있는 다른 조건을 수반한다.
그러나 많은 현대 심박동기는 특정 조건에서 MRI 중에 안전하게 사용할 수 있는 MR 조건부 또는 MRI 조건부로 지정되어 있다. 최초로 그렇게 지정된 것은 메드트로닉 Revo MRI SureScan으로, 2011년 2월 미국 FDA의 승인을 받았으며, MR 조건부로 지정된 첫 번째 제품이었다. MR 조건부 심박동기 사용에는 특정 환자 자격과 스캔 설정 등 여러 조건이 있다. MRI 조건부 장치는 스캔 전에 MRI 설정을 활성화해야 하고, 스캔 후에는 비활성화해야 한다.
2014년 기준 미국 시장의 99% 이상을 차지하는 5대 심장 박동기 제조사들이 FDA 승인을 받은 MR 조건부 심박동기를 생산하고 있었다. 환자가 오래된 비MRI 조건부 심박동기를 가지고 있거나, 심장 내부에 심박동기에 연결되지 않은 오래된 박동 전선이 있는 경우 MRI 사용이 배제될 수 있다.
인공 심박동기 고려 사항
2008년 미국 연구에 따르면 휴대용 음악 플레이어나 휴대폰에 사용되는 일부 헤드폰으로 생성된 자기장이 일부 심박동기에 매우 가깝게 배치될 경우 간섭을 일으킬 수 있는 것으로 나타났다.
또한, 미국심장협회에 따르면 일부 가정용 기기는 때때로 단일 박동을 억제할 가능성이 있다. 휴대폰은 맥박 발생기를 손상시키거나 심박동기 작동 방식에 영향을 미치지 않는 것으로 보인다. 자석을 포함하거나 상당한 자기장을 생성하는 물체는 심박동기 가까이에 두지 않는 것이 권장된다. 특히 유도 조리기는 위험을 초래할 수 있다.
의료 시술 전에 환자는 모든 의료진에게 자신이 심박동기를 가지고 있음을 알려야 한다. 심박동기를 가지고 있다고 해서 치과 치료와 같은 시술 전에 항생제를 투여받아야 하는 것은 아니다.
인공 심박동기 고려 사항
워싱턴 DC에 본부를 둔 미국 전문 기관인 심장 리듬 학회의 패널은 환자 또는 환자를 위해 결정을 내릴 법적 권한이 있는 사람들의 이식형 심장 장치를 비활성화해 달라는 요청을 존중하는 것이 합법적이고 윤리적이라고 판단했다. 변호사들은 법적 상황이 영양 튜브 제거와 유사하다고 말하지만, 2010년 기준 미국에서는 심박동기와 관련된 법적 판례가 없었다. 많은 관할권(미국 포함)에서 환자는 자신을 살리는 심박동기를 포함하여 치료를 거부하거나 중단할 권리가 있다고 간주된다. 의사는 이를 끄는 것을 거부할 권리가 있지만, HRS 패널은 환자를 대신할 의사에게 의뢰해야 한다고 조언한다. 일부 환자는 심각한 뇌졸중이나 말기 치매와 같은 희망 없고 쇠약하게 만드는 상태가 너무 큰 고통을 유발하여 지지 조치로 생명을 연장하는 것을 선호하지 않을 수 있다고 생각한다.
인공 심박동기 고려 사항
무선 통신을 허용하는 심박동기와 관련하여 보안 및 프라이버시 문제가 제기되었다. 연구팀이 시연한 바와 같이, 승인되지 않은 제3자가 심박동기에 포함된 환자 기록을 읽거나 장치를 재프로그램할 수 있다. 시연은 단거리에서 작동했으며, 장거리 안테나를 개발하려고 시도하지 않았다. 이 개념 증명 공격은 원격으로 접근 가능한 의료 이식물에 더 나은 보안 및 환자 경고 조치의 필요성을 입증하는 데 도움이 된다. 이러한 위협에 대응하여 퍼듀 대학교와 프린스턴 대학교 연구원들은 심박동기 및 인슐린 펌프와 같은 무선 의료 기기를 공격자로부터 보호하도록 설계된 MedMon이라는 방화벽 장치 프로토타입을 개발했다.
심박동기 이식 수술로 인한 합병증은 흔하지 않지만 (각각 약 1–3%), 심박동기가 이식된 부위 또는 혈류의 감염; 시술에 사용된 염료 또는 마취에 대한 알레르기 반응; 특히 환자가 항응고제를 복용 중이거나, 노인이거나, 체구가 마르거나, 만성적으로 스테로이드를 사용하는 경우 발생기 부위 또는 심장 주변의 부기, 멍 또는 출혈을 포함할 수 있다.