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문제 정의
- 본 연구에서는 12개의 심혈관 요소들로 이루어진 lumped parameter 모델을 구현하였다. 여기에서는 주로 출혈, 직립 (upright posture)에 의한 중력 스트레스 등과 같은 이상 상황과 이로 대한 자율신경계의 변화에 중점을 두어 모델링하였다.
- 본 연구에서는 본 모델의 정확성을 검증하기 위하여 정상인의 혈류역학적 상태량을 모델의 계산결과와 비교 검토하였다. 다음 Table 3은 본 연구의 정상인에 대한 계산결과와 기존의 참고문헌들[27, 28, 29]에서 제시된 값들을 종합한 결과를 비교한 것으로서 양쪽이 잘 일치하고 있음을 알 수 있다.
- 본 연구에서는 심혈관계의 혈류역학적 현상들을 분석할 수 있는 새로운 수치적 모델을 개발하였다. 이것은 lumped parameter model을 기반으로 하고 있으며, 인체의 주요 혈관계 부분들을 모사하는 12개의 요소들로 구성되어 있다.
- 본 연구에서는 전체 심혈관계의 혈류역학적 특성을 분석할 수 있는 수치해석 방법을 개발하고 이를 기존의 실험결과와 비교 검토하였다. 본 연구에서 구현된 방법은 lumped parameter 모델에 기초하고 있으며, 단기적 자율조절기능에 대한 모델링을 포함하고 있다.
- 본 연구에서는 혈류역학적 요소들에 대한 처리 뿐 아니라 이들과 상호작용하고 있는 신경계의 단기적 자율기능에 대한 내용을 포함하고 있다. 특히 단기적 자율조절 기능에서는 arterial baroreflex system 뿐 아니라 cardiopulmonary reflex 기능에 대한 모델을 포함하고 있다.
- 그 결과 맥박수와 소동맥저항이 증가하고, ZPFVe 감소한다. 여기에서는 또한 cardiopulmonary reflex control의 효과를 알아보기 위하여, baroreflex syetm만을 사용한 경우와 두 가지 reflex system 모두를 사용한 모델의 결과를 함께 표시하였다. 우선 맥박수의 경우 cardiopulmonary reflex의 효과는 그리 크지 않는 것으로 보여지는데, 이는 cardiopulmonary reflex가 맥박 수에 대한 직접적인 조절기능이 없기 때문인 것으로 추정된다.
- 이것은 lumped parameter model을 기반으로 하고 있으며, 인체의 주요 혈관계 부분들을 모사하는 12개의 요소들로 구성되어 있다. 특히 본 연구에서는 출혈, 중력스트레스 등과 같이 정맥계의 혈류역학적 변화가 중요한 경우를 해석하기 위하여 정맥계 요소들을 좀 더 세분화하였다. 포함된 모든 요소들을 전기회로 성분으로 표현하고, 역학적 법칙을 적용하면, 이로 부터 혈류역학적 변수들에 관한 상호 관계식이 유도된다.
가설 설정
- 통상 70 mmHg 이하의 LBNP에서는 혈장 부피(plasma volume) 의 순감소량(net decrease)은 부압력 Pbias-1 에 비례 하는 것으로 알려져 있으며, 70 mmHg의 LBNP를 약 10분간 가했을 때, 약 500 ml의 혈액체적 감소를 동반한다[35]. 즉 본 모델에서는 시간 t에 따르는 혈액 체적 감소를 다음과 같이 가정하였다.
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