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문제 정의
- 노화에 따른 혈압의 영향은 임상적으로 주요한 의미를 지닌 상완동맥(brachial artery)에 대하여 알아보았다. 상완동맥은 Fig.
- 본 연구에서는 혈류역학 해석을 이용하여 노화에 따른 혈관벽의 피로파괴가 혈압에 미치는 영향을 살펴보았다.
제안 방법
- (3) 다음으로 혈관을 탄성튜브(elastic tubes)로 모델링하였으며, 최종적으로는 점탄성튜브(viscoelastic tubes)로 모델링 하였다.
- 본 연구는 노화가 심혈관계에 미치는 영향을 체계적이고 효율적으로 분석하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하였다. 혈관의 피로파괴에 의한 동맥계(arterial system)의 탄성도 변화 특성을 혈류역학(hemodynamics) 해석 알고리즘에 대입하여 인체의 주요부위의 혈압변화를 조사하였다.
- 본 연구는 노화가 심혈관계에 미치는 영향을 체계적이고 효율적으로 분석하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하였다. 혈관의 피로파괴에 의한 동맥계(arterial system)의 탄성도 변화 특성을 혈류역학(hemodynamics) 해석 알고리즘에 대입하여 인체의 주요부위의 혈압변화를 조사하였다.
- 상행대동맥의 혈류파형을 이용하여 동맥계 내의 모든 혈관에 대한 혈압과 혈류를 계산할 수 있는 혈류역학 해석 알고리즘을 개발하였다. 이를 이용하여 노화에 따른 동맥계 탄성분포를 청년, 중년, 노년의 3가지 패턴으로 나누어 분석하였다.
- 상행대동맥의 혈류파형을 이용하여 동맥계 내의 모든 혈관에 대한 혈압과 혈류를 계산할 수 있는 혈류역학 해석 알고리즘을 개발하였다. 이를 이용하여 노화에 따른 동맥계 탄성분포를 청년, 중년, 노년의 3가지 패턴으로 나누어 분석하였다.
- 먼저, 동맥계의 분지구조를 정의한 다음, 각 분지에 대한 혈관특성에 관한 입력값을 읽어 들인다 . 말초동맥(peripheral artery)으로부터 상행대동맥(ascending aorta) 방향으로 혈관의 입력 임피던스를 계산하고, 입력으로 주어진 상행대동맥의 입력패턴과 입력 임피던스를 이용하여 상행대동맥으로부터 말초동맥 방향으로 각 분지에 대한 압력과 유동을 계산한다.
- 본 연구에서는 노화에 따른 동맥계의 탄성도 패턴의 변화를 세 단계로 구분하였다. 즉, 청년, 중년, 그리고 노년이다.
- 노화에 따른 혈관벽의 피로파괴가 혈압에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 노화를 3단계(청년, 중년, 노년)로 나누어 시뮬레이션 하였다.
- 동맥계의 생리적인 특성은 Fig. 2의 Avolio 동맥계 모델을 기본으로 하여, 노화의 3단계에 맞추어 동맥계의 탄성분포를 Fig. 8과 같은 조건으로 하였다. 심장은 노화와 무관하게 동일한 혈류량을 유지하므로, 본 연구에서는 노화의 3단계 모두에 대하여 Fig.
- 8과 같은 조건으로 하였다. 심장은 노화와 무관하게 동일한 혈류량을 유지하므로, 본 연구에서는 노화의 3단계 모두에 대하여 Fig. 5의 상행대동맥 혈류파형을 Fig. 1의 혈류역학 해석 알고리즘에 적용하여 모든 혈관에 대한 혈압파형과 혈류파형을 계산하였다.
- 노화에 따른 혈관벽의 피로파괴 현상이 인체의 혈압변화에 미치는 영향을 3단계로 나누어 혈류 역학 해석을 이용하여 시뮬레이션 하였다.
- 본 논문에서는 Franklin(2) 이 제시한, 동맥의 경화가 이완기 혈압의 감소와 맥압의 증가에 영향을 미친다는, 추론을 동맥계의 혈류역학 해석을 이용하여 검증하였다. 즉, 동일한 심장특성의 조건하에서 노화에 따른 동맥계의 탄성분포를 3단계로 가정하고 이를 동맥계의 혈류해석을 이용하여 상완동맥의 혈압특성을 조사하였다.
- 이 제시한, 동맥의 경화가 이완기 혈압의 감소와 맥압의 증가에 영향을 미친다는, 추론을 동맥계의 혈류역학 해석을 이용하여 검증하였다. 즉, 동일한 심장특성의 조건하에서 노화에 따른 동맥계의 탄성분포를 3단계로 가정하고 이를 동맥계의 혈류해석을 이용하여 상완동맥의 혈압특성을 조사하였다. Fig.
대상 데이터
- Fig. 2는 본 논문에서 사용된 인체의 동맥계 분지모델(7)로서 128개의 가지와 68개의 절점으로 이루어져 있다. 본 논문에서 사용된 인체모델은 혈류역학에서 널리 사용되는 모델이다.
- 2는 본 논문에서 사용된 인체의 동맥계 분지모델(7)로서 128개의 가지와 68개의 절점으로 이루어져 있다. 본 논문에서 사용된 인체모델은 혈류역학에서 널리 사용되는 모델이다.
이론/모형
- 본 연구에서는 Avolio의 동맥계 모델(7)을 사용하였다. 동맥의 경화도는 세 그룹으로 나뉘어져 있는데, Fig.
성능/효과
- 피로파괴에 의한 엘라스틴 섬유의 감소는, 엘라스틴 섬유보다 탄성계수가 큰, 콜라겐 섬유(collagen fiber)의 역할을 증대시켜 혈관의 경화도를 증가시키게 된다.(1) 노화에 따른 동맥 경화도의 증가는 심장에서 먼 말초의 근육성 동맥보다 심장근처의 탄성동맥에서 월등히 크다.
- (1) 노화에 따른 동맥의 경화현상은 맥압을 증가시키고, 이완기 혈압이 감소시켰다. 이는 Framingham Heart Study의 임상자료 분석을 통하여 Franklin(2)의 연구에서 제시된 결론을 역으로 검증하고 있다.
- 이는 Framingham Heart Study의 임상자료 분석을 통하여 Franklin(2)의 연구에서 제시된 결론을 역으로 검증하고 있다. 또한 노화에 따른 임피던스 곡선의 상향 및 우측으로의 이동현상은 5Hz이하의 저주파 영역에서의 임피던스의 급속한 증가를 나타내며, 노화가 진행될수록 혈류저항이 급격하게 증가함을 나타내고 있다.
후속연구
- (2) 노화가 혈압에 미치는 영향을 연구하기 위해서는 장기간에 걸친 대규모 임상연구가 필요하며, 임상자료의 통계적인 분석을 통하여 도출된 결과에 대해서도 그것을 검증할 수 있는 다양한 실험방법이나 도구가 제한되어 있는 실정이다. 본 연구에서 제시된 혈류역학적인 해석을 통한 심혈관계의 노화 연구는, 기존의 단편적인 연구결과를 활용하여 노화가 심혈관계에 미치는 영향을 체계적이고 신속하게 연구할 수 있는 도구가 될 것으로 생각한다.
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